精品：电阻的测量 (2)

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,阻,的,测,量,串联分压原理,并联分流原理,伏安法测电阻,多用表欧姆档,直接测量,仪器,选择,变阻器,的使用,实物,连接,半 偏 法,间接测量,实验仪器的选择,1,、安全因素应考虑各电表的读数不能超过量程，电阻类元件的电流应不超过其最大允许电流等。,2,、精确：一般要求各电表的实际读数不小于量程的,3,、耗电因素,滑动变阻器的用法,负载,R,L,上电压调节范围（忽略电源内阻）,负载,R,L,上电流调节范围（忽略电源内阻）,闭合电键前触头应处位置,相同条件下电路消耗的总功率,限流接法,B,端,E,I,L,分压接法,A,端,E,（,I,L,I,ab,）,比较,分压电路调节范围大,分压电路调节范围大,都为了保护负载,限流电路能耗较小,a,b,图五,R,L,B R,0,A,A R,0,B,R,L,变阻器的作用,（,1,）保护电表不受损坏；（,2,）改变电流电压值，多测量几次，求,R,X,的平均值，减少误差。,在下列情况下滑动变阻器使用分压接法：,（,2,）如果实验所提供的电压表电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流（压）都超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（压），为了保护电表或电阻元件免受损坏，必须,采用分压接法电路。,（,3,）伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器远小于待测电阻阻值，采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，这不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据。为了变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器的分压接法。,（,1,）要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有分压电路才能满足。,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,在有几个滑动变阻器可选择时，在保证安全情况下，分压接法选择阻值较小的,回首页,实物图连接应注意掌握的基本方法和注意事项,注意事项,：,1.,连接电表应注意正、负接线柱不要接错；,2.,各导线都应在连线柱上，不应在导线中间出现分叉。,基本方法：,1.,画实验电路图；,2.,分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程；,3.,画线连接各元件，顺序是应先画串联电路，再画并联电路。,当外电阻,R,X,R,g,+r+R,0,时，此时，,2,0,g,g,x,I,R,r,R,R,I,=,+,+,+,=,E,由欧姆表的测量线路原理图（图,4,）,可知当两表笔短接时，,R,X,0,，,调节,R,0,，使,I,达到满偏,I,I,g,E,（,R,g,+r+R,0,）。,R,X,的阻值称为,欧姆表,的中值电阻,R,中,，即满偏电流,I,g,E/,R,中,，,一般情况，,I,E,/(,R,中,R,X,),。,G,R,x,E,r,Ig,Rg,R,0,+,用多用电表的构造,用小螺丝刀调节表盘下方的机械调零螺丝，使,表针,指在刻度,左边,“,0,”,的位置，再把表笔插入相应的插孔。,欧姆调零旋钮,欧姆档,刻度盘,电流电压档,刻度盘,选择开关,1.,其基本步骤是：（,1,）使用前进行机械调零，使指针指在电流表的零刻度。（,2,）估测待测电阻的大小，选择合适的量程。（,3,）进行欧姆调零。（,4,）测量读数。（,5,）拔出表笔，将选择开关置于交流电压最高档或“,OFF,”,档。,用多用表欧姆档直接测量电阻,，,2.,使用欧姆表直接测量应当注意：,（,1,）使用前进行机械调零，使指针指在电流表零刻度；,（,2,）测量时，要使测量电阻与其它元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属部分；,（,3,）合理选择量程，使欧姆表的指针尽量在中间刻度附近（表盘刻度的,1/3,2/3,范围）；,（,4,）,测量电阻时，若指针偏角过小，应换倍率较大的档进行测量；若指针偏角过大，应换倍率较小的档进行测量。,（,5,）使用欧姆表另一量程测量时，应重新进行欧姆调零；,（,6,）读数时，应将表针读数乘以倍率；,（,7,）测量完毕，拔出表笔，将选择开关置于交流电压最高档或“,OFF,”,档，若长期不用，取出电池。,例一一可供使用的多用表，,S,为选择开关，,Q,为欧姆挡调零旋钮，现在要用它检验两个电阻的阻值，已知阻值分别为,R,1,60,的,R,2,470K,。,下面提出了在测量过程中一系列可能的操作，请你选出能尽可能准确地测定各阻 值和符合于多用表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理顺序填写在后面横线上的空白处。,（,A,）,旋动,S,，,使其尖端对准欧姆表,1K,；,（,B,）,旋动,S,，,使其尖端对准欧姆表,100,；,（,C,）,旋动,S,，,使其尖端对准欧姆表,10,；,（,D,）,旋动,S,，,使其尖端对准欧姆表,1,；,（,E,）,旋动,S,，,使其尖端对准,OFF,；,（,F,）,将两表笔分别接到,R,1,的两端，读出,R,1,的阻值，随后即断开；,（,G,）,将两表笔分别接到,R,2,的两端，读出,R,2,的阻值，随后即断开；,（,H,）,两表笔短接，调节,Q,，,使表针对准欧姆档刻度盘上的,0,，随后断开。,所选操作及其顺序为（用字母代号填写）：,；,【,解析,】,由欧姆表使用的步骤可知：测量,R,1,时应选择欧姆档,1,；,而测量,R,2,时应选择欧姆档的,1K,档。而每次换档时均要进行欧姆调零，所以操作顺序应为：,D、H、F、A、H、G、E（或A、H、G、D、H、F、E）,回首页,用伏安法测电阻，可接成以下两种电路,A,V,a,R,一、电流表外接,I,I,V,I,R,（,电路如图,a,）,测量值,而,R,真实值,而,测量值,即,测量值实际上为,R,与,R,V,并联的等效电阻，测量值比真实值偏小。,绝对误差,相对误差,当待测,电阻,RR,A,时,采用电流表内接,可使误差很小。,回首页,用,伏安法测电阻利用试触法判断电流表接法,如,图，将电压表的,P,端空出，分别接触电路中的,a,、,b,两点，若电压表的示数变化明显，而电流表的变化不显著，说明,R,X,与,R,A,可比拟，而,R,V,R,X,，,则应采用电流表外接电路。反之，电压表无明显变化，而电流表变化显著，说明,R,X,与,R,V,可比拟，而,R,X,R,A,，,采用电流表内接法。,A,V,a,R,b,p,回首页,例,2,、用伏安法测电阻，可接成以下两种电路，当用,a,电路测量时，电压表和电流表示数分别为,5V,、,0.6A,，,当用,b,电路测量时，电压表和电流表示数分别为,4.6V,、,0.8A,，求被测电阻,R,的较准确值。设电源电压不变。（电源内阻不计）,A,V,a,R,A,V,b,R,解析,：,电流表变化明显，应采用电流表内接法，应采用电路,a,。,所以,回首页,1996,年高考,17.,在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,大电阻用内接法，变阻器用分压器接法，电路图如图示,.,(2),答：,0,1.0 2.0 3.0,1.0,0.5,1.5,U(伏),I(,毫安,),例,3,：,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,A,1 (0-100,A,2,k,),电流表,A,2 (0-500,A,300,),电压表,V,1 (0-10,V,100,k,）,电压表,V,2 (0-50,V,500,k,）,直流稳压电源,E,（,15,V,，,1,A,）,滑动变阻器,R,(1,k,1,W,),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。,+,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,）。,解,:,+,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：,电流表,A2 (0-500A,300),电压表,V1,(0-10V,100,k,）,课堂练习一,、测一个阻值约为,40,K,的,电阻，备有下列器材：,A.,电流表（量程,100,A,，,内阻,2,K,）,B.,电流表（量程,300,A,，,内阻,300,）,C.,电压表（量程,10V,，,内阻,100,K,）,D.,电压表（量程,50V,，,内阻,500,K,）,E.,直流稳压电源（电动势,15V,，,允许最大电流,1A,）,F.,滑动变阻器（最大电阻,1K,，,额定功率,1W,）,G.,导线若干。,（,1,）电流表应选,，,电压表应选,。,（,2,）画出测量,R,X,的,原理图。,B,C,S,V,A,R,X,返回,课堂练习二、,用伏安法测金属电阻,R,X,（,约为,5,）,的值，已知电流表内阻为,1,，,量程为,0.6A,，,电压表内阻为几,K,，,量程为,3V,，,电源电动势为,9V,，,滑动变阻器的阻值为,0,6,，,额定电流为,5A,，,试画出测量,R,X,的原理图。,回首页,V,A,S,R,X,+,+,A,1,R,1,E,R,2,A,2,A,3,S,例二、（,2001,年高考理科综合题）实验室中现有器材如图实物所示，有：电池,E,，,电动势约,10V,，,内阻,1,；,电流表,A,1,，,量程,10A,，,内阻,r,1,约,0.2,；,电流表,A,2,，,量程,300mA,，,内阻,r,2,约为,5,；,电流表,A,3,，,量程,250mA,，,内阻,r,3,约为,5,；,电阻箱,R,1,，,最大电阻,999.9,，,阻值最小改变量为,0.1,；,滑线变阻器,R,2,，,最大阻值,100,；,开关,S,，,导线若干。要求用图,2,所示的电路图测定图中电流表,A,的内阻。,A,A,E,S,R,1,R,2,图,2,（,1,）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其电阻？,（,2,）,在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路图。,（,3,）你要读出的物理量是,。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是,。,答：,A,2,A,3,A,2,A,3,两电表的读数,I,2,I,3,和电阻箱,R,1,的阻值,R,x,。,例四、（,1999,年高考题）如图为测量电阻的电路，,R,x,为待测电阻，,R,的阻值已知。,R,/,为保护电阻，阻值未知。电源,E,的电动势未知。,K,1,、,K,2,均为单刀双掷开关。,A,为电流表，其内阻不计。,（,1,）按,1,所示的电路，在图,2,的实物图上连线。,(2),测量,R,x,的步骤为：将,K,2,向,d,闭合，,K,1,向,闭合，记下电流表读