电阻的测量总结
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高度决定视野 角度改变观念 尺度把握人生 态度决定一切
梦想的道路没有捷径 但有科学的方法
1 电阻的测量
测电阻的方法
1.伏安法测电阻
(1)原理:IUR
(2)电流表的内、外接法及误差分析
内接法 外接法
电路图
误差原因 电流表分压
AxUUU测 电压表分流
AxIII测
电阻测量值
XAxRRRIUR测测测
测量值大于真实值 xxVVxRRRRRIUR测测测
测量值小于真实值
适用条件 xARR xVRR
(3)确定电流表内、外接法
①比较法:阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,
若
AxxVRRRR 即Rx较小,宜采用电流表外接法;
若AxxVRRRR 即Rx较大,宜采用电流表内接法,简单概括为“内大外小”.
③实验试探法:按下图接好电路,让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下,
如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;
如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.
(4)电流表内、外接法的误差校正
若两表均为非理想电表,但内阻已知,则可校正电表接入电路产生的系统误差。
①若表内阻AR已知,则测量电路采用内接法(如甲图),电阻阻值ARIUR
甲 乙
②若表内阻VR已知,则测量电路采用外接法(如乙图),电阻阻值UIRURRUIURVVV 高度决定视野 角度改变观念 尺度把握人生 态度决定一切
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2
【例1】(1)某同学欲测一电阻RX (阻值约300Ω)的阻值,可供选择的仪器有:
电流表A1:量程10mA; 电流表A2:量程0.6A;
电压表V1:量程3V; 电压表V2:量程15V;
电源电动势为4.5V.
该同学先按图接好电路,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______RX的测量值为________.
(2)如果已知上述电压表的内阻RV和电流表的内阻RA,对S2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U1,U2,I1,I2表示),则计算电阻RX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,则可当电流表、电压表及定值电阻使用。
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。
(1)如图甲所示,当两电表所能测得的最大电压接近时,如果已知A1的内阻R1,则测得A2的内阻2112IRIR .
甲 乙
(2)如图乙所示所示,当两电表的满偏电压UA2>>UA1时,A1串联一定值电阻R0后,同样可测得A2的内阻22112)(IRRIR .
例2.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材代号 规格
电流表(A1) 量程100mA,内阻r1待测(约40Ω)
电流表(A2) 量程500uA,内阻r2=750Ω
电压表(V) 量程10V,内阻r3=10kΩ 高度决定视野 角度改变观念 尺度把握人生 态度决定一切
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3 电阻(R1) 阻值约100Ω,作保护电阻用
滑动变阻器(R2) 总阻值约50Ω
电池(E) 电动势1.5V,内阻很小
开关(K)
导线若干
(1)画出电路图,标明利用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式r1=________________,式中各符号的意义是____________________________________。
例 3.(2011上海)29.(9 分)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表1G内阻1r的电路如图所示。供选择的仪器如下:
①待测电流表1G(0~5mA,内阻约300Ω),
②电流表2G (0~10mA,内阻约100Ω),
③定值电阻1R(300Ω),
④定值电阻2R(10Ω),⑤滑动变阻器3R (0~1000Ω),⑥滑动变阻器4R (0~20Ω),⑦干电池(1.5V),⑧电键S及导线若干。
(1)定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图。
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路, ;
②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录1G,2G的读数1I,2I;
③ ;
④以2I为纵坐标,1I为横坐标,作出相应图线,如图所示。
(4)根据21II图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达
式 。
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4
例4.用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材(代号)与规格如下:
电流表A1(量程300mA,内阻r1为5Ω);
标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);
待测电阻R1(阻值约为100Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)
电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);
单刀单掷开关S,导线若干.
(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路图原理图,并表明每个器材的代号.
(2)实验中,需要直接测量的物理量是________,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1=__________.
3.伏伏法测电阻
若电压表内阻已知,则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用.
(1)如图甲所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1,则可测出V2的内阻1122URUR ·
甲 乙
(2)如图乙所示,两电表的满偏电流IV1<
例5.(2010天津)要测量电压表V1的内阻RV,其量程为2V,内阻约2KΩ。实验室提供的器材有:
电流表A,量程0.6A,内阻约0.1Ω;
电压表V2,量程5V,内阻为5KΩ;
定值电阻R1,阻值30Ω;
定值电阻R2,阻值为3KΩ;
滑动变阻器R3,最大阻值100Ω,额定电流1.5A;
电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω;
开关S一个,导线若干。
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5 ○1有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1 的电压和电流,再计算出RV。该方案实际上不可行,其最主要的原因是
○2请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确,实验必须在同一电路中,且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连接好),并标出所选元件的相应字母代号:
○3由上问写出V1内阻RV的表达方式,说明式中各测量量的物理意义。
4.电阻箱当电表使用
(1)电阻箱当做电压表使用
如图所示,可测得电流表的内阻2212)(IRIIR .
图中电阻箱R可测得A2表两端的电压为(I1-I2)R,起到了测电压的作用.
(2)电阻箱当作电流表使用
如图所示,若已知R及RV,则测得干路电流为VRURUI
图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用.
例6.(湛江2)(12分)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(最程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关K1、K2,导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍率,操作方法正确.若这时刻度盘上的指针位置如图9甲所示,则测量的结果是 Ω.
(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如
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6 图9乙、丙所示的实验电路,你认为其中较合理的电路图是 ,合理的理由是 .
(3)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:
__________________________________________________________________________________
(4)用上述所测量的物理量表示电压表的内阻RV= .
5.比较法测电阻
如图所示,测得电阻箱R1的阻值及A1表、A2表是示数I1、I2,可得1222IRIR
如果考虑电表内阻的影响,则)()(21121AAxRRIRRI
6.替代法测电阻
如图所示.
① S接1,调节R2,读出A表示数为I;
② S接2,R2不变,调节电阻箱R1,使用A表示数仍为I;