伏安法测电阻课件

,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,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,根据部分电路欧姆定律 可知，只要测出被测电阻两端的电压,U,和流过该电阻的电流,I,，就可求出电阻,R,的大小。,一、实验原理,R,=,U,I,二、实验器材,1,、注意安全性,2,、读数的精确性,3,、一般选择量程接近的,三、实验电路和实物连线,测量电路,控制电路,伏安法测电阻的电路选择,(1),电流表和电压表各一个，知道其内阻的大约值,若 时，选用电流表内接法。由于该电路中电压表的读数,U,表示被测电阻,R,x,与电流表,A,串联后的总电压，电流表的读数,I,表示通过,R,x,的电流，所以使用该电路所测电阻 ，比真实值,R,x,大了,R,A,1,测量电路的选择,内接法,R,x,V,A,外接法,若 时，选用电流表的外接法，如上图所示。由于该电路中电压表的读数,U,表示,R,x,两端电压，电流表的读数,I,表示通过,R,x,与,R,V,并联电路的总电流，所以使用该电路所测电阻 ，比真实值,R,x,略小些。,R,x,V,A,2,控制电路的选择,控制电路分为限流式和分压式两种,P,A R B,P,A R B,变阻器的常规处理,将变阻器从滑动触点,P,分成两个部分，把一个完整的变阻器看成是由两部分串联组成的，如下图所示。,限流和分压电路的选取,1.限流式,E,s,R,A,B,P,R,x,图中变阻器起限流作用，求,待测电阻R,x,的电压可调范围,限流式电路的特点:,1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.,但电路结构较为简单.,2.电能损耗较小.,2.分压式,图中变阻器起分压作用，求,待测电阻R,x,的电压可调范围,分压式电路的特点:,1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大.但电路结构较为复杂.,2.电能损耗较大.,E,s,P,R,x,R,A,B,下列情况必须选用分压接法,(1),要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始可连续调节时必须采用分压接法（测小灯泡的伏安特性曲线）。,(2),当被测电阻阻值,Rx,远大于滑动变阻器的最大值,R,，且实验要求的电压变化范围较大,(,或要求测量多组数据,),时，必须采用分压接法。,若没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流接法。,限流式,分压式,可调范围,变阻器,电能损耗,较大阻值,较小阻值,较小,较大,R10R,x,，,应选择限流式电路,R10R,x,，,应选择分压式电路,若实验要求,电压从零开始变化,，应选择分压式电路,如无此要求，即,用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:,A.待测电阻R,x,：范围在5,8，额定功率1W,B.电流表A,1,：量程0,0.6A（内阻0.2）,C.电流表A,2,：量程0,3A（内阻0.05）,D.电压表V,1,：量程0,3V,（内阻3K）,E.电,压,表V,2,：量程0,6,v,（内阻15,K,）,F.滑动变阻器R：0,100,G.蓄电池：电动势12V,H.导线，电键.,为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选,，电压表应选,，并画出电路图。,由 R,x,知，应选外接法,先确定测量电路,额定电流I,m,=0.45A，应选电流表A,1,额定电压U,m,=2.8V，应选电压表V,1,由R=10010R,x,知，应选择限流式电路,再确定控制电路,其电路图如图所示。,分析：,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。,E,R,r,R,x,v,1,A,2,S,1,、用伏安法测量一个电阻器材有：,待测电阻,R,X,(,约为,15);,电流表,(,量程为,25mA,内阻,）,电压表（量程为，内阻,k,）,电源（，,r=0),滑动变阻器（最大值,00,，允许最大电流）,开关个，导线若干，,根据器材规格和实验要求连接实物图,析：,R,X,R,采用,电流表外接,法,R,X,R,，因此采用,分压式接法,(1),(2),R,X,=25K,因此采用,安培表内接法,R,X,R,V,A,R,例,1.,有一电阻,R,其阻值大约在,40,至,50,之间,需进一步测定其阻值,现有下列器材：,电池组,电动势为,9V,内阻忽略不计；,电压表,量程为,0,至,10,内阻,20,；,电流表,A,1,量程为,0,至,50,内阻约,20,；,电流表,A,2,量程为,0,至,300m,内阻约,4,；,滑动变阻器,R,1,阻值范围为,0,至,100,额定电流,1A,；,滑动变阻器,R,2,阻值范围为,0,至,1700,额定电流,0.3,;,开关及导线若干,实验中要求多测几组电流、电压值，为使实验正常进行并减小误差，并要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选电流表,和滑动变阻器,1,、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）,-,简便性,2,、电流表和电压表的选择（电表）,-,安全性和精确性,3,、电流表的内外接（测量电路）,-,精确性,例,2.,用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下：,待测电阻,Rx,（阻值大约为,5,，额定功率为,1W,）；,电流表,A,1,（量程为,0,0.6A,，内阻为,0.2,）；,电流表,A,2,（量程为,0,3A,，内阻为,0.05,）；,电压表,V,1,（量程为,0,3V,，内阻为,3K,）；,电压表,V,2,（量程为,0,15V,，内阻为,15K,）；,滑动变阻器,R,（,0,50,）；,蓄电池（电动势为,6V,），开关、导线。,为了较准确测量,Rx,的阻值，保证器材的安全，以及操作方便，电流表、电压表应选择,，并画出实验电路图。,3,、确定测量电路,由于待测电阻,Rx,的阻值大约是,5,，而所用电流表的内阻为,0.2,，所用电压表内阻为,3K,，被测电阻为小电阻，故采用电流表的外接法。,1,、确定控制电路和变阻器,因滑动变阻器的全值,R,0,大于被测电阻阻值,Rx,，故考虑滑动变阻器的限流接法。（,采用限流接法时，通过,Rx,的最小电流为,0.11A,，最大电流为,0.45A,，符合实验要求）。,2,、确定电压表、电流表,被测电阻,Rx,的额定电压、额定电流分别为,2.2V,和,0.45A,，则电流表选用,A,1,，电压表选用,V,1,。,解：,1,、有一个量程为0,0.6,3,安培的安培表（00.6安培挡的内阻为0.125欧，03安培挡的内阻为0.025欧），,一个量程为015伏的伏特表（内阻为1.510,4,欧姆），,一个滑动变阻器（电阻为0200欧），,一个电压为12伏特的蓄电池组，,一个电键和一些导线。,要使用这些器件用伏安法测量一个阻值约为几十欧的线圈的电阻。,画出实验应采用的电路图。,在实物图中画线，把所示器件连接成电路。,2.,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),画出实验电路图并连接实物图。,2.,图为伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图。器材规格如下：,待测电阻,Rx（,约100欧）,直流毫安表（量程010毫安，内阻50欧）,直流电压表（量程03伏，内阻5千欧）,直流电源（输出电压4伏，内阻可不计）,滑动变阻器（阻值范围015欧，允许最大电流1安）,电键一个，导线若干条,根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。,分析,由于待测电阻大于滑动变阻器的全值电阻，所以变阻器应采用分压式接法。,由于,R,A,与,R,X,相当，而,R,V,R,X,，,所以，采用安培表外接式。,若选用限流式接法，则通过回路的最小电流为：,可见，只有选用分压式接法。,线路连接如下：,某电压表的内阻在,20 k,50 k,之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：,待测电压表,V,(,量程,3 V),，,电流表,A,(,量程,200,A),，,电流表,A,2,(,量程,5 mA),，,电流表,A,3,(,量程,0.6,),，,滑动变阻器,R,(,最大阻值,1 k),，,电源,E,(,电动势,4 V),，,电键,S,.,(1),所提供的电流表中，应选用,_(,填写字母代号,).,(2),为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在图中画出符合要求的实验电路图,(,电源和电键及连线已画出,).,V,A,1,1,用以下器材测量一待测电阻,Rx,的阻值,(900,1000,),：,电源,E,，具有一定内阻，电动势约为,9.0V,；,电压表,V,1,，量程为,1.5V,，内阻,r,1,=750,；,电压表,V,2,，量程为,5V,，内阻,r,2,=2500,；,滑线变阻器,R,，最大阻值约为,100,；,单刀单掷开关,S,，导线若干。,(1),测量中要求电压表的读数不小于其量程的,1/3,，试画出测量电阻,R,x,的一种实验电路原理图,(,原理图中的元件要用题中的相应的英文字母标注,),。,(2),若电压表,V,1,的读数用,U,1,表示，电压表,V,2,的读数用,U,2,表示，则由已知量和测得量表示,R,x,的公式为,R,x,=_,。,