高中物理伏安法测电阻

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,伏安法测电阻,用电压表测电压,用电流表测电流,外接法？,内接法？,为减小误差，多测几组数据，求平均值,滑动,变阻器,限流式？,分压式？,A,V,A,V,1.,原理,U,R,I,一伏安法测电阻,“,同一性,”,2.,电路,限流电路，安培表内接法,R,X,A,V,限流电路，安培表外接法,R,X,A,V,分压电路，安培表内接法,分压电路，安培表外接法,R,X,A,V,R,X,V,A,1.,什么是测量值和真实值？,2.,测量值比真实值偏大还是偏小？,4.,误差产生的原因如何？,5.,如何减少误差？,3.,测量值本质上测得是什么量？根据测量值如何求真实值？,6.,什么情况下用外（内）接法？,伏安法测电阻,之,内接外接,3.,测量电路的选择,内接法,R,X,V,A,R,X,A,V,外接法,由于,电流表分压,引起的。,误差产生的原因,:,若,时，采用电流表内接法,由于,电压表分流,引起的。,误差产生的原因：,内接法,R,X,V,A,R,X,A,V,外接法,若,时，采用电流表外接。,试触法,b.,选择方法：将电压表分别接,a,、,b,两点,结论：两次接触，那个表示数变化明显,R,x,就与那个表,“,近接,”,a.,条件：未给出,R,X,的估计阻值,R,X,V,A,P,a,b,如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足,R,X,R,A,应选用内接法,例,1.,一个未知电阻,Rx,无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是,3.0V,、,3.0mA,按乙图测得数据是,2.9V,、,4.0mA,由此可知按图所示的电路测量的误差较小，,Rx,的,真实值更接近于,。,甲,1000,思考,1,：,Rx,的真实值大于还是小于,1000,？,小于,思考,2,：若已知电流表内阻为,0.1,那么,Rx,的真实值是多大？,999.9,甲,R,X,V,A,R,X,A,V,乙,1.,待测电阻的电压的变化范围如何？,2.,滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便？,4.,什么情况下滑动变阻器采用限流器电路？什么情况下采用分压器电路？,3.,合上开关以前，滑动变阻器的触头应处于什么位置？,伏安法测电阻,之,限流,/,分压,R,X,分压电路,R,X,限流电路,返回,1,、两种电路比较：,分压接法的优势是：,电压变化范围大，,限流接法的优势：,在于电路连接简便，附加功率损耗较小,a.,当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法,b.,当负载电阻,Rx,较小，变阻器总阻值,R,较大是,Rx,的几倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法,c.,当负载电阻,Rx,较大是,R,的几倍时，变阻器总阻值,R,较小，,限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法,d.,当要求电压从,0,变起，一定用分压接法,e.,要求测多组数据时用分压法,2,、选择原则：,4.,仪器的选择,安全性原则,选择电源、电表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。,精确性原则,尽量减小实验误差。选择电表时，务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的,2/3,），,电表达不到满偏的,1/3,是不允许的。,操作性原则：,如滑动变阻器的选择，当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压,(,电流,),比较方便；当其阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压,(,电流,),比较方便,选择的一般步骤,根据实验要求设计合理的实验电路；,找出唯一性的器材；,估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程；,根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器,.,例,2.,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,5K;,电源的电动势为,6V,，,变阻器的阻值为,0,20,。,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：,+,-,R,X,A,V,+,+,四、应用举例,例,1,、用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：,待测电阻,R,x,(,阻值约为,25K,),电流表,A,1,(,量程,100A,，内阻约为,2K,),电流表,A,2,(,量程,500A,，内阻约为,300,),电压表,V,1,(,量程,10V,，内阻约为,100 k,),电压表,V,2,(,量程,50V,，内阻约为,500 k,),电 源,E,(,电动势,15V,，允许通过的最大电流,1A),滑动变阻器,R,(,最大阻值,1 k,),电 键,S,，导线若干,为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。,(1),电流表应选,_,，电压表应选,_,。,(2),画出实验电路图。,解析,：,(1),器材选择,(,测量电路,),从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑，两电表及电表与电源间的配置要合理。注意到电源电动势远小于电压表,V,2,的量程，而跟电压表,V,1,的量程较接近，若选用电压表,V,2,来测量电压，其最大偏转量达不到量程的,1/3,，读数时偶然误差太大，所以选用,V,1,较恰当；而此时通过电流表的最大电流 ，因此，电流表,A,2,与,V,1,配置较好。又因为 所以测量电路应选内接法。,E,R,r,R,x,v,1,A,2,S,(2),电路选择,(,控制电路,),电路选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节的角度考虑。若采用限流电路控制，注意到测量部分的总电阻约为,25k,，远大于滑动变阻器的总电阻,(1 k,),，要保证电表安全，变阻器分得的电压至,少为,5V,，阻值应调到,12.5 k,，,显然，限流不能起到保证电表,安全的作用，更不能进行有效,调节，所以，只能采用分压电路,控制，实验电路如图所示。,E,R,r,R,x,v,1,A,2,S,