演示实验电阻的测量

,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,演示实验电阻的测量,一、演示实验,演示实验电阻的测量,二、测量电路及基本工具,1.,滑动变阻器的连接,.,滑动变阻器在电路中也有如图,1041,a,、,b,两种常用的接法：,演示实验电阻的测量,a,叫限流接法，,b,叫分压接法,.,分压接法中被测电阻上电压的调节范围大,.,当要求电压从,0,开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法,.,用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的,.,演示实验电阻的测量,2.,伏安法测电阻,.,有如图,10,4,2,a,、,b,两种接法，,a,叫外接法，,b,叫内接法,.,外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，测较小阻值应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，测较大阻值应采用内接法,.,演示实验电阻的测量,如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图,10,4,3,将电压表的左端接,a,点，而将右端第一次接,b,点，第二次接,c,点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量,.,演示实验电阻的测量,3.,使用多用表欧姆挡粗测电阻,(1),原理如图,10,4,4,所示,.,调,0,时,I,g,=E/(,R,g,+r+R)=E/R,内,，,测量时,I=E/(R,内,+,R,x,),只要将对应,R,x,值的电流刻度,I,改为阻值,R,x,，,即为欧姆表,.,演示实验电阻的测量,(2),多用表面板如图,10,4,5,所示直流电流、电压的刻度是均匀的，交流电流、电压和欧姆挡刻度是不均匀的,.,演示实验电阻的测量,(3),使用步骤及注意事项：,用螺丝刀进行机械调,0(,左侧,0).,选挡,.,测电流、电压时选择合适量程；测电阻时选择合适的倍率,.,以使指针指在中央,1/3,刻度范围，可用比估计值低,1,个数量级的倍率，如估计值为,200,就应该选,10,的倍率,.,用调,0,旋钮,(,电阻,),进行调,0(,表笔直接接触，指针指右侧,0,刻度,).,将红黑表笔接被测电阻两端进行测量,.,将指针示数乘以倍率得测量值,.,将选择开关扳到,OFF,或交流电压最高档,.,演示实验电阻的测量,(4),注意：,用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率,.,每次换挡后都要重新进行电阻调,0.,演示实验电阻的测量,4.,螺旋测微器,固定刻度上的最小刻度为半毫米,(,上下两行，分别是表示半毫米线和整毫米线,),；可动刻度每旋转一圈前进,(,或后退,),半毫米,.,在可动刻度的一周上平均刻有,50,条刻线，所以每两条刻线间代表,0.01,mm.,读数时，从主尺上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分,(,因为是,10,分度，所以在最小刻度后还应该再估读一位,),，再把两部分读数相加，得测量值,.,演示实验电阻的测量,图,10-4-6,中的读数应该是,9.203,mm,.,演示实验电阻的测量,5.,电阻箱,.,图,10,4,7,中的电阻箱有,6,个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值,(,都为整数,),乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值,.,如图所示，当时的阻值为,84580.2,演示实验电阻的测量,三、描绘小灯泡的伏安特性曲线,.,1.,因为小灯泡的电阻较小,(10,左右,),所以应该选用电流表外接法,.,2.,小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，所以,U-I,曲线不是直线,.,为了反映这一变化过程，灯泡两端的电压应该由,0,逐渐增大到额定电压,.,所以滑动变阻器必须选用分压接法,.,演示实验电阻的测量,3.,由实验数据作出的,I-U,曲线如图,10,4,8,，说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大,.,演示实验电阻的测量,4.,若选用“,3.8,V 0.3A”,的小灯泡，电流表选用,0,0.6,A,量程；电压表开始时应选用,0,3,V,量程，当电压调到接近,3,V,时改用,0,15,V,量程,.,演示实验电阻的测量,四、测定金属的电阻率,.,1.,被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法；,2.,本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路,.,【,注意,】,：开始时滑动变阻器的滑动触头应该在接入电路电阻最大的一端,.,本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化,.,能力,思维,方法,【,例,1】,一个标有“,220,V 60W”,的白炽灯泡，加上的电压,U,由,0,逐渐增大到,200,V,，,在此过程中，电流,I,和电压,U,的关系可用图像表示，题中给出的四个图线,(,如图,10,4,9,所示,),中，肯定不符合实际的是,(,C),能力,思维,方法,【,解析,】,I-U,图像的意义：斜率的倒数表示电阻，斜率越大，电阻越小，如果是曲线，电阻可以用该点曲线的切线斜率表示,.,温度越高，电阻率越大，电阻也就越大,.,灯泡在电压加大的过程中，灯丝中的电流增大，温度升高，电阻变大，所以,C,符合实际，,A,图表示电阻不变，,B,表示电阻变小，,D,表示先变小，后变大,.,A,、,B,、,D,都不符合实际,.,能力,思维,方法,【,例,2】,如图,10,4,10,为用伏安法测量一个定值电阻丝阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：,图,10,4,10,能力,思维,方法,待测电阻丝,R,x,(,约,100,),.,直流毫安表,(,量程,0,10,mA,内阻,50,),.,直流电压表,(,量程,0,3,A,内阻,5,k,),.,直流电源,(,输出电压,4,V,，,内阻可不计,).,滑动变阻器,(,阻值范围,0,15,，允许最大电流,1,A).,开关一个，导线若干,.,能力,思维,方法,(1),根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线,.,(2),在“测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图,10-4-11,，可知该金属丝的直径,:,d=0.90010,-3,m.,能力,思维,方法,【,解析,】,本实验要求多测几组数据，并且有较大变化范围，由于,R,x,大于变阻器全部电阻，所以必须采用分压电路,(,如图,10-4-12).,在电表接法上因为,R,x,与毫安表内阻,(50,),较接近，而远小于电压表内阻,(50,),，故应采用电流表外接法,.,能力,思维,方法,(1),电路原理图如图,10-4-13,实物连线如下图所示,(2),d=0.90010,-3,m,图,10-4-13,能力,思维,方法,【,解题回顾,】,对某一待测电阻,R,x,，,如果已知,R,x,R,变,(,变阻器的全部阻值,),，则电路不应选限流式,.,因为,R,变,相对,R,x,太小，串联调节已经不起作用了,.,实物连线是难点，常见的错误有：接点不在接线柱上；电表量程选接不对，极性不对；滑线变阻器接线柱选错；不符合电路图,(,如内外接法、分压、限流电路接反,),等等，应让学生多练习，多纠正方能突破,.,能力,思维,方法,【,例,3】,用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值，若将选择倍率的旋钮拨至“,100,”,的挡时，测量时指针停在刻度盘,0,附近处，为了提高测量的精确性，有下列可供选择的步骤：,A.,将两根表笔短接,.,B.,将选择开关拨至,“,1,k,”,挡,.,C.,将选择开关拨至,“,10,”,挡,.,D.,将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数,.,E.,调节调,0,电阻，使指针停在,0,刻度线上,.,F.,将选择开关拨至交流电压最高挡上,.,能力,思维,方法,将上述中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理的顺序是,(,填写步骤的代号,),；若操作正确，上述,D,步骤中，指针偏转情况如图,10-4-14,所示，则此未知电阻的阻值,R,x,=,.,图,10-4-14,能力,思维,方法,【,解析,】,用多用电表的欧姆挡测未知电阻时，指针停在中值,(,中心位置,),附近时测量误差较小，当用“,100,”,的挡测量时，指针停在,0,附近，说明该待测电阻的阻值相对该挡比较小，为了提高测量精度，应换低倍率,“,10,”,的挡来测量，换挡之后，必须重新调零，之后再接入未知电阻进行测量和读取数据,.,测后暂不使用此多用电表，应将选择开关置于交流电压最高挡上，这是为了安全，保证电表不受意外损坏，如下次再使用这块表测电流、电压等其他量时，一旦忘了选挡，用交流电压最高挡虽然测不出正确结果，但不会把电表烧坏,.,【,答案,】,C,、,A,、,E,、,D,、,F,、,B,，,Rx=160(,),