147电流表 电压表 伏安法测电阻

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电流表 电压表,伏安法测电阻,1,2,构造：,永磁体,和放入磁场中,可转动的线圈,组成。,一、小量程电流表G(,表头,),3,三个参数（,R,g,、I,g,、U,g,）,内阻,R,g,满偏电流,I,g,满偏电压,U,g,G,I,g,R,g,U,g,关系：,U,g,=I,g,R,g,工作原理：,线圈中有电流时，受,磁场力,的作用而转动，且有,I,，因此由电流表指针的偏转角度可得电流大小，且电流表刻度是均匀的。,4,二、把小量程电流表G改装成电压表V：,原理：在电流计上,串联,一个,分压电阻,，并在电流计的电流刻度上标出相应的电压值。,5,改装后的电压表量程为,U,，由,U,=,I,g,R,g,+,I,g,R,知应串联电阻阻值为:,电压表量程为原来的,n,倍时，需串联的电阻阻值为（,n,-1）,R,g,，电压表的内阻为,R,V,=,nR,g,6,三,、,把小量程电流表G改装成大量程电流表A：,原理：在电流计上,并联,一个,分流电阻,，并在电流计的电流刻度上标出相应的电流值。,7,改装后的电流表量程为,I,，由,I,g,R,g,=（,I,-,I,g,）,R,知应并联电阻阻值为:,电流表量程为原来的,n,倍时，需并联的电阻阻值为 电流表的内阻为,8,思考：,把两只完全相同的小量程电流表改装成不同量程的电压表，在串联后去测电压时：,（1）两表的示数是否相同？,（2）两表的指针偏转的角度是否相同,G,G,R,1,R,2,9,思考:,若把两只完全相同的小量程电流表改装成不同量程的电流表，并联后去测电流时：,（1）两表的示数是否相同？,（2）两表的指针偏转的角度是否相同,G,G,R,2,R,1,10,例1、如果两个小量程电流表的满偏电流均为,I,g,=3mA，线圈电阻,R,g,=25，欲将其改装为满偏电流分别为0.6A和3A的电流表，则,1、分别并联多大的电阻？,2、,将改装后的电流表串联后测电路中电阻的电流时，指针的偏角,1,和,2,有何关系，示数,I,1,和,I,2,有何关系？,3、,将改装后的电流表并联后测电路中电阻的电流时，指针的偏角,1,和,2,有何关系，示数,I,1,和,I,2,有何关系？,1,=,2,I,1,：I,2,=1：5,R,1,=0.125,，R,2,=0.025,1,:,2,=5：1 I,1,=I,2,11,四、三接线柱两量程电表,2、两量程电流表,1、两量程电压表,G,a,b,c,R,1,R,2,G,a,b,c,R,1,R,2,G,R,2,R,1,15V,3V,甲,12,例2、如图是一个双量程电流表，,I,g,=0.5mA，,R,g,=200 ，计算,R,1,和,R,2,的阻值。,G,R,2,R,1,10mA,1mA,I,1,I,2,解：,（,R,1,+,R,2,） (,I,1,-,I,g,) =,I,g,R,g,I,g,（,R,g,+,R,2,）=(,I,2,-,I,g,),R,1,得：,R,1,=20,R,2,=180,13,例3、如甲、乙图示是一个双量程电压表，,I,g,=1mA，,R,g,=100 ，计算,R,1,和,R,2,的阻值。,G,R,2,R,1,15V,3V,甲,3V,15V,R,2,R,1,G,乙,U,g,=,I,g,R,g,=0.1V，,n,1,=30,n,2,=150,R,1,=（,n,1,-1）,R,g,=2900 ,R,2,=（,n,2,-1）,R,g,=14900 ,R,1,=（,n,1,-1）,R,g,=2900 ,R,1,+,R,2,=,(,n,2,-1),R,g,=14900 ,R,2,= 12 k,14,五、伏安法测电阻：,1、常见的两种连接方式,电流表,外接法,电流表,内接法,15,1) 电流表,外接法,U,V,=U,R,I,A,=I,R,+I,V,R,测, R,实,（,R,测,= R+ R,A,）,当R,x,较,大,时，用,内,接法。,( R,x,R,A,),(小外偏小) (大内偏大),16,3) 内接法与外接法的选择,A. 当R,x,较,大,时,( R,x, R,A,),，用,内,接法。,当R,x,较,小,时,( R,x, R,V,),，用,外,接法。,B. 临界值法:,17,B. 若电阻大小无法判断，可用,试触法,。,a、,电压表示数变化较大,，说明待测电阻的阻值R,x,可与电流表内阻R,A,相比较，待测电阻是小电阻，用,外接法,。,b、,电流表示数变化较大,，说明待测电阻的阻值R,x,可与电压表内阻R,v,相比较，待测电阻是大电阻，用,内接法,。,a,b,18,限流式,电路,电流表,内接法,R,X,R,A,R,X,A,V,限流式,电路,电流表,外接法,R,X,R,V,R,X,V,A,A,V,分压式,电路,电流表,内接法,R,X,R,A,A,V,R,X,分压式,电路,电流表,外接法,R,X,R,V,V,A,R,X,伏安法测电阻电路,19,例4、用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为,20,千欧,电流表的内阻约为,10,欧,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,(,如右图所示,)。(1),根据各点表示的数据描出,I-U,图线,由此求得该电阻的阻值,Rx=,欧,(,保留两位有效数字,)。(2),画出此实验的电路原理图,.,2.4,10,3,mA,v,Rx,大电阻：电流表用内接法，变阻器用分压式接法。,20,六、选择器材和电路的一般原则,1.安全性原则-,不超过电表量程或最大值,2.精确性原则-,尽量减小测量误差,a. 选择量程时，尽量使得在读数时，电流表、电压表指针的偏角超过满刻度的2/3，欧姆表指针尽量在表盘的中间附近。,b. 多次重复测量，求平均值。,3.简便性原则,安全 精确 简便,21,例4：测一个阻值大约为25k的电阻，备有下列器材：,电流表,A,1,(0-100A,2 k)电流表,A,2,(0-500A,300),电压表,V,1,(0-10V,100k）电压表,V,2,(0-50V,500 K）,直流稳压电源,E,（15V,1A）滑动变阻器,R,（1k, 1W）,电键K和若干根导线选择适当的器材，选取适当的电,路，使测量尽可能准确，并画,出电路图，并将实物图连线。,V,+,-,+,-,A,+,-,电流表选A,2,，,电压表选V,1,电流表选内接法,滑动变阻器选分压接法,V,R,x,A,R,22,例5：,有一个电阻Rx，其阻值大约是25 k ，可供选择的器材是：,电流表A1 (0-100A, 2 k),电流表A2 (0-500A, 300),电压表V1 (0-10V, 100 k）,电压表V2 (0-50V, 500 K ）,直流稳压电源 E （15V，1A）,滑动变阻器 R (1 k, 1W),电键K和若干根导线,试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。,23,解：1电压表、电流表的选择,例3,若滑动变阻器用限流接法，,电路中的最小电流为,I,min,= 15V /26K = 0.577mA=577A，,R,X,V,A,25K,15V,1K,超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用,分压器接法。,V,A,R,X,25K,15V,1K,若电压表选V,2,（50V），因为电源电压15V不足其量程,的1/3，所以,电压表应选V,1,（10V）,。,由于用分压器接法时，电阻R,X,中的最大电流为,I,max, = 10V /25K = 0.4mA = 400A，,所以,电流表选A,2,（500 A ）,。,24,2滑动变阻器的选择,滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化，,在,限流电路,中，一般滑动变阻器的阻值,R（35）R,X,在,分压器电路,中，一般滑动变阻器的阻值,R（1/31/5）R,X,在本题中不要求选择滑动变阻器。,3.安培表内接法和外接法的选择,因为 R,X,= 25K R,A,= 300 ,所以采用,安培表内接法,例3,25,4分压电路和限流电路的选择,分压电路,可以使待测电阻上的电压从零调到最大值，连线较复杂，分压电路消耗的额外功率大；,限流电路,对电压的调节范围较小但连线简单，限流电路消耗的额外功率小,我们可根据这两种电路的特点，按照实验要求进行选择。,在上面例题中，如果用限流电路，因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍，所以变阻器对电流、电压的的调节作用很小这里我们应该,选用,调节作用范围大的,分压器电路,例3,26,解答,: 根据上述分析，选择电流表和电压表应为：,电流表 A1 (0-100A, 2 k),电流表 A2 (0-500A, 300),电压表 V1,(0-10V, 100 k）,电压表 V2 (0-50V, 500 K ）,选择接法：电流表用,，变阻器用,，,内接法,分压器接法,画出实验电路图如下：,A2,V,1,R,X,25K,=15V,1K,实物图连线如图示：,+,返回,27,R,X,V,A,A,V,例6,：,用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A，内阻接近1,，伏特表的量程为3V，内阻为几K,；电源的电动势为6V，变阻器的阻值为020,。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。,解：,金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：,+,-,返回,28,例： 用内阻为3000的电压表和内阻为10的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A。求：,（1）,R,1,的测量值、真实值。,（2）R,2,的测量值、真实值。,300,290,300,333,A,V,R,2,A,V,R,1,甲,乙,29,练：用伏安法测电阻，采用电流表内接法和外接法，测得某电阻R,x,的阻值分别为 R,1,和R,2,，则所测的测量值和真实值R,x,之间的关系是 （ ）,（A）R,1, R,x,R,2,（B） R,1, R,x,R,2,（C）R,1, R,2,R,x,（D） R,1, R,2,R,x,A,30,练：利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P，将P分别与a，b 两点接触一下，如果安培表示数显著变化，则P 应接在,处，如果伏特表示数显著变化，则P 应接在,处。,R,a,b,P,V,A,a,b,31,例5：现有一只电压表，一只定值电阻R,0,=1K，一只未知阻值的电阻R,x,。为测定R,x,的值，将R,0,与R,x,串联后接电压为U的电路中，如图所示，用内阻R,V,=2 K的电压表先后接在R,0,、R,x,两端，测得电压分别为U,1,=6V，U,2,=12V，由此计算R,x,、U的值。,R,0,R,x,U,32,例1 、如果两个电流表的满偏电流均为,I,g,=3mA，内阻,R,g,=100,欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表，则：,1、分别串联多大的电阻？,2、将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角,1,和,2,有何关系，示数,U,1,和,U,2,有何关系？,3、将改装后的电压表并联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角,1,和,2,有何关系，示数,U,1,和,U,2,有何关系？,R,1,=900,，,R,2,=4900,1,=,2,，,U,1,：,U,2,=1：5,1,：,2,=5：1，,U,1,=,U,2,33,例1、四个相同的电流表分别改装成两个电流表A,1,、A,2,和两个电压表V,1,、V,2,，A,1,的量程大于的量程A,2,的量程， V,1,的量程大于V,2,的量程，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后（ ）,AA,1,的读数比A,2,的读数大,BA,1,指针偏转角度比A,2,指,针偏转角度小,CV,1,读数比V,2,读数大,DV,1,指针偏转角度比V,2,指针偏转角度大,A,1,A,2,V,2,V,1,B C,34,练：用电流表内接法和外接法测量某电阻R,X,的阻值，测得的结果分别为R,内,和R,外,，则测量值与真实值R,X,从大到小的排列顺序是,。,例：如图示电路，电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A，电流表内阻为0.2，求：待测电阻R,X,的测量值和真实值。,35,五、改装电压表的校对,电路图如图示,R,1,G,V,R,S,V为标准电压表，,R,为滑动变阻器(分压器接法),虚线框中为改装电压表。,改变变阻器,R,的滑片位置，使电压表的示数分别为0.5V、 1.0V、 1.5V、 2.0V核对改装电压表的示数是否正确,并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。,例：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差,36,例1、有一个G表头，内阻R,g,=10，满偏电流I,g,=3mA，把它改装成量程为3V的电压表，要串联一个多大的电阻R？,37,例2、有一个G表头，内阻R,g,=25，满偏电流I,g,=3mA，把它改装成量程为06A的电流表，要并联一个多大的电阻R？,38,