测电阻的几种方法总结
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V
A
图1
R X0
I I
X
I V
U
A
V
R X0
图2
I A I X0
I
U
U A U X0
电阻测量
一、伏——安法
伏安法是用一个电压表V和一个电流表A来测量电阻,其测量
原理:R X=
U
I
。实际测量中有电流表外接法和电流表
内接法两种电路。
设电压表V内阻为R V,电流表A内阻为R A,待测电阻
真实值为R X0,测量值为R X,通过R X0的电流为I。
测量时,电压表V的示数为U,电流表A的
示数为I。
1、电流表外接法:小外偏小
2、电流表内接法:大内偏大
3、伏安法测电阻的电路的改进
如图3、图4的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差,
为什么?怎样测量?
二、测电阻的几种特殊方法
1.只用电压表,不用电流表
图3
图4
图6
方法一:伏——伏法----是用两个电压表(其中一个内阻已知,另
一个内阻未知)测量电压表的内阻。
测量电路如图5所示。 电路满足:R V1》R ,R V2》R 。
设电压表V 1内阻R V1未知,电压表V 2内阻 R V2已知;电压表V 1示数为U 1,电压表V 2示数 为U 2。由图5可得:
R V1=
11V U I R V2=22
V U
I 通过电压表V 1、V 2的电流为I V1=I V2
由以上三式得:R V1=
1
2
U U R V2 方法二:伏——伏——R 法(变式:伏——伏——R X 法)
伏——伏——R 法是用两个电压表(内阻均未知)和一个定值电阻R 0测量电压表的未知内阻。 测量电路如图6所示。
电路满足:R V1》R ,R V2》R ,R 0》R 。
设电压表V 1示数为U 1,电压表V 2示数为U 2,电压表V 2的量程电压大于
电压表V 1的量程电压。实验测量电压表V 1的内阻R V1。由图6可得:
R V1=
1
1V U I R 0=00
R R U I 定值电阻R 0
两端电压:U R0=U 2—U 1
图5
通过电压表V 1和定值电阻R 0的电流相等:I V1=I R0 由以上四式得:R V1=
1
021
U R U U -
变式:伏——伏——R X 法是用两个电压表(一个内阻已知,另一个内阻未知)测量一个未知电阻R X 。
测量电路如图7所示。
电路满足:R V1》R ,R V2》R ,R X 》R 。 设电压表V 1示数为U 1、内阻已知为R V1, 电压表V 2示数为U 2,电压表V 2的量程电压大 于电压表V 1的量程电压。实验测量电阻R X 。 由图7可得:
R X =
X
X
U I U X = U 2—U 1 I X =I V1=11V U R
由以上三式得:R X =
21
11
V U U R U - 方法三:如果只用一只电压表,用图3所示的电路可以测出未知Rx的阻值。 具体的作法是先用电压表测出Rx 两端的电压为Ux ;再用这只电压表测出定值电阻R0两端的电压为U0。根据测得的电压值Ux 、U0和定值电阻的阻值 R0,可计算出Rx的值为: R X = U X
U 0 R 0
表达式推导过程:
图7
⎩
⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 思路一:⎩⎪⎨⎪⎧ ∵ I X
= I 0
= U 0
R 0
(串联电流相等)
∴ R X
= U X
I X
= U X ⎝⎛⎭⎫ U 0 R 0
= U X U 0
R
思路二:⎩⎨
⎧ ∵ R X R 0 = U X U 0
(串联分压规律)
∴ R
X = U X
U 0 R 0
用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。
方法四:如果只用一个电压表,并且要求只能连接一次电路,用图4所示的电路可以测出未知Rx的阻值。
具体的作法是先闭合S1,读出电压表的示数为UX ,再同时闭合S1和S2,读出这时电压表的示数为U。根据测得的电压值UX 、U和定值电阻的阻值R 0。 根据分压公式可计算出R X 的值:R X = U X
U -U X R 0
表达式推导过程:
⎩
⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 思路一:⎩⎪⎨⎪⎧ ∵ I X
= I 0
= U
R 0
= U -U X
R 0
(串联电流、电压规律) ∴ R X
= U X
I X
= U X
⎝⎛⎭⎫ U -U X
R 0
= U X
U -U X
R
思路二:⎩⎨
⎧ ∵ R X R 0 = U X U 0 = U X U -U X
(串联分压规律、电压规律)
∴ R
X = U X
U -U X R 0
1. 方法五:如果只用一个电压表,并且要求只能连接一次电路,用图5所示的电路可以测出未知R X 的阻值。
具体的作法是先把滑动变阻器的滑片P 调至B 端,闭合开关,记下电压表示数UX ;把滑动变阻器的滑片P 调至A 端,记下电压表示数U。根据测得的电压值
UX 、U和滑动变阻器的最大阻值R AB ,可计算出R X 的值:R X =
U X
U -U X R AB
以上方法,需要测量两次电压,所以也叫“伏伏法”;根据所给器材有电压表和一个已知阻值为R 0的电阻或一个已知最大阻值为R AB 的滑动变阻器,所以又叫“伏阻法”。 表达式推导过程:
⎩⎪⎪
⎨
⎪⎪⎧ 思路一:⎩⎪⎨⎪⎧ ∵ I X = I AB = U AB R AB = U -U X
R AB
(串联电流、电压规律)
∴ R X
= U X
I X
= U X
⎝⎛⎭⎫ U -U X
R AB
= U X
U -U X
R
AB
思路二:⎩⎨⎧ ∵ R X
R AB
= U X
U AB = U
X
U -U X
(串联分压规律、电压规律) ∴ R X
= U X
U -U X
R
2.只用电流表,不用电压表
方法一:安----安法------是用两个电流表(其中一个内阻已知,
另一个内阻未知)测量电流表的未知内阻。
测量电路如图8所示。 电路满足:R A1《R ,R A2《R 。
设电流表A 1内阻R A1未知,电流表A 2内阻 R A2已知;电流表A 1示数为I A1,电流表A 2示数