3欧姆定律2伏安法测电阻
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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。
欧姆定律1、在串联电路中,电流处处相等。
I=I1=I2在并联电路中,干路总电流等于各支路电路之和。
I=I1+I22、在串联电路中,总电压等于各段电路的电压之和。
U=U1+U2在并联电路中,各支路两端的电压相等,且等于总电压。
U=U1=U23、在串联电路中,总电阻等于各段电路电阻之和。
R=R1+R2在并联电路中,总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
1/R=1/R1+1/R24、欧姆定律内容:电压一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;电阻一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
欧姆定律公式:I=U/R 伏安法测电阻表达式:R=U/I例题:1、电阻是导体对电流的作用,导体都有电阻,电阻是物质本身的一种性质,它的大小只与电阻丝的、、和有关。
50Ω的实验用的小灯泡接入电路中,若开关没有闭合,则它的电阻是。
2、滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的来改变电阻,从而改变电路中的__________和,一个滑动变阻器上标有“2.5A,50Ω”的字样,他表示___________________________ 。
滑动变阻器的结构示意图(1)将C、D接入电路,移动滑片P,它的电阻。
将A、C接入电路时,它能起到的作用,此时滑片向左滑动,接入电路的电阻3、一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A。
现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应___联一个______的电阻。
4、如图所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小的是()5、关于导体的电阻,下列说法正确的是()A 导体两端的电压增大,其电阻一定增大B 导体中的电流增大,其电阻一定减小C 若导体不接入电路,其电阻为0D 导体的电阻与其两端电压及通过的电流无关。
6、分别将、U1=4V、U2=6V,分别加在某段导体的两端,则两次通过该导体的电流之比为()A 3:2B 2:3C 1:1D 1:27、两个定值电阻R1、R2。
两端的电压之比为2:1,通过它们的电流之比为4:3,则R1、R2的电阻之比是()A 8:3B 3:2C 3:8D 2:38、测量小灯泡的实验中,测的滑动变阻器两端的电压为2.2V,通过它的电流为0.1A,电源电压为3V,那么灯泡的电阻为()A 8ΩB 30ΩC 0.3ΩD 22Ω9、图(2)所示当开关S闭合后,滑动变阻器由a滑到b的过程中()A 电流表的示数变小,电压表的示数变小B 电流表的示数变大,电压表的示数变大C 电流表的示数变小,电压表的示数变大D 电流表的示数变大,电压表的示数变小10、某同学用如图(3)所示的电路测一个小灯泡的电阻的阻值,不慎将电压表的两接线柱短路了,则()A 电流表有可能烧坏B 电压表有可能烧坏C 电流表和电压表都可能烧坏D 不会发生任何事故。
关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析电源电动势和内阻是电源的两个重要参数,测量它们的准确性对于电源的性能评估和电路设计非常重要。
本文将介绍几种测量电源电动势和内阻的常用方法,并对其可能存在的误差进行分析。
一、电源电动势的测量方法1.直接测量法:直接连接一个高阻抗的电压表或电势计来测量电源的电动势。
这种方法简单直接,但在实际应用中存在一些误差。
首先,电源内部可能存在一些电流泄漏,这会导致测量值偏小。
其次,电表的内阻会影响电路的等效电路,如果电表内阻比电源的内阻大,则会导致电源电动势的测量值偏大。
另外,直接测量法还需要保证测量电阻的阻值尽可能大,以减小测量误差。
2.伏安法测量法:通过测量电源的开路电压和短路电流,并利用欧姆定律计算电源电动势。
这种方法的测量结果与直接测量法相比更准确,因为电源的内阻可以通过计算得到。
但仍然存在一些误差,比如电源在实际使用时可能存在的内阻变化,以及测量过程中可能引入的接触电阻。
3.电桥法:电桥法是一种精确测量电源电动势的方法。
它通过将电源与标准电阻组成一个电桥电路,调节电桥平衡使得电桥两侧电压为零,从而计算电源电动势。
电桥法的精度高,而且可以消除电表内阻对测量结果的影响。
但在实际应用中,电桥法要求使用高精度的标准电阻和电压表,且操作较为繁琐。
二、电源内阻的测量方法1.空载法:空载法是一种简单直接的测量电源内阻的方法。
它通过直接测量电源在空载状态下的开路电压和负载接入后的电压降,然后根据欧姆定律计算内阻。
但空载法只适用于内阻较小的电源,且测量结果容易受到电缆电阻和接触电阻的影响。
2.负载法:负载法是一种通过改变电源负载的方式测量内阻的方法。
它通过在电源输出端接入不同负载,并测量不同负载下的电压和电流,然后应用欧姆定律计算内阻。
负载法的准确性更高,能够排除空载法中存在的接触电阻和线路电阻的误差。
但负载法在实际应用中需要注意负载的选择,避免电源过载或短路。
三、误差分析在电源电动势和内阻的测量中,存在一些常见的误差源1.电表误差:电表本身的精度和内阻会对测量结果产生影响。
伏安法测电阻方法伏安法测电阻是一种常见的电阻测量方法,它通过应用欧姆定律来测量电阻值。
在电子工程、物理实验及工业生产中,伏安法测电阻广泛应用。
本文将从原理、测量步骤、仪器要求等方面介绍伏安法测电阻的方法,以帮助读者更好地了解和应用这一电阻测量技术。
一、方法原理1.欧姆定律欧姆定律是伏安法测电阻的基础原理。
根据欧姆定律,电流I通过一个电阻R的导体时,产生的电压V与电流I成正比,即V=IR。
利用这一定律,可以通过测量电流和电压来计算电阻的数值。
2.伏安法原理伏安法测量电阻利用欧姆定律,通过施加电压,测量通过被测电阻的电流,再根据欧姆定律计算电阻的值。
一般来说,使用直流电源对电路进行供电,通过测量所施加电压和电流的关系,从而计算出电阻值。
二、测量步骤1.准备工作在进行伏安法测量电阻之前,首先要确保仪器和线路的正常运行。
确保电源稳定可靠,测量仪器准确度高,测量线路连接正确。
2.连接电路将被测电阻与电源和测量仪器连接成电路。
通常将被测电阻接入电路中,保证电流沿着被测电阻流过,同时使用电压表或示波器测量两端的电压。
3.施加电压通过电源向电路施加一定的电压。
根据实际测量需要确定施加的电压大小,一般为直流电源。
4.测量电流使用电流表或示波器测量电路中通过被测电阻的电流值。
5.测量电压使用电压表或示波器测量被测电阻两端的电压值。
6.计算电阻根据欧姆定律,通过测量得到的电流和电压值计算电阻的数值。
根据V=IR的关系,电阻值R=V/I。
三、仪器要求1.电源在进行伏安法测量电阻时,需要使用可调节的直流电源,以提供稳定的电压给电路。
2.电流表用于测量电路中通过被测电阻的电流值,通常需要选择合适量程的电流表。
3.电压表用于测量被测电阻两端的电压值,可选择数字电压表或模拟电压表。
4.示波器示波器能够直观地显示电路中的电压和电流波形,适用于对电路信号进行实时监测和分析。
伏安法是一种简单而常用的测量电阻的方法。
通过仪器精准测量电流和电压值,结合欧姆定律,可以准确计算出被测电阻的数值。
一、探究通过导体的电流与电压、电阻的关系研究方法:实验器材:电源、开关、电阻、、、、导线若干完成实验电路图与实物连接图:连接电路时的注意点:1、连接电路的过程中,开关必须处于状态;2、在接通电路前,滑动变阻器的滑片要放在位置。
目的是。
结论:导体中的电流的大小,是由作用在它两端的电压和该导体的电阻共同决定的。
A、在电阻不变时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
B、在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
二、欧姆定律1、欧姆定律的内容:2、欧姆定律的公式:欧姆定律公式的变式:①②3、运用欧姆定律解题时的注意点:(1)同一性和同时性;(2)注意各物理量的单位;(3)要牢记电阻是导体的一种性质,它的大小只与导体的、、、有关,与它两端的电压和通过它的电流是的。
推导公式R=U/I,不可理解为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过的电流成反比;利用这个公式可以计算或测量导体的电阻,但要注意公式成立的条件,如导体两端电压为零时,通过的电流为零,而电阻是导体本身的一种性质,其电阻不为零,此时,R=U/I 不适用。
例:将一段导体接在电路中,如果将加在它两端的电压增大一倍,关于导体的电阻和通过它的电流,下列说法中正确的是A.电阻和电流都保持不变 B.电阻不变,电流增大一倍C.电流不变,电阻增大一倍 D.电阻和电流都增大一倍小练习:1、某电路两端的电压增大到原来的2倍,同时这段电路的电阻减小或原来的1/2倍,这时通过该导体的电流是原来的( )·A·2倍 B·1/2 C·1/4 D·4倍2、由欧姆定律导出的电阻计算公式R=U/I,以下结论正确的是( )·A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大C.当导体两端的电压为零时,电阻为零D.若不考虑温度的影响,电阻的大小跟电流、电压无关关于计算:1、在如图所示的电路中,调节滑动变阻器 R′,使灯泡正常发光,用电流表测得通过它的电流值是0.6A.已知该灯泡正常发光时的电阻是20Ω,求灯泡两端的电压2、某灯泡的正常工作的电压是24V,电路中通过的电流是0.5A,若把它接入36V的电源上,为了能使灯泡正常工作,需要串联一个多大的电阻?(运用欧姆定律时,要注意U、R和I,必须是同一用电器的电压、电阻和电流,即同一性。
课题:14.3 欧姆定律的应用 ----伏安法测电阻实验报告班级 姓名 一、探究小灯泡工作时的电阻实验目的:研究小灯泡在不同工作状态下的电阻 实验原理: 。
实验电路图:请在右边框内画出你的实验电路图。
实验步骤:1、在你设计的电路图中标出电源的正负极、电流表和电压表的正负接线柱。
2、按照你设计的电路图连接电路。
(注意:从电源正极开始,顺次连接到电源的负极;在连接电路的过程中,开关必须处于 状态。
注意选择电流表合适的量程。
)3、连接好后,再次对照电路图检查一遍。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到 的位置。
确认无误后,快速试触开关,观察电流表和电压表的指针是否正常偏转。
4、闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡分别处于不亮、灯丝暗红、微弱发光和正常发光四种不同个状态,记录对应的电压表和电流表的示数,记入表格中。
实验记录: 一、将你的实验数据记录在右侧的表格中。
二、请你把第四次实验中,两电表选用的接线柱和指针的位置记录在下图中。
分析与论证:根据实验的数据,讨论回答课本85页活动1中的3个问题。
实验结论:小灯泡在不同发光状态下,灯丝电阻是 的。
(填“不变”或“变化”),这是因为小灯泡在不同的实验次序 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 灯泡亮度1不亮2 灯丝暗红3 微弱发光 42.5正常发光图1发光状态下, 变化较大。
二、伏安法测定值电阻实验目的:学会用伏安法测电阻。
实验原理: 实验电路图:如图1 实验步骤:1、在图1中标出电源的正负极、电流表和电压表的正负接线柱。
2、按照图1连接电路。
(注意:从电源正极开始,顺次连接到电源的负极;在连接电路的过程中,开关必须处于 状态。
注意选择电流表合适的量程。
)3、连接好后,再次对照电路图检查一遍。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到 的位置。
确认无误后,快速试触开关,观察电流表和电压表的指针是否正常偏转。
4、闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表读数分别为1.0V,1.5V,2.0V,2.5V,读出对应的电流表的示数,记录在下表中。
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。
电阻的测量陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室邢彦君电阻的测量是常见的电学实验。
电阻的测量,实验原理较多,方法灵活多变。
一、欧姆表估测当不需要精确测量,或估测电阻大小的数量级时,可使用欧姆表(多用电表的欧姆档)测量。
1.实验原理:闭合电路欧姆定律。
闭合电路中电源的电动势E和内阻r是不变的量,由可知,电路中的总电流与外电路的电阻是一一对应关系。
因此,通过电路中的总电流,可以确定外电阻的大小。
2.方法步骤(1)指针归零:调节多用电表面板上刻度盘下方中央的螺丝,使指针指到电流或电压刻度的0位。
(2)选择欧姆表的倍率:估计待测电阻的数量级,比如为1000Ω数量级;观察盘上电阻刻度的中间值(中值电阻),比如为“15”,其数量级为10;用待测电阻的数量级(以欧姆为单位)除以中值电阻的数量级,商的数量级就是倍率,比如:,得选“”。
(3)欧姆表调零:将功能选择开关置于欧姆功能区所选倍率档;插入表笔并将其搭接在一起(外电路短路),此时所测电阻为零,电路中的电流最大,为节约表盘刻度,也为读数方便,应使此时的指针指在电流的最大刻度处,需调节面板右侧的调零旋钮(滑动变阻器),使指针指到电流的最大刻度处(电阻的0刻度)。
(4)测量电阻:将表笔与待测电阻两端接触(待测电阻必须与电路断开),观察表盘刻度,如果指针在中值电阻附近就读出指针刻度,乘以倍率,算出测电阻。
如果指钟偏转角度过大(指针所指刻度值太小)则倍率选大了,可降一级;如果指针偏转角度太小(指针所指刻度太大),则倍率选小了,可增大一级。
倍率变化后,得重新“欧姆表调零”。
两次测量,如果倍率一样,不需重复“欧姆表调零”。
(5)测量结束,将选择开关置于“OFF”或交流电压最高档。
若长期不用,要需将表内电池取出,为减小误差,要适时更换表内电池。
欧姆表测量电阻,本身就是一种估测,读数不需估读,只需读出指针最接近的刻度值即可,但不能忘记乘以倍率。
例1.多用电表是电学实验中常用的仪器器材。
初中测量电阻的几种常用方法一、初中最基本的测电阻的方法(1)伏安法测电阻伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻,因为电压表也叫伏特表物理论文,电流表也叫安培表,因此,用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。
它的具体方法是:用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U,则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值R X。
最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示,用图1的方法虽然简单,也能测出电阻,但是由于只能测一次,因此实验误差较大,为了使测量更准确,实验时我们可以把图1进行改进,在电路中加入滑动变阻器,增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压,这样我们就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差,改进后的电路设计如图2所示杂志网。
伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律,在试验中,滑动变阻器每改变一次位置,就要记一次对应的电压表和电流表的示数,计算一次待测电阻Rx的值。
多次测量取平均值,一般测三次。
(2)伏阻法测电阻伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。
其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系,如图3就是伏欧法测电阻的电路图,在图3中,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,记下此时电压表的示数U1;然后再把电压表并联接在未知电阻Rx的两端,记下此时电压表的示数U2。
根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有:I1=I2即:U1/R0=U2/R X所以:另外,如果将单刀双掷开关引入试题,伏阻法测电阻的电路还有图4、图5的接法,和图3比较,图4、图5的电路设计操作简单物理论文,比如,我们可以采用如图5的电路图。
当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷向2时,电压表测量的是R X两端的电压Ux。
故有:。
同学们可以试一试按图4计算出Rx的值。
(3)安阻法测电阻安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。
欧姆定律知识点总结1.欧姆定律:导体中的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.公式:(I=U/R)式中单位:I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω)。
1安=1伏/欧。
3.公式的理解:①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一.4.欧姆定律的应用: ①同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关,但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大。
(R=U/I)②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R)③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)5.电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联)①电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)②电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)③电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR④分压作用(U1:U2=R1:R2)⑤比例关系:电流:I1∶I2=1∶16.电阻的并联有以下几个特点:(指R1,R2并联)①电流:I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)②电压:U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)③电阻:(总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和)如果n个阻值相同的电阻并联,则有1/R总= 1/R1+1/R2④分流作用:I1:I2=1/R1:1/R2⑤比例关系:电压:U1∶U2=1∶1伏安法测电阻电路图:原理:1·伏安法测电阻的原理是:R=U/I;2· 滑动变阻器通过改变滑片位置改变电阻,从而改变电流,目的是要测量多组数据以求平均值;3· 在闭合开关之前,滑片位于最大电阻处。
伏安法测电阻一. 伏安法测电阻基本原理1. 基本原理:伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R U=,I只要测出元件两端电压和通过的电流,即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
2. 测量电路的系统误差控制:以上结果可总结为:“大内偏大,小外偏小”。
★若R X、R A、R V的大小事先没有给定,可借助试触法来确定。
具体做法是:如图所示的电路,其中电流表事先已经接好,拿电压表的一个接线柱分别接触a和b点,观察先后两次电表的变化情况,如果电流表变化明显,则让电流取真值,采用内接法,如果电压表变化明显,则电压取真值,采用外接法。
例有一未知电阻R X,为了准确地测出其阻值,先后用a、b 两种电路进行测试,利用a测得的数据为“2.7V 5.0mA”,b测得的数据为“2.8V 4mA”,该电阻测得值较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是:(D )A 560Ω,偏大 B 560Ω,偏小 C 700Ω,偏小 D 700偏大3. 控制电路的安全及偶然误差:根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同,滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择。
电阻的电压和电流都有调节作用但在相同的条件下,调节效果不同,实际应用中要根据情况恰当地选择限流法和分压法。
(1)通常情况下,由于限流电路能耗小,结构简单,因此,优先考虑限流法为主。
(2)实验中应满足的条件:①安全:电表不能超过量程、待测电阻和滑线变阻器不能超过额定电流②读数方便准确:电表变化明显,读数在量程的1/3以上★要使某部分的电压或电流从0开始连续调节,只有分压电路才能满足。
例题用伏安法测一个定值电阻的阻值的实验所需的器材规格如下:(2)直流毫安表(量程0-10mA,内阻50Ω)(3)直流电压表(量程0-3V,内阻50KΩ)(4)直流电源(输出电压4V,内阻不计)(5)滑动变阻器(阻值范围0-15Ω,允许最大电流1A)(6)电键一个,导线若干根据器材的规格和实验要求,画出实验电路图解:由于R V远大于R X所以用外接法;滑动变阻器为15Ω,小于R X,所以用限流法调节幅度太小,所以用分压法。
选修3-1 第二章 恒定电流 3欧姆定律2---伏安法测电阻一、伏安法测电阻的原理根据电阻的定义式 可知,只要测出被测电阻两端的电压U 和流过该电阻的电流 I ,就可求出电阻R 的小。
二、伏安法测电阻的两种接法1.电流表内接法2.电流表外接法如果电表是理想表,则两种测量电路对电阻的测量值是相同的。
但由于实际电表不理想,所以两种测量电路都对测量结果造成误差。
三、两种接法的误差分析: 1.电流表的内接法:(1)测量值与真实值的关系:因为真测U U >,真测I I =,所以真真真测测测R I U I U R =>=用电流表内接法,测量值大于真实值。
(2)造成误差的原因: 电流表的分压作用 . (3)适用场合:由于A R R R +=真测,可知当真R 》A R 时,真测R R ≈即当V R 》x R 时,电流表的分压作用较小,引起的误差较小。
所以,当Rx 》A R 时采用电流表内接法,即测量大电阻时采用电流表内接法误差小。
(大内偏大)2.电流表的外接法:(1)测量值与真实值的关系:因为真测U U =,真测I I >,所以真真真测测测R I U I U R =<=用电流表外接法,测量值小于真实值。
(2)造成误差的原因:电压表的分流作用 ; (3)适用场合:由于 1+=+⋅==Vx xVx V x R R R R R R R I U R 测测测 可知,当 RV 》Rx 时, R 测 ≈ R 真即电压表的分流作用较小时,引起的误差也较小,所以当 V R 》x R 时 时采用外接法,即外接法测阻值小的电阻时误差小。
(小外偏小)四、伏安法测电阻两种接法的选择1.阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较,若R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法.(大内偏大,小外偏小)2.比值比较法,不等式法:(临界值计算法)(定量判断法):这种方法适用知道待测电阻值和电压表、电流表内阻准确值。
当已知待测电阻的大约值R x ,电流表的内阻R A 和电压表的内阻R V ,则:当R x R A >R VR x,即R x >R A R V 时, 选用电流表内接法; 当R x R A <R VR x,即R x < R A R V 时,选用电流表外接法; 当R x R A =R VR x,即R x =R A R V 时,选用电流表的两种接法都可以. 3.试探法(试触法):若不知R x 的大概值,为了选择正确的电路接法以减少误差,可将电路如图所示连接,只空出电压表的一个接头.将电压表的一端固定另一端分别接外接法和内接法,看两表示数变化情况进行比较选择.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.(哪个表示数变化明显,就用哪个表测量真实值)试触法的定量化应用:设两次测量时,的示数为I a 、I b ,的示数为U a 、U b ,则:①|I a-I b|I a<|U a-U b|U a时,采用电流表外接法.②|I a-I b|I a>|U a-U b|U a时,采用电流表内接法.典例分析:课堂训练:例1.已知电流表的内阻约为0.1Ω,电压表内阻约为10kΩ,若待测电阻约为5Ω,用伏安法测其电阻,应采用电流表__外____接法,测量值小真实值;若待测电阻约为500Ω,用伏安法测其电阻时,应采用电流表___内___法,测量值大真实值。
例2.用伏安法测某一电阻时,如果采用如图4所示的甲电路,测量值为R1,如果采用乙电路,测量值为R2,那么R1、R2与真实值R之间满足关系(C )A.R1>R>R2B.R>R1>R2 C.R1<R<R2 D.R<R1<R2例3.(2014年全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x约为200 Ω,电压表的内阻约为2 kΩ,电流表的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式R x=UI计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为R x1和R x2,则________(选填“R x1”或“R x2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R x2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.【解析】根据题意知R xR A>R VR x,电压表的分流作用较显著,故R x1更接近待测电阻的真实值.图(a)的测量值是R x与R A串联的电阻阻值,故R x1>R x真;图(b)的测量值是R x与R V并联的电阻阻值,故R x2<R x真.【答案】R x1大于小于例4.一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V,3.0m A,用(b)图测得的数据是2.9V,4.0m A,由此可知,用__a_图测得R x的误差较小,测量值R x=___1000Ω_。
课下针对练习:1.用伏安法测电阻,可采用如图所示的甲、乙两种接法。
如所用电压表内阻为5000Ω,电流表(1)当测量100Ω左右的电阻时,宜采用甲电路;(2)现采用甲电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为20 Ω,真实值为19.5 Ω。
(3)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为20 Ω,真实值为20.1 Ω。
2.甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图,下列说法不正确的是()A.甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法B.甲中R测>R真,乙中R测<R真C.甲中误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使R≪R V,故此法测小电阻好D.乙中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使R≫R A,故此法测大电阻好答案B解析题图甲采用电流表外接法,题图乙采用电流表内接法,A正确;题图甲由于电压表的分流导致电流的测量值偏大,由R=UI可知,R测<R真;R越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻。
题图乙由于电流表的分压导致电压的测量值偏大。
由R=UI可知,R测>R真;AVR(b)AVR(a)VSR xAR甲VSR x AR乙R 越大,电流表的分压越小,误差越小,因此这种接法适用于测大电阻,B 错误,C 、D 正确。
3.用电流表和电压表测量电阻R x 的阻值.如图所示,分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中,按照图(a)时,电流表示数为4.50 mA ,电压表示数为2.50 V ;按照图(b)时,电流表示数为5.00 mA ,电压表示数为2.40 V ,比较这两次结果,下列说法正确的是( B )A .电阻的真实值更接近556 Ω,且大于556 ΩB .电阻的真实值更接近556 Ω,且小于556 ΩC .电阻的真实值更接近480 Ω,且大于480 ΩD .电阻的真实值更接近480 Ω,且小于480 Ω解析:由题意可知:ΔI I 1=5-4.54.5=19,ΔU U 1=2.5-2.42.5=125,ΔI I 1>ΔUU 1,电流变化量大,电压表分流对实验影响较大,电流表应采用内接法,即题图(a)所示接法,则电阻测量值为R =U 1I 1= 2.50.004 5 Ω≈556Ω,由于电流表采用内接,电压测量值偏大,电阻测量值大于真实值,则电阻真实值小于556 Ω.故B 正确.4.用电流表和电压表测量电阻R x 的阻值.如图所示,分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中,按照(a)图时,电流表示数为4.60 mA ,电压表示数为2.50 V ;按照(b)图时,电流表示数为5.00 mA ,电压表示数为2.30 V ,比较这两次结果,正确的是( B )A .电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 ΩB .电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 ΩC .电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 ΩD .电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω 5.有一未知电阻R x ,为较准确地测出其阻值,先后用图①、②两种电路进行测试,利用图①测得数据为“2.7 V,5.0 mA ”,利用图②测得数据为“2.8 V,4.0 mA ”,那么,该电阻测得值较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是( D )A .5 600 Ω,偏大B .5 600 Ω,偏小C .700 Ω,偏小D .700 Ω,偏大 6.图所示的是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a 和b 时,观察电压表和电流表示数的变化,那么(AD )A .若电压表示数有显著变化,测量R 的值时,S 应接aB .若电压表示数有显著变化,测量R 的值时,S 应接bC .若电流表示数有显著变化,测量R 的值时,S 应接aD .若电流表示数有显著变化,测量R 的值时,S 应接b7.用伏安法测电阻,当被测电阻的阻值不能估计时,可采用试触的办法,如图所示,让电压表一端接在电路上a 点,另一端先后接到b 点和c 点。
注意观察两个电表的示数,若电流表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟________表的内阻相差不大,电压表的两端应接在a 和________两点。
若电压表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟________表的内阻可比拟,电压表应接在a 和________两点。
答案 电压 c 电流 b解析 若电流表示数变化明显,说明电压表的分流作用较大,即说明电压表的内阻不是很大,则待测电阻的阻值跟电压表的内阻相差不大,应采用电流表内接法,即电压表的两端应接在a 和c 两点;若电压表示数变化明显,说明电流表的分压作用较明显,即电流表的内阻与待测电阻可比拟,应采用电流表外接法,即电压表应接在a 、b 两点。
8.如图所示的电路中,电压表和电流表的读数分别为10 V 和0.1 A ,电流表的内阻为0.2 Ω,那么有关待测电阻R x 的下列说法正确的是( C )A .R x 的测量值比真实值大B .R x 的测量值比真实值小C .R x 的真实值为99.8 ΩD .R x 的真实值为100.2 Ω。