十种测电阻方法归纳
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高中物理测量电阻方法大总结太原市第十二中学 姚维明电阻测量是恒定电路问题中重点,也是学生学习中难点。
这就要求学生能够熟练掌握恒定电路基本知识,并能够灵活运用电阻测量六种方法,从而提高学生综合分析问题、解决问题能力。
一.欧姆表测电阻1、欧姆表结构、原理它结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、满偏电流为Ig 电流计。
R 是可变电阻,也称调零电阻,电池电动势为E ,内阻为r 。
欧姆档测电阻原理是根据闭合电路欧姆定律制成。
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 ) 由电流表达式可知:通过电流计电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应关系,即测出相应电流,就可算出相应电阻,这就是欧姆表测电阻基本原理。
2.使用注意事项:(1) 欧姆表指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它刻度与电流表、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,而欧姆表刻度是不均匀,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关系。
(2)多用表上红黑接线柱,表示+、-两极。
黑表笔接电池正极,红表笔接电池负极,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中央附近。
(一般在中值刻度1/3区域)(5)测量时,被测电阻应和电源、其它元件断开。
(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,通过改变电阻阻值,以达到改变电路电流,但电流改变是有一定范围。
其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可以选择时候,优先考虑限流电路。
(2)分压电路是将电源和可变电阻总值串联起来,再从可变电阻两个接线柱引出导线。
测量电阻的7种方法电阻是电路中常见的元件,用于控制电流的流动和电压的降低。
为了准确测量电阻的数值,可以采用多种方法。
下面将介绍电阻的七种常用测量方法:1.电桥法:电桥法是一种常用于测量未知电阻值的方法。
它利用电桥平衡原理,通过调节已知电阻来达到桥路平衡,从而计算未知电阻的数值。
例如,使用韦氏电桥、韦恩电桥或均分电桥来测量电阻。
2.恒流法:恒流法利用电流电压关系来测量电阻。
通过将已知电流通过未知电阻中,测量其电压降,就可以计算电阻的数值。
常用的方法有串联电路法和并联电路法。
3.电压比较法:电压比较法是一种常见的测量电阻的方法。
它利用已知电阻和未知电阻在相同电流下产生的电压进行比较,从而计算未知电阻的数值。
4.电流比较法:电流比较法通过将已知电流分流,一部分经过已知电阻,另一部分经过未知电阻,再通过对比两个电压降,来计算未知电阻的数值。
5.桥式方法:桥式方法是一种常见的测量电阻的方法,它使用已知电阻和未知电阻之间的电压或电流差来计算未知电阻的数值。
常用的桥式测量方法有麦克斯韦电桥、维尔斯通电桥等。
6.综合法:综合法是一种结合多种测量方法的方法,用于测量特殊类型的电阻。
例如,用恒流法先测量电阻的大致数值,再用电桥法进行精确测量。
7.数字万用表法:数字万用表是一种集电压、电流、电阻、频率等多个测量功能于一体的仪器。
使用数字万用表可以直接测量电阻的数值,无需其他传统的测量方法。
这种方法简单、便捷,适用于快速测量电阻。
总之,以上是电阻的七种常用测量方法。
每种方法都有其适用的场景和测量精度。
根据实际情况选择合适的测量方法,可以提高测量电阻的准确性。
测量电阻方法电阻是电学中的重要参数,它是导体对电流的阻碍程度的度量。
在电路中,我们经常需要测量电阻的数值,以确保电路的正常运行。
下面将介绍几种常见的测量电阻的方法。
1. 万用表测量法。
万用表是一种常用的电工仪器,它可以用来测量电阻。
在使用万用表测量电阻时,首先需要将电路断开,然后将两个测量引线分别连接到电阻的两端,等待一段时间直到测量数值稳定,即可读取电阻的数值。
2. 电桥测量法。
电桥是一种精密的测量电阻的仪器,它可以用来测量较小的电阻值。
在使用电桥测量电阻时,首先需要将电桥调零,然后将待测电阻接入电桥电路中,调节电桥的平衡,最终可以通过电桥的示数来得到电阻的数值。
3. 伏安法测量法。
伏安法是一种通过测量电压和电流来计算电阻值的方法。
在使用伏安法测量电阻时,首先需要将待测电阻接入电路中,然后通过电压表和电流表分别测量电路中的电压和电流数值,最终可以通过计算得到电阻的数值。
4. 数字电桥测量法。
数字电桥是一种集成了数字显示和自动计算功能的电桥仪器,它可以用来测量电阻并直接显示结果。
在使用数字电桥测量电阻时,只需要将待测电阻接入电桥电路中,调节电桥的平衡,仪器会自动显示电阻的数值。
5. 示波器测量法。
示波器是一种用来观察电信号波形的仪器,它也可以用来测量电阻。
在使用示波器测量电阻时,可以将待测电阻接入电路中,通过观察电压波形的变化来间接得到电阻的数值。
总结。
以上介绍了几种常见的测量电阻的方法,每种方法都有其适用的场合和特点。
在实际工作中,可以根据需要选择合适的测量方法来进行电阻测量,以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望本文对大家有所帮助。
测量电阻的十种方法广西来宾市武宣县东乡镇中学黎艺谨引言:电阻的测量是中学物理实验教学的重要内容,也是中考最常考的内容之一,来宾市中考题几乎年年出现有关电阻测量的题目,2009年来宾市中考题就出现了只用一个电表测量电阻的有关题目。
因此,学会测量电阻对学生学好物理电学有重要的意义。
为此,我总结出了测量电阻的10种方法。
关键词:测量电阻电流表电压表摘要:测量电阻的10种方法。
一、伏安法1、即用电压表和电流表测量电阻的方法(伏安法)实验原理:R=U/I二、只有一个电流表,没有电压表2.方法一:表达式:R X=I0R0/I X3.方法二:表达式:R X=I0R0/(I-I0)4.方法三:表达式:R X=(I-I X)R0/I三、只有一个电压表,没有电流表5..方法一:R X=U X R0/U06..方法二:表达式:R X=(U-U0)R0/U07.方法三:表达式:R X=U X R0/(U-U X)四、等效替代法8..方法一:表达式:R X =R 09..方法二:表达式:R X =R 010.直接测量法用万用电表的欧姆档(即电阻档)直接测量。
正文一、伏安法1. 方法:即用电压表和电流表测量电阻的方法。
首先按图1连接好电路,通过移动滑动变阻器的滑片来改变电阻,从而改变电流和电压。
三次改变滑动变阻器的滑片的位置,根据电流表和电压表读出三组不同的电流值和电压值,然后利用欧姆定律的变形公式R=U/I 求出三个电阻值R 1、、、R 2 、R 3,再求出它们的平均值即可。
(图1)① 实验原理:R=U/I ② 电路图:如图1所示③ 表达式:R=(R 1+R 2+R 3)/3二、只有一个电流表,没有电压表2.方法一:将已知电阻R 0和待测电阻R X 并联到电路中,先用电流表跟已知电阻R 0串联,读出R 0的电流值I 0(即电源电RxR0压U=I0R0);再把电流表拆下,用电流表跟待测电阻R X串联,读出R X的电流值I x(即电源电压U=I x R0);即可得:R x= I0R0/I x.R0(图2)Rx①电路图:如图2所示(R0已知)。
十种测电酿方法归訥伏安法測屯瓯是初中肠理中一个重要的卖除,本实睑可以利用色庄表和电流表分别测出 未知电∣⅛∕e×的屯庄.电浣,再用欧蚪定律的支形公式求出RX 的阻值。
由于电庄表也叫伏将痕,电流農也叫安塔表.所以这种用色庄表•色流表测电阻的方法叫“伏安出” O2.电珞图:(見图])3∙毘妨:小灯泡(2.5V).色克表.电庄表•开关.电迪阻(3∖f) •定链电阻ClO Q 丿•端动雯阻森•导线。
4.注龙:点:连接电路对.开关应新开,滑动麦阻爰应调刊呆丸阻值处。
询动雯阻睜的作用:⑴侏护电路;(2) 孜雯』、灯泡而羯的 色庄和通过的 屯浇。
本卖脸中多次測量的目的是:测出小灯泡淮.不同情况(亮度丿下的电⅞u5. ⅛⅛f<:c υ根据电路團把实绘森妨摆好。
(2) 按电路国连接屯厚。
(蛊连接电路中应注意的爭顼:Q)A 连接电珞时•开关应新开。
②注意电庄表和电流表 量程的选择,“+” •“・”接线粒。
③询动变阮赛采用"一上一下”挂出,闭合开关询,询片应伐•于Ea 值呆犬处。
)(3) 楼杳无谖后,诃合开关,移动滑动雯阻春的滑片(注意爭顼:移动要慢丿,分别 使灯逸睹红(灯泡両靖电Zt IV) •傲弱发光(灯泡两端色庄1.5V 丿.正常发光(灯泡两端 色庄2.5V 丿 > 测出对应的电庄值和电浇值,圾入下而的表烙中。
实验次救 灯泡亮度 电庄U/V电浇I/A电Ett R∕Ω1灯丝睹红1I廉理:由欧姆定律U R 推出2微弱发光1.53正常发光 2.5的温度升爲。
(4)算出灯丝不同kM的电阻。
6∙分析与论遅:展示的几组实验裹格,对卖睑数据进行分析发现:灯泡的屯阻不是丸值■是变化的。
旻什么虑因使打丝的电阻发生变化的呢?是削庄与电流吗?农点突玖:(我们对比一个卖睑如图2:用色庄表.赴流表测支值屯阻的阻值R丿发现:R是定值,不随电庄.电浇的炙化而支化。
通过论证,表朗灯丝的电阻发生改变的虑因不A于电压与电流•那是什么虑因it成的呢?我们淮.祈面•学过,彩响色瓯大小的因素冇哪些?(材蚪•长度、橫務面积和温度。
初中测电阻的六种方法测电阻是电学实验中常见的实验内容之一。
电阻是电路中对电流产生阻碍的元件,通常用欧姆(Ω)作为单位表示。
以下是测电阻的六种方法:1.伏安法:伏安法是最常用的测电阻的方法之一。
原理是通过测量通过电阻的电流和电阻两端的电压来确定电阻值。
在直流电路中,通过欧姆定律可以得到电阻的数值,即R = V/I,其中R为电阻,V为电压,I为电流。
通过改变电阻和测量电流和电压的变化,便可以确定电阻的具体值。
2.桥式法:桥式法是一种常见的测量精度较高的测电阻方法。
这种方法根据电桥平衡条件进行测量,原理是通过调节一个或多个可变电阻,使电桥平衡,即无电流通过电桥。
可通过改变电桥的各个元件的值,来测量电阻的值。
3.走线法:走线法是一种简单易行的测电阻方法。
原理是通过将待测电阻连接到一个由导线组成的测量线路中,通过测量电流和电压的关系,来确定电阻的值。
电流可以通过电源连接到线路上,通过电压表或示波器测量电流和电压的变化,从而测量电阻。
4.万用表法:万用表法是一种常见的测电阻方法。
原理是将万用表的正负电极分别连接到电阻的两端,读取表盘上的数值,即可得到电阻的数值。
万用表具有较高的测量精度和多功能,可以测量不同范围的电阻值。
5.滑线法:滑线法是一种用于测量滑动变阻器(如电位器)电阻值的方法。
原理是将滑动变阻器连接到一个电路中,通过滑动板调节电阻值,并通过外部电阻、电压表或者示波器测量电流和电压的变化,从而得到滑动变阻器的电阻值。
6.串联法和并联法:串联法和并联法是测量电阻的两种常见方法。
串联法是将待测电阻与一个已知电阻串联,通过测量总电阻和已知电阻的数值,从而计算得到待测电阻的值。
并联法是将待测电阻与已知电阻并联,通过测量总电阻和已知电阻的数值,再计算得到待测电阻的值。
这两种方法常常用于粗略估算电阻值或检验电阻值的范围。
这些方法各有优劣,适用于不同的测量场合。
通过合理选择适当的测量方法,我们可以准确测量电阻值,并在实际应用中得到有效应用。
测电阻的特殊方法20种1.桥式电阻测量法:使用电桥测量电阻值,常见的有维尔斯通电桥、韦恩电桥等。
2.变比电桥测量法:通过变比电桥的变压比来间接测量电阻值。
3.硬度诱导法:利用表面硬度与规定冲击负荷下的冲击深度比值与电阻成正比的关系进行测量。
4.敏感电流比率法:根据物体的电阻值与流过物体的电流及电源电压之比,计算得到阻值。
5.电感电阻法:通过测量线圈两端的电压和电流的相位差,计算得到电阻值。
6.交流电阻测量法:使用交流信号测量电阻的方法,常见的有串联法、卡尔简法等。
7.直流电阻测量法:使用直流信号测量电阻的方法,常见的有电压法、电流法等。
8.电位差法:通过测量电阻两端的电位差以及通过电阻的电流,计算得到电阻值。
9.称重法:通过测量电阻所支撑的物体的重量与参考物体的重量的比值,计算得到电阻值。
10.电带电阻法:利用带电体与待测电阻之间的电势差和电流之间的关系测量电阻值。
11.拉伸法:通过拉伸导线使其变细,测量其电阻变化来计算原始导线的电阻值。
12.电机测量法:利用测量电动机的输入功率和输出功率之差,计算电阻值。
13.热电方法:利用热电效应来测量电阻值,如热电阻、热电偶法。
14.磁感应法:利用电阻材料内部磁感应强度和电流的关系,测量电阻值。
15.声波测量法:通过测量电阻材料中传播声波的速度和频率,计算电阻值。
16.变频测量法:通过改变频率,测量电阻材料的阻抗值,计算得到电阻值。
17.阻抗测量法:利用交流信号测量电阻材料的阻抗,测量得到电阻值。
18.激光干涉法:利用激光干涉效应测量电阻材料的长度和电阻值。
19.电容测量法:通过测量电容材料的电容和电阻的关系,计算得到电阻值。
20.电化学测量法:利用电化学方法测量电阻材料的电导率和电极电势,计算得到电阻值。
这些方法中,不同的方法适用于不同的电阻测试场景,充分运用这些方法可以更加准确地测量出电阻值。
十种测电阻方法归纳电阻是电路中最常见的元件之一,用来限制电流的流动。
在电路测试和电子工程中,测量电阻的准确性和精确性非常重要。
下面是十种测量电阻的常见方法:1.直流电桥法:直流电桥法是最常用的测量电阻的方法之一、它使用一个称为电桥的装置,通过调整桥上的电阻来与待测电阻进行比较,从而测量电阻的值。
2.欧姆定律法:欧姆定律法是最简单的方法之一、根据欧姆定律,电流通过一个电阻所产生的电压与电阻值成正比。
通过测量电阻两端的电压和电流值来计算电阻。
3.直流电阻箱法:直流电阻箱法使用一个电阻箱,通过连接待测电阻和电阻箱来测量电阻的值。
通过调整电阻箱上的电阻值,使之与待测电阻相等,然后读取电阻箱上的电阻值。
4.交流电桥法:交流电桥法是用交流信号测量电阻的方法。
它使用一个称为交流电桥的装置,在通过计算交流信号在电阻和电容上的相位差来测量电阻的值。
5.绝缘电阻测试法:绝缘电阻测试法用于测量绝缘电阻,即对地绝缘电阻。
它是通过将待测电阻与地进行连接,然后测量通过电阻流过的电流来计算电阻的值。
6.电流比较法:电流比较法是通过比较两个电阻上的电流来测量电阻。
将待测电阻与已知电阻相连,施加一个已知电压,然后测量两个电阻上的电流值,通过比较两个电流来计算待测电阻的值。
7.电位差法:电位差法是通过测量电阻两端的电位差来计算电阻值。
施加一个已知电压,然后测量通过电阻的电流和电阻两端的电压,通过计算来得到电阻的值。
8.差压法:差压法也是通过测量电阻两端的电压来测量电阻值的方法。
施加一个已知电流,然后测量通过电阻的电压和电流值,通过计算来得到电阻的值。
9.电位差比较法:电位差比较法是通过将待测电阻与已知电阻串联,并施加一个已知电压,然后测量两个电阻上的电压来计算电阻的值。
10.无线电测量法:无线电测量法是一种使用无线电波测量电阻的方法。
通过将待测电阻与一个感应线圈相连,然后测量感应线圈上的电压或电流来计算电阻的值。
这种方法适用于远程或无法接触的电阻测量。
十种测电阻方法归纳一、电桥法:电桥法是测量电阻值最常用的方法之一、通过在电桥上调节电阻的比例,使得电桥平衡,从而确定待测电阻的值。
二、电流法:电流法是通过直接测量电流流过电阻产生的电压来求解电阻值。
根据欧姆定律,电流与电阻成正比关系,可以通过电流和电压的关系计算电阻值。
三、电压法:电压法是通过直接测量电压值来求解电阻值。
根据欧姆定律,电压与电阻成正比关系,可以通过电压和电流的关系计算电阻值。
四、电位法:电位法是通过在待测电阻两端施加一个电压,在测量点处测量电位,通过电压和电位的关系计算电阻值。
五、恒流源测量法:恒流源测量法是通过将待测电阻串联到一个恒定电流源上,测量电压和电流的关系来计算电阻值。
六、维尔斯通电桥法:维尔斯通电桥法是一种用于测量电阻值的精密测量方法。
它利用电阻和电容的互相作用来建立电桥平衡,并通过调节电阻比例来测量电阻值。
七、自适应电桥法:自适应电桥法是一种基于自适应算法的电阻测量方法。
它通过不断调节电阻比例,使电桥保持平衡,并通过计算电桥平衡时的电阻比例来测量电阻值。
八、差动放大器法:差动放大器法是一种利用差动放大器的特性来测量电阻值的方法。
在差动放大器的输入端分别接入待测电阻和已知电阻,通过测量差动放大器输出端的电压差来计算电阻值。
九、交流电桥法:交流电桥法是一种利用交流电信号来测量电阻值的方法。
它通过在电桥上加入交流信号,并调节电桥平衡,利用交流电信号的相位和幅值来测量电阻值。
十、数字测阻法:数字测阻法是一种利用数字电路和计算机来测量电阻值的方法。
它通过将待测电阻与已知电阻串联或并联,利用数字电路测量电压和电流,并通过计算机进行数据处理,计算电阻值。
高中物理测量电阻常用的6种方法
在高中物理中,测量电阻的方法有很多种。
这里列举了6种常用的方法:
1.电桥法:电桥法是测量电阻的一种常用方法。
它利用了电桥平衡条件来测量未知电阻。
通过调节电桥上的已知电阻和未知电阻之间的比例,使电桥平衡,可以得到未知电阻的数值。
2.电流-电压法:电流-电压法是测量电阻的基本方法之一、它通过测量通过电阻的电流和电压之间的关系,计算得到电阻的数值。
这种方法简单易行,适用于测量各种电阻。
3.万用表法:万用表法是一种常用的便携式测量电阻的方法。
万用表内置了电阻测量功能,可以直接连接到待测电阻上进行测量。
使用万用表法测量电阻方便快捷,适用于一般电路中的小电阻测量。
4.电压分压法:电压分压法是一种间接测量电阻的方法。
它利用了串联电路中电压分压的原理,通过测量电压分压比例和已知电阻来计算未知电阻的数值。
电压分压法适用于需要高精度测量电阻的情况。
5.零位法:零位法是一种通过改变电路参数的方法,使待测电阻与其他元件组成的电路达到零差电压或零差电流的状态,从而间接测量电阻数值的方法。
这种方法适用于需要较高精度的电阻测量。
6.差动放大器法:差动放大器法是一种高精度测量电阻的方法。
它利用了差动放大器的抗干扰性能,通过测量输入端电压和输出端电压之间的差值来计算电阻的数值。
差动放大器法适用于需要高精度和高稳定性的电阻测量。
通过这些测量方法,我们可以有效地测量电阻的数值。
在实际操作中,需要根据具体情况选择合适的方法,并注意测量过程中的误差和不确定性,以保证测量结果的准确性和可靠性。
十种测电阻方法归纳(一)伏安法测电阻伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验,本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Rx的电压、电流,再用欧姆定律的变形公式求出Rx的阻值。
由于电压表也叫伏特表,电流表也叫安培表,所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。
1.原理:由欧姆定律推出2.电路图:(见图1)3.器材:小灯泡(2.5V)、电流表、电压表、开关、电池阻(3V)、定值电阻(10Ω)、滑动变阻器、导线。
4.注意点:ⅰ连接电路时,开关应断开,滑动变阻器应调到最大阻值处。
ⅱ滑动变阻器的作用:(1)保护电路;(2)改变小灯泡两端的电压和通过的电流。
ⅲ本实验中多次测量的目的是:测出小灯泡在不同情况(亮度)下的电阻。
5.实验步骤:(1)根据电路图把实验器材摆好。
(2)按电路图连接电路。
(在连接电路中应注意的事项:①在连接电路时,开关应断开。
②注意电压表和电流表量程的选择,“+”、“-”接线柱。
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。
)(3)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),分别使灯泡暗红(灯泡两端电压1V)、微弱发光(灯泡两端电压1.5V)、正常发光(灯泡两端电压2.5V),测出对应的电压值和电流值,填入下面的表格中。
实验次数灯泡亮度电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω1 灯丝暗红 12 微弱发光 1.53 正常发光 2.5同时,在实验过程中,用手感受灯泡在不同亮度下的温度。
随着灯泡亮度的增加,灯泡的温度升高。
(4)算出灯丝在不同亮度时的电阻。
6.分析与论证:展示的几组实验表格,对实验数据进行分析发现:灯泡的电阻不是定值,是变化的。
是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢?是电压与电流吗?难点突破:(我们对比一个实验如图2:用电压表、电流表测定值电阻的阻值R)发现:R是定值,不随电压、电流的变化而变化。
通过论证,表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流,那是什么原因造成的呢?我们在前面学过,影响电阻大小的因素有哪些?(材料、长度、横截面积和温度。
)那是什么因素影响了灯丝的电阻呢?(是温度。
)温度越高,灯丝电阻越大。
这个实验再一次验证了这一点。
(二)测电阻的几种特殊方法1.只用电压表,不用电流表方法一: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:用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。
方法二: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U1,再同时闭合S1和S2,读出这时电压表的示数为U2。
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:方法三: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Rx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U1;把滑动变阻器的滑片P调至A端,记下电压表示数U2。
根据测得的电压值U1、U2和定值电阻的阻值R0,可计算出Rx的值: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的电阻R0,所以又叫“伏阻法”。
2.只用电流表,不用电压表方法一:如果只用一只电流表,用图6所示的电路可以测出未知Rx的阻值。
先后用电流表测出通过R0和Rx的电流分别为I0、Ix,根据测得的电流值I0、Ix和定值电阻的阻值R0,根据分流公式可计算出Rx的值为方法二:用图7所示的实验电路也可以测出未知Rx的阻值。
先闭合开关S1,读出电流表的示数为I1,再断开S1闭合S2,读出这时电流表的示数为I2。
根据测得的电流值I1、I2和定值电阻的阻值R0。
根据分流公式可计算出Rx的值:方法三:如果只用一个电流表,并且要求只能连接一次电路,用图8所示的电路也可以测出未知Rx的阻值。
具体的作法:是先闭合开关S1,读出电流表的示数为I1,再同时闭合S1、S2,读出这时电流表的示数为I2。
根据测得的电流值I1、I2和定值电阻的阻值R0。
计算过程如下:设电源电压为U,当只闭合S1时,根据欧姆定律的变形公式U=I(Rx+R),可得U=I1(Rx+R0)①;当再同时闭合S1、S2,R0被短路,这时有:U=I2Rx ②。
联立①②解方程组得方法四:如果只用一个电流表,并且要求只能连接一次电路,用图9所示的电路也可以测出未知Rx的阻值。
具体的作法:把滑动变阻器的滑片 P 调至A端,读出电流表的示数为I A,再把滑动变阻器的滑片P调至B端,读出这时电流表的示数为 I B。
根据测得的电流值I A、I B和定值电阻的阻值RAB。
同样可计算出Rx的值:以上方法,需要测量两次电流,所以也叫“安安法”;根据所给器材有电流表和一个已知阻值的电阻R0,所以又叫“安阻法”。
总之,用伏安法测电阻的基本原理是测定电阻两端的电压和流过电阻的电流。
在缺少器材(电流表或电压表)的情况下,我们可用间接的方法得到电压值或电流值,仍然可以测量电阻的阻值。
因此,在进行实验复习时要特别重视原理的理解,这是实验设计的基础。
3.等效替代法方法一:用图10所示的电路也可以测出未知Rx的阻值。
当S扳到A时电流表的示数为I,再将 S 扳到B时,调节R0(电阻箱)的电阻,使电流表示数仍为I,即R X=R0。
方法二:若只有一只电压表和电阻箱,则可用替代法测电阻的阻值,如图11所示。
先合上开关S1,把单刀双掷开关S2打到1,调节滑动变阻器的阻值,使电压表有一合适的示数U0。
再把单刀双掷开关S2打到2,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U0,则此时电阻箱的示数即为待测电阻R x的阻值,即R X=R0。
等效法虽然也有一块电压表或一块电流表,但在电路中的作用不是为了测量出电压或电流,而是起到标志作用。
三、典型例题1.有一个阻值看不清的电阻器R x,要测出它的电阻值。
(1)小明按图12的电路图连接好电路,检查无误后闭合开关S,观察到电压表的示数为1.6V,电流表的示数如图13所示,则通过电阻器R x的电流为_____A,R x的电阻为____Ω。
(2)图14是小虎做这个实验连接的实物图,请你指出其中的三个错误或不妥之处。
①____________________________________________________________________;②____________________________________________________________________;③____________________________________________________________________。
分析与解:(1)在对电压表、电流表读数时,要先看清接线柱找到对应的量程,弄清分度值,再根据指针的位置进行读数。
图乙中根据接线柱确定是按0~0.6A量程进行读数,对应的分度值为0.02A,因此读数为0.2A+0.02A×6=0.32A。
(2)电路的错误一般都是电流表、电压表和滑动变阻器连接错误。
先看电流表,是串联连接没错,从图乙看量程也没错,但电流是从负接线柱流进,这是不正确的。
再看滑动变阻器,接线方法显然错误,这样接入电路的是它的最大电阻,移动滑片电阻不变。
电压表是并联连接,正负接线柱连接正确,但量程过大,因为电源电压不超过3V,选小量程测量结果要相对准确些。
答案:(1)0.32;5 。
(2)①电流表的正负接线柱接反了;②把滑动变阻器的电阻线两端接入电路,无法改变电阻大小;③电压表的量程选大了。
2.物理课上老师请同学们设计一个测量未知电阻Rx的实验,各组同学都提出了自己的设计方案,下列是两组同学的设计情况。
(1)甲组同学决定采用伏安法,请你在虚线方框内帮他画出实验电路图。
并说明所需测量的物理量:①___________;②___________;(2)乙组同学设计了不同的方案,经讨论后同学们达成共识,设计的电路如图15,以下是他们的实验操作步骤:①按电路图连接好实物电路。
②_______________________________________________________。
③_______________________________________________________。
(3)请你用所测物理量写出两种方案未知电阻Rx的数学表达式:甲组:Rx=___________。
乙组:Rx=___________。
分析与解:本题同时考查了伏安法测电阻和只用一只电流表测电阻两种不同的电阻测量方法。
在伏安法测电阻的电路图中,要用一只电压表和一只电流表分别来测未知电阻的电压和电流,特别是别忘了串联一只滑动变阻器,需要测量的物理量是未知电阻的电流和电压。
只用一只电流表来测电阻,电源电压未知,如果只测出一次电流值,无法求出未知电阻的阻值,我们可以设法测出两次电流值,分流公式解出未知电阻Rx的阻值。
具体做法是:先断开开关,读出电流表的示数为I1;再闭合开关,读出电流表的示数为I2,再根据分流公式求出Rx和电源电压U。
答案:(1)如图16 ①未知电阻两端的电压U;②通过未知电阻和电流I。
(2)②断开开关,读出电流表的示数为I1③闭合开关,读出电流表的示数为I2(3)U/I;I1R0/(I2-I1)。
3.要测一个阻值未知的电阻Rx的阻值.提供的器材:电源(电压不变)、两个开关、一个电流表、一个已知阻值为R0的定值电阻和若干条导线。
请你想办法测出Rx的阻值,要求只需连接一次电路即可,写出你设计的实验方案。
分析与解:本题考查了只用一只电流表测电阻的方法。
只用一只电流表来测电阻,电源电压未知,如果只测出一次电流值,无法求出未知电阻的阻值,我们可以设法测出两次电流值,再利用并联分流公式解出未知电阻Rx的阻值;或电源电压一定,利用局部短路,列出等式。
答案:[1]电路图(见图17):[2]实验步骤:(1)按照电路图连接好电路(2)闭合开关S1,断开S2,记下电流表示数I1(3)闭合开关S2,断开S1,记下电流表示数I2(4)整理实验器材。
[3]待测电阻Rx的表达式:(也可以:)[1]电路图(见图18):[2]实验步骤:(1)按照电路图连接好电路(2)只闭合开关S1,记下电流表示数I1(3)开关S1、S2都闭合,记下电流表示数I2(4)整理实验器材。
[3]待测电阻Rx的表达式:4. 现在要测定标有“3.6V 0.32A”灯泡正常发光时的灯丝电阻,给你的器材如下:开关一只,导线若干,4.5V和6V的电源各一套(电源电压恒定),量程为0.6A、3A的电流表和3V、15V的电压表各一只,“5 2A”和“10 1A”的滑动变阻器各一只。