电学实验—测电压表内阻
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实验二:半偏法测电流表、电压表内阻1. 用半偏法测电流表的内阻步骤: (1)先将R 调到最左端,闭合S 1,断开S 2,调节R 使电流表满偏;(2)使R 不变,闭合S 2调节电阻箱'R 使电流表指到满刻度的一半;(3)此时电阻箱'R 的读数即为电流表的内阻A R .误差分析:测量结果偏 。
减小误差的方法:电源要尽可能的选择 。
例1.在把电流表改装成电压表的实验中,需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻,其主要操作步骤如下:①接通S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度;②再接通S2,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的一半;③读出R2的阻值,即认为电流表的内阻rg=R2现备有如下器材:A .电流表(量程0~100μA ,内阻约为100Ω)B .电阻箱(范围0~10Ω)C .电阻箱(范围0~9999Ω )D .电阻箱(范围0~99999Ω )E .电源(电动势3V ,内阻不计)F .电源(电动势6V ,内阻不计)G .开关和若干导线(1)电路图中R1应选 ,R2应选 .电源应选 (填入所选器材的字母代号)(2)实验中读得R2的阻值为100Ω,若将此电流表改装成量程为3V 的电压表,应 联一个阻值为 Ω的电阻.2.用半偏法测电压表的内阻步骤: (1)先将R 调到最左端,R /阻值调到零,闭合S 1和 S 2,调节R 使电压表满偏;(2)使R 不变,断开S 2调节R / 使电压表指到满刻度的一半;(3)此时电阻箱R / 的读数即为电压表的内阻R V .误差分析:测得电压表内阻偏 .减小误差的方法:滑动变阻器选择阻值 的。
例 2 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)实验室提供材料器材如下:待测电压表(量程3V ,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A ),电源E (电动势6V ,内阻不计),开关两个,导线若干.(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.(2)根据设计的电路写出步骤 ;(3)将这种方法测出的电压表内阻记为Rv ′,与电压表内阻的真实值Rv 相比,Rv ′ Rv (填“>”“=”或“<”),主要理由是 .1.一电流表的量程标定不准确,某同学利用如图1所示电路测量该电流表的实际量程Im.所用器材有:量程不准的电流表A1,内阻r1=10.0Ω,量程标定为5.0mA;标准电流表A2,内阻r2=45.0Ω,量程1.0mA;标准电阻R1,电阻为10.0Ω;滑动变阻器R,总电阻为300.0Ω;电源E,电动势3.0V,内阻不计;保护电阻R2;开关S;导线.回答下列问题:(1)开关S闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至端.(2)开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表A1满偏;若此时电流表A2的读数为I2,则A1的量程Im= .(3)若测量时,A1未调到满偏,两电流表的示数如图2所示,从图中读数A1的示数I1= ,A2的示数I2= ;由读出的数据计算得Im= .(保留3位有效数字)2.现有一量程为 3V的电压表,内阻约为 3kΩ.为了较准确地测量其内阻,在没有电流表的情况下,某同学设计了如图1所示的实验电路,按此电路可以测出电压表的内电阻。
测量电阻常用的6种方法一、伏安法测电阻是电学实验中常用的方法之一,可以用于测量未知电阻、电阻率和电表内阻等。
在实验中需要选择合适的电压表和电流表,并正确连线。
例如,在一个实验中,需要测量一个约为10Ω的电阻,可以选择电压表V1量程为6V,内阻约为2kΩ,电流表A1量程为0.6A,内阻约为0.2Ω,和滑动变阻器R1最大阻值为10Ω,最大电流为2A。
为了获得更精确的测量结果,需要测量多组数据,且两表读数大于量程一半。
二、伏伏法测电阻是一种常用的方法,可以在缺少合适的电流表时使用。
在实验中,可以使用已知内阻的电压表代替电流表。
例如,在一个实验中,需要测量一个约为600Ω的电阻,可以选择电压表V1量程为~500mV,内阻r1=1 000Ω,电压表V2量程为~6V,内阻r2约为10kΩ,和电流表A量程为~0.6A,内阻r3约为1Ω。
此外,还需要定值电阻R和滑动变阻器R,以及一个单刀单掷开关S和若干导线。
在测量中,需要保证两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据。
的并联电路使用。
所以选择的电表是A12)实验原理图如下图所示:3)根据安安法测电阻的公式,可得到测量R x的表达式为:RxU1R+r1I2r2I1I2R本文介绍了两种电路测量方法,一种是伏安法测量待测电阻阻值,另一种是半偏法测量电表内阻。
伏安法测量待测电阻阻值时,采用外接法,改装的电压表电压量程为2.6 V,滑动变阻器采用分压式接法。
为了保证电表读数不得小于量程的三分之一,电表应选择A、B。
半偏法测量电表内阻时,先不连接变阻箱或将变阻箱阻值调为零,使电流表或电压表的读数调至满偏,然后再串联或并联上电阻箱,调节电阻箱的阻值,使电表示数为满偏刻度的一半,则认为电阻箱的阻值与待测的电流表或电压表电阻相等。
具体操作步骤如下:对于测量电流表内阻:1.将电阻箱的电阻调到零;2.闭合S,调节R,使电流表达到满偏;3.保持R不变,调节R,使电流表示数为满偏刻度的一半;4.由上得到电流表内阻RA=R。
电学实验 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻【实验目的】测定电池的电动势和内电阻 【实验原理】1.实验原理;根据闭合电路的欧姆定律,其方法有:①如图1所示,改变变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几组U ,I 值,由U =E -Ir 可得:211221I I U I U I E --=,2112I I U U r --=;1 2②为减小误差,至少测出6组U ,I 值,且变化范围要大些,然后在U -I 图中描点作图,由图线纵截距和斜率找出E 、r ,如图2所示。
2.实验器材:被测电池(干电池);电流表;电压表;滑动变阻器;电键和导线等. 3.实验步骤:(1)确定电流表、电压表的量程,按图89-1示电路把器材连接好; (2)把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大;(3)闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样方法测量并记录几组I 、U 值;(4)断开电键,整理好器材;(5)数据处理:用原理中方法计算或在U —I 图中找出E 、r . 【注意事项】1.使用内阻大些(用过一段时间)的干电池,在实验中不要将I 调得过大,每次读完U 、I 读数立即断电,以免于电池在大电流放电时极化现象过重,E 、r 明显变化.2.在画U -I 图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差.3.干电池内阻较小时U 的变化较小,坐标图中数据点将呈现如图89-3甲所示的状况,下部大面积空间得不到利 用,为此可使坐标不从零开始,如图乙所示,把坐标的比例放大,可使结果的误差减小些.此时图线与横轴交点不表示短路电流.计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用IUr ∆∆=计算出电池的内阻r .4.实验误差的来源与分析(1)每次读完电表示数没有立即断电,造成E、r变化;(2)测量电路存在系统误差,I真=I测十I v,末考虑伏特表分流.【典型例题】例1 现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧)要求:(1)画出实验电路图.(2)简要写出完成接线实验步骤。
⾼中物理:⽤半偏法测量电压表的内阻
电压表是电学中重要的测量仪表。
在实际使⽤中,电压表的内阻很⼤,但并不是⽆穷⼤,电流表的内阻很⼩,但也不是零,因此都不是理想电表。
⾮理想电表对电路的影响不能忽略,这就需要知道电表的内阻,那么怎样才能知道电表的内阻呢?参照⽤半偏法测量电流表的内阻,下⾯,我们⽤半偏法测量电压表的内阻。
⼀、实验原理
⽤半偏法测量电压表的内阻,就同测量电流表内阻⼀样,⾸先要让电压表满偏:在电源电动势⼤于电压表量程的情况下,可以利⽤滑动变阻器分压接法达到满偏的⽬的;然后再让其半偏:可以利⽤⼀个电阻箱和电压表串联,通过调节电阻箱达到半偏的⽬的。
基于此设计实验电路图如图所⽰:
K2为单⼑双掷开关,R’为电阻箱,R为滑动变阻器,V为待测电压表(量程⼩于电源电动势)
⼆、实验步骤
第⼀步,闭合K1,将K2掷向b,调节R使电压表指针满偏;
第⼆步,保持R不变,将K2掷向a,调节R’使电压表指针指向满刻度值的⼀半,记下阻值R’,则被测电压表的内阻RV=R’。
三、误差分析
设电源电动势为E,内阻忽略,在K1闭合,K2掷向b,V满偏时有:
当K2掷向a,V半偏时有:
由①②可得:
若R很⼩时,,测量值偏⼤。
所以在⽤半偏法测量电压表内阻时,为减⼩实验误差,应选⽤阻值较⼩的滑动变阻器。
学科:奥物年级:初三不分版本期数:1309本周教学内容:电学实验电压表、电流表内阻的测定和扩大量程【要点讲解】测定电压表的内阻测出电压表的内电阻。
掌握分压法和伏安法测电压表的内电阻的原理和方法。
方法一:用分压法测电压表的内阻。
1.电压表(0~3V); 2. 电阻箱 3. 电源(两节1.5伏干电池串联)4. 电键5. 导线实验电路如图1所示。
先将电阻箱R的阻值调到零,由电压表测出电源两极间的电压U。
将电阻箱的阻值增大,使电压表的读数为U V=2U/3, 则U V=2U R,R V=2R。
若将电阻箱的电阻增大,当电压表的读数为U V=U/2, 则U V=U R,R V=R。
再增大电阻箱的阻值,当电压表的示数为U V=U/3, 则U V=U R/2,R V=R/2。
最后取三次所得R V的平均值。
方法二:用伏安法测电压表的内阻。
1.电压表(0~3V); 2. 毫安表(0~1mA); 3. 滑动变阻器(0~50Ω)4. 电源(两节1.5伏干电池串联)5. 电键6. 导线实验电路如图2所示。
电压表的电压直接由电压表读出,通过它的电流由电流表测出,则电压表的内电阻R v=U V/ I V。
由于电压表内阻较大,滑动变阻器如果用限流的接法,它将不能控制回路中电流的大小, 因此采用分压的接法。
按电路图连接好实验电路后,把滑动变阻器的滑片p移到电压表示数为零的位置再闭合电键,逐渐增加电压表两端的电压,分别读出几组电流和电压值,算出Rv的平均值或用图象法求出电压表的内阻。
测定电流表的内电阻测定电流表的内电阻掌握分流法和伏安法测电流表内阻的原理和方法。
方法一:分流法测电流表的内电阻1.电流表G(0~100μA)2. 电阻箱(0~9999Ω) 3. 电阻箱(0~99999Ω)4. 直流电源(6V) 5. 电键2个 6. 导线若干实验电路如图3所示。
G是待测电流表,R1为阻值是0~99999Ω的电阻箱,作为限流电阻,R2为阻值是0~9999Ω的电阻箱,作为分流电阻。
单电压表测电阻1.(2013年)现有一个阻值为30Q的定值电阻R0,—个电压约为12V的电源,一个只有0〜3V量程的电压表,一个最大阻值为2000的滑动变阻器,开关及导线若干。
请你设计一个实验,比较精确地测出一个约为200的未知电阻R x的阻值(电路可重组),要求:(1)画出实验电路图;(2)写出主要实验步骤和需要测量的物理量;(3)写出待测电阻R x的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
2.(17年)现有一个阻值为20Q的定值电阻R,一个电压约为15V的电源,一个量程为0〜1A的电流表,一个单刀双掷开关及导线若干。
请你利用上述器材设计实验,测出约为10Q的未知电阻R的x阻值。
要求:(1)画出实验电路图。
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量。
(3)写出待测电阻R的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
x3•小明想利用实验室所提供的器材测量未知电阻Rx(阻值约为500)的阻值。
实验室所提供的器材有:电源(电压约为10V),滑动变阻器R0(50,2A),电流表(量程为0〜0.6A,分度值为0.02A),电压表(量程为0〜3V,分度值为0.1V)各一个,开关、导线若干。
请你利用上述器材设计一个实验,测出未知电阻Rx的阻值•(电路可重组)要求:(1)画出实验电路图;(2)简述实验步骤;(3)写出R x的表达式(用已知量和测得量表示).4.现有一个阻值为300的定值电阻R0,—个电压约为12V的电源,一个只有0〜3V量程的电压表,一个最大阻值为2000的滑动变阻器,开关及导线若干。
请你设计一个实验,比较精确地测出一个约为200的未知电阻R x的阻值(电路可重组),要求:(1)画出实验电路图;(2)写出主要实验步骤和需要测量的物理量;(3)写出待测电阻R x的数学表达式(用已知量和测量量表示).5•某课外科技小组要测量某定值电阻的值,提供的实验器材有:电源、一个最大阻值为R o滑动变阻器、两只开关、一只电压表(符合实验要求),待测电阻R x,导线若干,请在方框内画出实验电路图(连接电路后不得拆改电路),写出实验步骤和电阻R x的表达式。
高考回归复习一电学实验之半偏法测电压表的内阻1物理实验室现有一量程为3V的电压表,内阻约为6k 。
为了较准确地测量其内阻,在没有电流表的情况下,某向学设计了如图甲所示的实验电路,按此电路可以测出电压表的内阻。
图甲(1)若电源E、滑动变阻器R2、电阻箱R i各有两个可供选择:电源E: a.电动势2.0V,有内阻 b.电动势5.0V滑动变阻器R2: a.最大阻值20 b.最大阻值1700电阻箱R i: a.0~999.9 b.0~9999.9为了减小实验误差,电源E应选____ (填a”或b”,下同),滑动变阻器R2应选 ____ ,电阻箱R i应选(2)该同学在开关都断开的情况下,检查电路连接无误后,接通电路前应将滑动变阻器的滑片P置于_________ (填A”或B”)端,后续必要的实验操作步骤依次是:______________ (请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母),最后记录R i的阻值并整理好器材。
A •闭合开关S iB •闭合开关S2C.断开开关S iD •断开开关S2E. 调节R2的阻值,使电压表满偏F. 调节R2的阻值,使电压表半偏G. 调节R i的阻值,使电压表半偏H. 调节R i的阻值,使电压表满偏⑶按正确的实验步骤完成后,如果所得的R i的阻值为5600.0 ,则图甲中被测电压表的内阻R i的测量值为_______ ,该测量值____________ (填略大于”略小于”或等于”)实际值。
2 •某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻,进行了如下实验.(i)他先用多用表进行了正确的测量,测量时指针位置如图i所示,得到电压表的内阻为 3.00 XI03Q,此时电压表的指针也偏转了.已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“ 15”表内电池电动势为 1.5V,则电压表的示数应为______________ V (结果保留两位有效数字).(2)为了更准确地测量该电压表的内阻R v,该同学设计了图2所示的电路图,实验步骤如下:A •断开开关S,按图2连接好电路;B. 把滑动变阻器R的滑片P滑到b端;C. 将电阻箱R o的阻值调到零;D •闭合开关S;巳移动滑动变阻器R的滑片P的位置,使电压表的指针指到3V的位置;F. 保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,调节电阻箱R o的阻值使电压表指针指到 1.5V,读出此时电阻箱R o的阻值,此值即为电压表内阻R v的测量值;G. 断开开关S.实验中可供选择的实验器材有:a. 待测电压表b. 滑动变阻器:最大阻值2000 Qc. 滑动变阻器:最大阻值10 Qd. 电阻箱:最大阻值9999.9 9阻值最小改变量为0.1 Qe. 电阻箱:最大阻值999.9 9阻值最小改变量为0.1 9f .电池组:电动势约6V,内阻可忽略g.开关,导线若干按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:①要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的滑动变阻器中选用____ (填“b或“c),电阻选用__ (填“d” “e)'.R R②电压表内阻的测量值R测和真实值R真相比,R测R真(填、”或N”);若R v越大,则———真越—R真—(填大”或小”)3.某同学利用图甲所示电路测量一量程为3mA的直流电流表的内阻R A(约为110 9)提供的实验器材有:A .直流电源(电动势为1V,内阻不计);B.电阻箱(0~999.9 9)c.滑动变阻器(o~5 Q额定电流为3A);D •滑动变阻器(0~50 0额定电流为1A)。
实验:伏安法测电阻(总9页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除电学实验-伏安法测电阻1. 在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下。
小电珠:标有“3.8V,0.3A”字样;电压表:量程0~5V,内阻约5kΩ;电流表A1:量程0~100 mA,内阻约4Ω;电流表A2:量程0~500 mA,内阻约0.4 Ω;滑动变阻器R1:最大阻值10 Ω,额定电流1.0A;滑动变阻器R2:最大阻值1 kΩ,额定电流0.5Ω;直流电源E:电动势约为6 V,内阻约为0.5 Ω;导线、电键等。
(1)在上述器材中,滑动变阻器应选_______;电流表应选_______。
(2)在图中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路。
(3)利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出了如图所示的小电珠的伏安特性曲线。
根据此图给出的信息,可以判断出图中正确的是(图中P为小电珠功率)________。
2. 冬季和春季降水量小,广东沿海附近江河水位较低,涨潮时海水倒灌,出现所谓的“咸潮”现象,使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高,水质受到影响。
为了研究“咸潮”出现的规律,某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。
他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如图甲所示。
两电极相距L=0.314 m,其间充满待测的河水。
安装前他用如图乙所示的游标卡尺测量玻璃管的内径,结果如图丙所示。
他还选用了以下仪器:量程为15 V、内阻约为300 kΩ的电压表,量程为300 μA、内阻约为50 Ω的电流表,最大阻值为1 kΩ的滑动变阻器,电动势E=12 V、内阻r=6 Ω的电池组、开关各一个以及导线若干。
图丁所示坐标系中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。
根据以上材料完成下列问题。
(1)测量玻璃管的内径时,应用图乙所示的游卡尺的A、B、C三部分中的_______部分与玻璃管内壁接触。
电阻的测量方法山东省莒南第二中学(276600)惠军徐克田在电学实验题中,我们常会遇到求某电阻的测量值,笔者总结了电阻的测量方法就是直接测量和间接测量法,具体如下:一.直接测量法直接测量法就是借助实验仪器,对某电阻进行测量,直接得出电阻值的方法,我们常用多用电表的欧姆档来测量,即欧姆表测量法:(1)测量原理:闭合电路欧姆定律.(2)仪器构造:如图1所示,包括电流表G(R g、I g)、调零电阻R、电源(E、r).注意:红表笔接电源的负极。
(3)调零①机械调零:多用电表与外电路断开时,指针没有指到零电流刻度处,就可用螺丝刀调节表盘上的机械调零旋纽使指针归零。
②电阻调零及测量原理:如图1所示,当红、黑两表笔短接时,调节R,使电流表指针达到满偏电流(即调零),此时指针所指表盘上满刻度处对应的两表笔间电阻为0,所以电流表的满刻度处被顶为电阻挡的零点,这时有I g =ER+R g+r,当两表笔间的接入待测电阻R x时,电流表的电流为I x=ER+R g+r+R x,由此可得:当R x改变,I x随着改变,即每一个R x都有一个对应的I x,将电流表表盘上I x处标出对应的R x值,就构成欧姆表的表盘,只要两表笔接触待测电阻两端,即可在表盘上直接读出它的阻值,如图2所示,当R x=R内=R g+r+R时,指针指到中央,可见中值电阻即该欧姆阻挡的内阻。
由于电流I与R x不是线性关系,故欧姆表盘上的刻度线是不均匀的,由右向左逐渐变密,只有中间刻度比较均匀,为减小读数误差,读数时应让指针指在中间刻度附近,否则需换挡,注意换挡后需重新进行电阻调零,测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数且测量结果不估读。
图1图2二.间接测量法间接测量法就是通过实验仪器间接地测量某一个物理量或某几个物理量,再利用公式或其它来确定其电阻值的方法,具体方法如下:1.伏安法测电阻:伏安法测电阻,其原理为部分电路欧姆定律,有外接法和内接法:通过画图掌握条件,所用条件有三,即外接法:①R X <<R V ;②R X <R A R V ;③电压表示数变化明显,否则就用内接法。
高中物理电学实验《测量电源电动势和内阻》的基本方法及误差分析作者:何妹才来源:《师道·教研》2020年第04期《测量电源电动势和内阻实验》是高中物理重要实验之一,也是高考的热门考点。
与近年来的高考试题相比,该实验的测试点主要体现在实验原理和图像处理上。
它对学生的实验误差分析和数据处理能力、知识迁移和创新思维能力有较高的要求,注重培养学生的物理核心素养。
这个实验的难点在于电路选择和误差分析,因此本文首先从基本伏安法入手,运用三种常用方法进行误差分析,然后比较和扩展伏安法的四种变式及其误差,找到共同点,更好地指导实验教学。
一、伏安法测量电源电动势和内阻的内外接法1.电路分析伏安法测量电源电动势和内阻有两种方法,分别是电流表外接法(如图1所示)和电流表内接法(如图2所示)。
与《伏安法测电阻》实验不同的是,本实验的内外接法不是以电流表和待测电阻的连接方法为判断依据,而是以电流表和电源的连接方法为判断依据,因为在本实验中的待测电阻实为电源的内阻,这也是学生较为疑惑之处。
2.误差分析根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,此处的U应为路端电压和I为相应的干路电流,本实验使用的是实际电表,由于电表内阻的存在,不可避免地存在实验误差。
若采取图1的电流表外接法,由于电压表分流,电流表所测电流小于其干路电流;若采取图2的电流表内接法,由于電流表分压,电压表所测电压小于路端电压。
这两种方法各有利弊,那么哪种方法比较合适,在实践中应该如何选择?为了解决这个问题,我们必须先从这两种方法产生的实验误差开始,然后结合实际电路作出正确的选择。
针对伏安法的这两种接法的误差分析,常用方法有三种,分别是图像分析法、公式分析法、等效电源法(详见表1所示)。
3.电路选择建议通过表1的比较可以看出,采用电流表外接方式时,电压表的内阻RV远大于外电阻R,以减少电压表分流带来的误差。
当电流表内部连接时,电流表的内阻RA应比电源的内阻R小得多,以减少电流表分压引起的误差。
电学实验中电阻测量的误差分析罗仲民(吉安县立中学343100 )在电学实验中,误差分析是实验考查的重点,无论从实验原理、实验电路及实验器材的选取中均要考虑从减小误差的角度入手,更何况一般试题中给定了实验方法后,还需分析误差的来源和比较测量值与真实值之间的关系。
因此,电学实验中误差分析着实既是学生学习的重点,也更是处理时的难点。
在此,就电学实验中对实验原理误差分析的几种常用方法分析,以供参考。
在解读误差时,关键在于理解实验原理及其表述,下面以闭合电路中测电源电动势及内阻为例分析。
比较以下两种电路对电源电动势和内阻的测量产生的误差RV1、实验原理:闭合电路欧姆定律。
2、误差来源:甲电路中是由于电压表的分流作用;乙电路中是由于电流表的分压作用。
3、误差分析:(1)图象分析法:理解图象中坐标轴的物理意义用u I图象,u轴表示路端电压,I轴表示外电路总电流。
①对甲电路分析:设由测量值作出的u I图线如图中实线所示(图丙)A.任意取图线上一点P(I i,U i)分析,U1为电压表示数,能反映P状态时路端电压,但I1只表示了通过R的电流,实际电流应加上此时通过电压表的电流,I l' I l I I l詈I l,状态值应由P变为P(I;,U i)。
(R/指电压表内阻)RvB.又因R与电流表短路时,电压表不存在分流作用,即电压表内阻并未引起误差。
可知短路时应为B状态。
综合A、B两点可知,电源的伏安图线应为过B和P的连线(如图中虚线),比较两图线可得E测E真,「测r真②对乙电路分析:设由测量值作出的UI图线,如图实线所示。
(图丁)A.任意取图线上一点Q(l2,U2)分析。
I2为电流表示数,能反映外电路此时总电流。
u 2为电压表示数,但只能反映此时R 两端电压。
实际路端电压U2 U2 U U2 I2R A U2 ,即状态值应由Q(l2,U2)变为Q’(l2,U2)。
( R A指电流表内阻)B.又因当外电路完全断路时,电流表不分压,即电流表内阻此种情况下应不产生误差,此时路端电压也为电源电动势,应满足A状态。
初中物理电学实验中测电阻的4种分析思路一、电流表、电压表测电阻(伏安法)1、实验原理:R=U/I(欧姆定律变形公式)2、实验电路图:3、滑动变阻器的作用:(1)保护电路;(2)改变待测电阻两端的电压和通过电阻的电流。
4、实验步骤:(1)根据电路图连接好实验各器材。
注意:①在连接电路的过程中要断开开关;②注意电压表和电流表量程的选择,可通过题设条件简单估测,“+”、“-”接线柱不得接反;③滑动变阻器采用“一上一下”接法,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处;(2)检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片(注意事项:移动要慢),测出对应的电压值和电流值,最后多次测量求平均值.5、说明:对于图像而言,定值电阻的U-I图像是条直线,灯泡的U-I图像是条曲线,原因:灯泡电阻随着温度的升高而增大。
伏安法测电阻是最基础的,也是最常考到的一种实验,在伏安法测电阻后边有时会出现电流表或者电压表损坏了的情况,那这种情况我们要怎么把实验进行下去呢?这就涉及到单表测量电阻的方法。
其主要思想是等效替代,用定值电阻表示电流或者电压。
二、电压表、定值电阻测电阻(伏阻法)方法1、如果只用一只电压表,用图1所示的电路可以测出未知Rx的阻值.实验步骤:①用电压表测出Rx两端的电压为Ux;②用这只电压表测出定值电阻R0两端的电压为U0;③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Ux R0/ U0备注:用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。
方法2、如果只用一个电压表和已知的电阻,并且要求只能连接一次电路,用图2所示的电路可以测出未知Rx的阻值。
①先闭合S1,读出电压表的示数为U1;②同时闭合S1和S2,读出这时电压表的示数为U2;③根据测得的电压值U1、U2和定值电阻的阻值R0;根据分压公式可计算出Rx的值为U1 R0/(U2 -U1)方法3、如果只用一个电压表,并且要求只能连接一次电路,用图3所示电路可以测出未知Rx阻值。
伏安法测电阻的实验报告一、实验目的1、学习使用伏安法测量电阻。
2、掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
3、加深对欧姆定律的理解,学会分析实验误差。
二、实验原理根据欧姆定律$I =\frac{U}{R}$,变形可得$R =\frac{U}{I}$。
只要分别测量出通过电阻的电流$I$和电阻两端的电压$U$,就可以计算出电阻$R$的值。
三、实验器材电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关、导线若干。
四、实验电路图(画出实验电路图,清晰标明各个元件的符号和连接方式)五、实验步骤1、按照电路图连接电路,注意电流表、电压表的量程选择,以及滑动变阻器的接法(一上一下)。
连接电路时,开关应处于断开状态。
2、闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表和电流表有适当的示数,记录此时电压表的示数$U_1$和电流表的示数$I_1$。
3、继续调节滑动变阻器,改变电阻两端的电压和通过的电流,分别记录多组电压值$U_2$、$U_3$、$U_4$……和对应的电流值$I_2$、$I_3$、$I_4$……4、根据记录的数据,计算出每次测量得到的电阻值$R_1 =\frac{U_1}{I_1}$,$R_2 =\frac{U_2}{I_2}$,$R_3 =\frac{U_3}{I_3}$……5、求出电阻的平均值$R =\frac{R_1 + R_2 + R_3 +\cdots}{n}$,作为待测电阻的测量值。
六、实验数据记录|实验次数|电压(U/V)|电流(I/A)|电阻(R/Ω)||::|::|::|::|| 1 |____ |____ |____ || 2 |____ |____ |____ || 3 |____ |____ |____ || 4 |____ |____ |____ || 5 |____ |____ |____ |七、数据处理与分析1、计算每次测量的电阻值,并填入表格中。
2、分析数据,观察电阻值是否在一定范围内波动。
图1
图
2 图3
图4
图6
E
如何测电压表的内阻?
湖北云梦一中 乾华高 432500
在高中物理教学中,电压表内阻的测量是电学设计性实验中的一个教学重点。
在高
考中是一个高考热点,在最近几年各地的高考中均有涉及,下面根据笔者长期一线教学的经验从各方面进行分析总结,希望对大家有所帮助。
一、电路汇粹
测电压表内阻的常见方法是伏安法,结合实验中实际提供的器材又下面不同的变形,主要用到的电路如下: 1.伏安法测电压表内阻
如图1,直接用电流表测量待测电压表电流,测量结果为I
U
R V =
,存在的问题是A 表的读数太小,可用图2进行改进,其中R 是电阻箱或电阻值已知的电阻U
R I UR
R V -=
2
2.串伏法测电压表内阻
若实验中没有量程合适的电流表,也可用内阻已知的电压表当电流表使用来进行测量,如图3,设V 1是待测电压表,内阻为1r ,V 2是内阻已知的电压表,内阻为2r ,则有:2
2
11U r U r =
,当V 2的满偏电流比V 1的满偏电流小得多时,可用电阻箱或电阻值已知的电阻R 当作分流电阻进行改进,)
(222
11r R U Rr U r +=
,当V 2的满偏电流比V 1的满偏电流大得多时,两表交换位
置,结果另外计算。
3.并伏法测电压表内阻
若实验中没有量程合适的电流表,也可用内阻已知的电压表结合电阻箱当电流表使用来进行测量,这叫做并伏法,如图5A 2的内阻2r ,则有:1
211U U R
U r -=
4.伏阻法测电压表内阻
下图6,实验中需要从电阻箱上取两个阻值
○
R 1、R 2,设电流表对应电压为U 1、U 2,则有:1
2212
1211)(U R U R R R U U r --=
二、精彩回放
例1.从下列实验器材中选出适当的器材,设计实验电路来测量两个电压表的内阻,要求方法简捷,操作方便,可进行多次测量并有尽可能高的测量精度. A .待测电压表V 1,量程0~3V ,内电阻约20k Ω~40k Ω
B .待测电压表V 2,量程0~6V ,内电阻约40k Ω~80k Ω
C .电阻箱R 1,阻值范围0~99999.9Ω
D .电阻箱R 2,阻值范围0~99.99Ω
E .滑动变阻器R 3,阻值范围0~250Ω,额定电流2.5A
F .滑动变阻器R 4,阻值0~20Ω,额定电流2A
G .电池组,电动势为6V ,内电阻为0.5Ω
H .单刀开关若干和导线若干
(1)请设计一个测量电路,并在下面的方框中画出电路图. (2)实验器材选择除A 、B 、G 、H 外,电阻箱应选用: ,滑动变阻器应选用: (用器材前的字母表示).
(3)写出需要测量的物理量;给出1V R 和2V R 的表达式.要求写出推导过程.
解析:(1)结合题目提供的器材和上面的电路汇粹,我们可设计如下电路: (2)结合电路我们不难确定电阻箱应选用C ,滑动变阻器应选用F (3)实验步骤如下:
断开开关S 2,读出两只电压表的示数U 1、U 2;
合上开关S 2后,测出两只电压表的示数为1
U '、2U ',电 阻箱的示数为R . 根据测量结果有:
2
121V V R U R U = ; R
R R R U R U V V V +'='
221
21
两式联立解得:
R U U U U U U R R U U U U U U R V V 2
12121
2
22121
21''-'=
''-'=
总而言之,在测电压表的内阻的实验中,我们主要用到的是伏安法,其原则就是,
内阻已知的电压表能当电流表使用,内阻已知的电流表能当电压表使用,关键是结合实验提供的器材尽可能的变出“电流表”。