实验6--比较法和替代法测电阻
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电阻测量六种方法电阻是电路中常用的基本元件,电阻的测量是电工实验中必不可少的一项工作。
以下将介绍六种测量电阻的常用方法。
1.电压-电流法电压-电流法是最常用的测量电阻的方法。
采用电压-电流法时,先将待测电阻接入电路,然后通过测量并计算电阻两端电压与流过电阻的电流之比,根据欧姆定律进行计算即可得到电阻的值。
具体测量步骤如下:-用直流电压表测量电阻两端的电压。
-用电流表测量流经电阻的电流。
-根据欧姆定律R=U/I,计算电阻的值。
2.桥式测量法桥式测量法是一种精确测量电阻值的方法。
其中最常用的是维也纳电桥法和魏恩桥法。
这些桥式测量法都是利用电桥平衡原理,通过调节电桥上的各个参数,使得电桥两边电压相等,从而测得电阻的值。
桥式测量法可以排除掉电压、电流计的误差,因此比较准确。
3.示波器法利用示波器测量电阻是另一种常用的方法。
电阻与电流、电压有一定的关系,当电流通过电阻时,会有一定的电压降。
示波器法利用示波器对电路中电流、电压信号进行观测和测量,通过计算电压降和电流之比,得出电阻的值。
4.交流电阻测量法交流电阻测量法是通过在交流电路中测量电压、电流,计算得到电阻值。
在交流电路中,电阻的阻抗是频率相关的。
利用此特性,通过测量电压、电流的相位差和幅值,得到电阻的阻抗值,再根据阻抗与电阻的关系计算出电阻的值。
5.电桥法电桥法是一种测量电阻值的经典方法。
它使用了匝数恒流电桥、自平衡电桥等电桥来测量电阻。
通过调整电桥的各个分支电路中电阻的数值,使得电桥平衡,即电桥两边电压相等,进而测得电阻的值。
6.标准电阻比较法标准电阻比较法是一种准确测量电阻的方法。
它利用已知准确值的标准电阻与待测电阻进行比较,通过测量电路中流过不同电阻的电流或电压,并将测得的数值对比标准电阻,从而得到待测电阻的准确值。
以上是常用的六种测量电阻的方法。
每种方法都有其适用的情况和使用限制,根据具体的实验和测量要求,选择合适的方法进行测量能够得到更准确的结果。
测量电阻的四种特殊方法一.等效替代法测电阻【方法解读】等效替代法测电阻:测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时,用电阻箱交换待测电阻,假设二者对电路所起的作用一样(如电流或电压相等),那么待测电阻与电阻箱是等效的。
1.电流等效替代该方法的实验步骤如下:(1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。
(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效,即R x=R0。
2.电压等效替代该方法的实验步骤如下:(1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。
(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍为U。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效,即R x=R0。
【针对练习】1.某同学准备把量程为0~500 μA的电流表改装成一块量程为0~2.0 V 的电压表。
他为了可以更准确地测量电流表的内阻,设计了如图甲所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:A .电流表G 1(量程0~1.0 mA ,内电阻约100 Ω)B .电流表G 2(量程0~500 μA ,内电阻约200 Ω)C .电池组E (电动势3.0 V ,内电阻未知)D .滑动变阻器R (0~25 Ω)E .电阻箱R 1(总阻值9 999 Ω)F .保护电阻R 2(阻值约100 Ω)G .单刀单掷开关S 1,单刀双掷开关S 2(1)实验中该同学先合上开关S 1,再将开关S 2与a 相连,调节滑动变阻器R ,当电流表G 2有某一合理的示数时,记下电流表G 1的示数I ;然后将开关S 2与b 相连,保持________不变,调节________,使电流表G 1的示数仍为I 时,读取电阻箱的读数r 。
电流表改装中内阻测量的六种方法比较电表是高考考查的重点,因此把电流表改装为电压表的实验是高三复习的重要内容之一.该实验由三个重要环节:一是测出电流表G的内阻Rg;二是计算出把电流表改装为量程为U的电压表,需串联的电阻R1;三是对改装后的电压表进行校对.本文主要介绍在实验室仪器充足的情况下电流表内阻的测量方法.一.半偏法这是课本上介绍的方法.如图2所示,首先闭合S1,调R1使电流表G满偏,再闭合S2,调R2的阻值使电流表指针偏转到满刻度的一半.在R1>>R2时,可认为Rg=R2.因为电阻R2的并入,电路中总电阻减小,导致电路中总电流增大.因此当流经电流表的电流为Ig/2时,流经R2的电流I2大于Ig/2,由并联电路知识可知R2<Rg,测量值偏小.且闭合S2前后干路中总电流变化越大,误差越大.这样干路中总电流变化越小越好,要满足这一条件,只有R1>>R2,一般要求R1>100R2.又因要使电流表满偏,电源的电动势不能太小,对一定的电流表,在不超量程的条件下,电源电压越高,误差越小.二.满偏法如图2所示,首先闭合S1,调R1使电流表G满偏,再闭合S2,将R1的阻值减半,调R2的阻值使电流表指针仍然满偏,则由于电源内阻很小,一般R1>>r,所以r可以忽略,这时Rg=R2.该法由于忽略电源内阻,使测量值偏大.但一般R1>>r,因此该法误差较小,比较准确.三.电阻替代法如图3,此法多选用一个比电流表G量程大几倍的电流表A.先闭合S和S1,调节R1使电流表A的指针指一定电流I.然后断开 S1,接通S2调R2使电流表A的指针仍然指电流I,则Rg=R2.该法操作方便,不需要任何计算,且精确度较高.但需要两个电表,有条件的学校,让学生选用这一方法较好.四.电流差值法如图4所示,闭合电键S调R1和R2的阻值,使电流表G和A 的示数分别为I1和I2,由串并联电路的知识可知I1Rg=(I2-I1)R2,整理得Rg= (I2-I1)R2/I1。
高考物理专题复习——比较法和替代法测电阻1.2011年新课标版22.(5分)为了测量一微安表头A 的内阻,某同学设计了如图所示的电路。
图中,A 0是标准电流表,R 0和R N 分别是滑动变阻器和电阻箱,S 和S 1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E 是电池。
完成下列实验步骤中的填空:⑴将S 拨向接点1,接通S 1,调节_____,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时_________的读数I ;⑵然后将S 拨向接点2,调节_____,使____________,记下此时R N 的读数; ⑶多次重复上述过程,计算R N 读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。
答:(1)R 0、标准电流表A 0;(2)R N ,标准电流表A 0的示数仍为I ;(3)平均值【解析】此题测量微安表头A 的内阻采用的是替代法。
首先将S 拨向接点1,接通S 1,调节R 0,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时标准电流表A 0的读数I ;然后将S 拨向接点2,让电阻箱替代待测电流表,调节R N ,使标准电流表A 0的读数仍为I ;此时电阻箱读数等于待测电流表内阻,记下此时R N 的读数;多次重复上述过程,计算R N 读数的平均值,此即为待测微安表头内阻的测量值。
2.2012年海南卷13.图示电路可用来测量电阻的阻值。
其中E 为电源,R 为已知电阻,R x 为待测电阻, V 可视为理想电压表,S 0为单刀单掷开关,S 1、S 2为单刀双掷开关。
(1)当S 0闭合时,若S 1、S 2均向左闭合,电压表读数为U 1;若S 1、S 2均向右闭合,电压表读数为U 2。
由此可求出R x =______________。
(2)若电源电动势E =1.5V ,内阻可忽略;电压表量程为1V ,R =100Ω。
此电路可测量的R x 的最大值为__________Ω。
答:(1)21U U R(2)200解答:(1)S 1、S 2均向左闭合,电压表读数为U 1为R x 两端的电压,S 1、S 2均向右闭合,电压表读数U 2为R 两端的电压,,R U R U I x 21== 21U U R R x =∴。
测电阻一般方法的总结1.伏安法测电阻(1)原理:部分电路欧姆定律(2)电流表外接法,如图1所示 ①V V x V A V A V x U R R U <R I R R I I R 测真===+-,测量值偏小。
②系统误差原因:伏特表V 分流③适用于测量小阻值电阻.因为R X 越小,V 分流越小,误差越小(3)电流表内接法,如图2所示. ①V V A A x A AU U U R R R >R I I 测真-==+=,测量值偏大。
②系统误差原因:安培表A 分压③适用于测大阻值电阻,因为R X 越大,A 分压越小,误差越小(4)内、外接法的选用方法①在知道R X ,R V ,R A 的大约值时,可用估算法.x A V xR R <R R 时,选外接法 x A V xR R >R R 时,选内接法 ②在不知道R X ,R V ,R A 大约值时,可用试触法,如图3所示.触头分别接触a 、b:如V 变化大,说明A 分压大,应选外接法;如A 变化大,说明V 分流大,应选内接法.【例1】(1)某同学欲测一电阻R X (阻值约300Ω)的阻值,可供选择的仪器有: 电流表A 1:量程10mA; 电流表A 2:量程0.6A;图1图图3图4电压表V 1:量程3V; 电压表V 2:量程15V; 电源电动势为4.5V.该同学先按图4接好电路,闭合S1后把开关S2拨至A 时发现两电表指针偏转的角度都在满偏的4/5处;再把开关S2拨至b 时发现.其中一个电表的指针偏角几乎不变,另一个电表指针偏转到满偏3/4处,则该同学在实验中所选电压表的量程为______,所选电流表的量程为______R X 的测量值为________.(2)如果已知上述电压表的内阻R V 和电流表的内阻R A ,对S 2分别拨至a 和b 两组测量电路(电压表和电流表测量值分别用U 1,U 2,I 1,I 2表示),则计算电阻R X 的表达式分别为________、_________(用测量值和给出的电表内阻表示).2.安安法测电阻若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。