第十六讲-电阻的测量
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电阻的测量知识集结知识元电阻的测量知识讲解测未知电阻的方法测量电阻的常见方法有伏安法、双伏法、双安法、单伏法、单安法和等效法六种,除此以外还有一些不太常见的半偏法等。
一、伏安法测电阻测量方法伏安法电路图案例实物图案例测量步骤1。
按照所设计的电路图连接电路;2.闭合开关S,调节滑动变阻器,读出电压表的示数U和电流表示数I的第一组示数,记入表格;3.移动滑片,读出U和I的第二组数据,记入表格;4.重复第3步做四次,将U和I的四组数据记入表格;5.断开开关,整理器材;6.根据R x=,计算出R x的数值,记入表格,并对R x取平均值。
U/VI/AR x/Ω思路、关系式欧姆定律R=表达式R x=注意事项伏安法测电阻,多次测量取平均值,只适用于定值电阻,如果是小灯泡这种电阻随温度变化比较明显的,则不能取平均值。
二、双伏法测电阻测量方法双伏法电路图案例实物图案例测量步骤1。
按照所设计的电路图连接电路;2.闭合开关S,读出两个电压表的示数分别为U1、U2。
思路、关系式串联电路,电流相等串联电路,电流相等表达式注意事项1 .本法不是重点,大型考试几乎不考;2.本法不涉及多次测量;如果想多次测量,需串联一个滑动变阻器;3.本方法R x和R0的位置可以互换,原理一样,结果不同而已。
三、双安法测电阻测量方法双安法电路图案例实物图案例测量步骤1。
按照所设计的电路图连接电路;2.闭合开关S,读出两个电流表的示数分别为I1、I2。
思路、关系式并联电路,电压相等I1R x=I2R0并联电路,电压相等I1R x=(I2-I1)R0表达式注意事项1。
本法不是重点,大型考试几乎不考;2.本法不涉及多次测量;如果想多次测量,需在干路上串一个滑动变阻器;3.本方法R x和R0的位置可以互换,原理一样,结果不同而已。
四、单伏法测电阻测量方法单伏法(单控)单伏法(双控)*单伏法(加滑变)关键器材电压表×1,已知电阻R0×1,开关×2电压表×1,已知电阻R0×1,开关×3电压表×1,已知电阻R0×1,开关×3,滑变×1电路图案例实物图案例测量步骤1.按照所设计的电路图连接电路;2.闭合开关S,记录电压表示数U1;(测R0)3.闭合开关S1、S2,记录电压表示数U2。
电阻测量原理
电阻测量原理是通过测量电流和电压之间的关系来确定物体的电阻值。
根据欧姆定律,电阻等于电流和电压之比。
因此,在进行电阻测量时,需要先将一个已知电流通过待测电阻,然后测量在电阻两端产生的电压。
为了准确测量电阻,常用的方法是使用电流表和电压表,并按照如下步骤进行测量:
1. 断开待测电阻上的电源,并确保待测电阻与电源完全隔离。
2. 将电流表和电压表正确连接到待测电阻上。
电流表应与电源并联,而电压表应与待测电阻串联。
3. 打开电源,使电流通过待测电阻。
同时,读取电压表上的电压值和电流表上的电流值。
4. 根据欧姆定律,电阻等于电压除以电流。
即 R = V/I,其中R是电阻值,V是电压值,I是电流值。
5. 按照测量的要求,选择合适的单位表示电阻值。
在实际测量中,还需要注意以下几点:
- 确保电流表和电压表的量程适合待测电阻的预期值。
如果待测电阻的阻值较小,应选择小量程电表。
如果待测电阻的阻值较大,应选择大量程电表。
- 确保待测电阻的两端没有与其他电路相连接,以避免测量误差。
- 在选择电流大小时,应根据待测电阻的功率承受能力选择适
当的电流值。
如果电流过大,可能会导致电阻过热甚至烧毁。
- 在进行高精度测量时,应使用合适的校准电阻进行校准。
通过以上步骤,可以准确测量电阻值,并将其应用于电路设计、故障排除和性能评估等方面。
电阻的测量(七种方法电阻是描述电流通过时电压下降的程度的物理量,是电路中一种常见的基本器件。
测量电阻是电子工程师、电气工程师等领域中必备的一项基本技能。
下面介绍七种常见的电阻测量方法。
1.欧姆表法欧姆表法是最常用的测量电阻的方法之一、欧姆表的测量原理是通过在待测电阻上施加一个已知电压,并通过表笔引线测量通过电阻的电流来计算电阻值。
欧姆表常用于测量较大的电阻值。
2.桥式法桥式法是一种精确测量电阻值的方法。
桥式法基于维尔斯通电桥原理,通过调节电桥中的电阻,使得电桥平衡,从而获得待测电阻的准确值。
桥式法对精度要求较高的场合下常用。
3.脉冲法脉冲法利用脉冲电信号在电阻上的响应来测量电阻值。
该方法通过测量脉冲信号在电阻上的电压和电流,从而计算出电阻值。
脉冲法通常精度较高,适用于较小的电阻测量。
4.串联换流法串联换流法是一种间接测量电阻值的方法,通常用于测量较大电阻值。
该方法通过串联一个已知电阻和待测电阻,测量它们之间的电压差和电流,利用欧姆定律计算出待测电阻的值。
5.幅差法幅差法是一种电桥测量电阻法的变种。
该方法通过利用两个电桥,其中一个电桥上有待测电阻,另一个电桥为参考电桥,通过比较两个电桥的电压差,得到待测电阻的值。
6.伏安法伏安法是通过测量电阻上的电压和电流来计算电阻值的方法。
该方法通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流来计算电阻值。
伏安法通常适用于较小的电阻测量。
7.万用表法万用表是一种常用的多功能测量仪器,可以用来测量电压、电流、电阻等物理量。
其中,电阻测量是万用表的基本功能之一、通过选择合适的档位和连接电路,可以直接读取电阻值。
总结起来,电阻的测量有欧姆表法、桥式法、脉冲法、串联换流法、幅差法、伏安法和万用表法等七种常见方法。
不同的方法适用于不同的电阻范围和精度要求。
在实际应用中,根据需要选择合适的方法进行电阻测量。
电阻测量的六种方法电阻的测量是恒定电路问题中的重点,也是学生学习中的难点。
这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法,从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。
一.欧姆表测电阻1、欧姆表的结构、原理它的结构如图1,由三个部件组成:G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流计。
R是可变电阻,也称调零电阻,电池的电动势为E,内阻为r。
图1 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。
当红、黑表笔接上待测电阻Rx时,由闭合电路欧姆定律可知:I = E/(R+Rg+Rx+r)= E/(R内+R X)由电流的表达式可知:通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理。
2.使用注意事项:(1)欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。
(2)多用表上的红黑接线柱,表示+、-两极。
黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。
(3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零(4)测量时,应使指针尽可能在满刻度的中央附近。
(一般在中值刻度的1/3区域)(5)测量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开。
(6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。
二.伏安法测电阻1.原理:根据部分电路欧姆定律。
2.控制电路的选择控制电路有两种:一种是限流电路(如图2);另一种是分压电路。
(如图3) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。
其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先考虑限流电路。
第十六讲 电阻的测量
(分值:48分 建议时间:60分钟)
1. (7分)(2017江西)【实验名称】用电流表和电压表测电阻
【实验器材】电压恒为3 V 的电源、电压表、电流表、标有“20 Ω 2
A”字样的滑动变阻器、待测电阻R 1、开关、导线若干.
【实验原理】__欧姆定律(或R=U
I
)_
【实验步骤】
(1)小明按如图甲所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,发现电流表示数如图乙所示,则下一步的实验操作是:先_断开开关_,然后_将电流表正、负接线柱上的导线对调_;
(3)小明测出待测电阻的阻值后,向老师汇报,老师指出他实验设计中存在着不足,其不足是_只测量一组数据,实验误差较大_;
(4)改进后,小明继续实验并将数据记录在下表中,分析数据可知待测电阻的阻值为_10_Ω;还可以初步得出;电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_正比_;
数据表格:
实验次数
电压U/V 电流I /A 1 2.4 0.24 2 2.0 0.20 3
1.5
0.15
丙
(5)实验过程中,若小明将滑片P 移到了如图丙所示位置,闭合开关,
此时电流表的示数为_0_A .(导学号 59824143)
2.(8分)(2017重庆A卷)小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有2.5V相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器R1“10Ω1A”、R2“20 Ω 2 A”,开关、导线若干.
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,且导线不交叉).
答图:
(2)闭合开关前,应将滑片P置于_A_(选填“A”或“B”)端.正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是_C_.
A.小灯泡短路B.滑动变阻器短路
C.小灯泡断路D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据,如表一所示.其中第2次实验时电流表表盘如图丙所示,此时电路中的电流为_0.2(或0.20)_A;第4次实验时灯泡电阻值为_8_Ω.由表一中的数据可知,小张选用的滑动变阻器应是_R2_(选填“R1”或“R2”).
表一
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.52.8
0.2
电流I/A 0.16 0.22 0.25
0.29
8
电阻R/Ω 3.1 6.8 8.9 9.7 (4)_不合理_(选填“合理”或“不合理”)的.
(5)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”.他分别把阻值准确的5Ω、10
Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示.他发现通过导体的电流跟电阻不成反比,其原因可能是:_没有控制定值电阻两端的电压不变_.(导学号59824144)
表二
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 1020
电流I/A0.300.200.12
3.(6分)(2017
天水)在测电阻的实验中,实验的器材有:干电池3节,电流表、电压表各1个,开关2个,滑动变阻器1只,待测电阻2个,导线若干.
(1)图甲是实验的电路图.小丽按照电路图连接电路时,开关应_断开_.
①闭合开关S后,小丽发现电流表和电压表的指针均不动.她断开开关S,检查线路连接无误后,把电压表与b点相连的那根导线改接到c点,再次闭合开关S时,发现电流表的指针仍不动,但电压表的指针有明显的偏转.若电路中只有一处故障,则故障是_bc之间断路_.
②排除故障后,正确连接电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为1.6 V时,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为_0.32_A,Rx=_5_.
(2)实验时某小组同学利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻R y的测量.如图丙所示是他们按照设计连接的部分实验电路.
①请你依据下面的实验步骤,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.(只添加一条导线)
实验步骤:A.开关S1和S2都断开,将变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;B.保持滑片P位置不动,只闭合开关S1时,读取电流表的示数为I1;C.再闭合开关S2时,读取电流表的示数为I2(I2>I1).
答图:
②请你用I1、I2和R0表示Ry,则R y=_错误!_.
4.(6分)(2017孝感)小明同学利用如图甲所示的电路来测量一未知电阻Rx.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整.
答图:
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为1.2 V时,电流表的示数如图乙所示,则R x=_4_Ω.
(3)该同学又设计了如图丙所示的测量电路,测量小灯泡正常发光时的电阻和额定功率,其中R0是已知定值电阻,请在空格内把实验步骤补充完整.
①闭合开关S,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光;
②S′接_b_,测出灯泡与R0串联后的总电压U;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,再将S′接_a_,测出R0两端的电压U1;
④小灯泡正常发光时的电阻R L=_错误!_(用R0、U、U1列表达式);小灯泡的额定功率P额=_错误!_.
5. (7分)(2017贵港)用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示.
(1)连接电路时,开关应该是_断开_的.
(2)大山同学在实验中的某次测量,电压表与电流表的读数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为_8_Ω.请你根据图甲的电路图,在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图(导线不能交叉).
答图:
(3)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,电源电压保持不变,但电源电压值未知,请你利用剩下的器材测出Rx.先在方框内画出此时的实验电路图,再简要写出实验过程和计算Rx的表达式.
a.实验过程:_①闭合开关,将滑动变阻器滑片滑移到在a端,记录此时电流表的示数I
,则
1
电源电压U=I1R x;②将滑动变阻器滑片滑移到在b端,记下此时电流表的示数I2,则电源电压U=I2R x+I2R_.
b.R x的表达式:R x=_错误!_.
(导学号59824145)
6. (8分)(2017镇江)在测量电阻的实验中:
(1)小华设计的测量电路如图甲所示,待测电阻R x约10 Ω.
①在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最_左_端;
②导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是_D_;
③改正连接错误并闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则电路中_Rx_出现了_断路_故障;
甲
乙
(2)小清设计的测量另一待测电阻R x阻值的电路如图乙所示.
①他的测量步骤如下:
丙
第1步:将R x接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,
此时电压表的示数如图丙所示,示数为_2_V;断开开关S,移走R x;
第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图丙所示,此时电阻箱接入电路中的阻值R=48 Ω,则小清测得Rx的阻值为_48_Ω;(导学号59824146)
②在第2步中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向右移动了少许,则他测得R x的阻值将偏_大_,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了2 Ω,则小清测得Rx的值为_52_Ω.
7.(6分)(2016绵阳)小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值,
小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图甲所示的电路,小凯正准备闭合开关时,旁边的小明急忙拦住他,说线接错了。
(1)小明发现只要改新年好一根导线就可以连接正确,请你检查一下电路,指出改接的是_d_.(选填a、b、c、d、e、f、g)
(2)故障排除后,电阻两端的电压表示数如图乙所示,其读数_1.40_V.(保留两位小数)
(3)小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如下表所示:
U/V 0.5 1.0 1.
6
1.
9
2.5
I/A0.1 0.20.3
0.
4
0.5
根据表中数据在图丙中画出电阻R的I-U关系图像.
答图:
(4)由(3)中图像求出该电阻的阻值为_5.0_Ω.(保留一位小数)
(5)将图甲所示电路改成如图丁所示电路,电源电压保持不变,已知R1∶R2∶R3=2∶1∶1,测得开关S断开时R2中电流为I,消耗功率为P;则开关S闭合后,R1中的电流为_1.2_,R3消耗的功率为_0.36P_.。