电阻的测量

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电阻的测量一、欧姆表测量:最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测,为下一步的测量提供一个参考依据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。

二、替代法:可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。

例1.为了要测出一个未知电阻的阻值Rx,现有如下器材:读数不准的电

流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻

器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。

⑴画出实验电路图,并在图上标出你所选用器材的代码。

⑵写出主要的实验操作步骤。

三、伏安法:伏安法的测量依据是欧姆定律

例1.如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图,器

材规格如下:

(1)待测电阻Rx(约100Ω) (2)直流电源(输出电压4V,内阻

可不计)

(3)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω(4)直流电压表(量程

0~3V,内阻5KΩ)

(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A) (6)电键一个,导线若干条根据器材的规格和实验要求,在实物图上连线。并用“↓”标出在闭合

电键前,变阻器的滑动触点应处的正确位置。

例2.用伏安法测量某一电阻Rx的阻值,现有实验器材如下: A.待测电阻Rx(阻值大约为5Ω,额定功率为1W) B.电流表A1(0~0.6A,内阻0.2Ω) C.电流表A2(0~3A,内阻0.05Ω) D.电压表V1(0~3V,内阻3KΩ) E.电压表V2(0~15V,内阻15KΩ) F.滑动变阻器R0(0~50Ω) G.蓄电池(电动势为6V) H.电键、导线 为了较准确测量Rx的阻值,保证器材的安全,电压表应选择 、电流表应选择_____,并画出实验电路图。

例3.有一电阻Rx,其阻值在100~200Ω之间,额定功率为0.25W。要用

伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有:

电流表A1,量程为50mA,RA1=100Ω 电流表A2,量程为1A,

RA2=20Ω

电压表V1,量程为5V,RV1=10kΩ 电压表V2,量程为15V,

RV2=30kΩ

变阻器R1,变阻范围0~20Ω ,2A 变阻器R2,变阻范围0~

1000Ω,1A 9V电源,电键,导线。⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是: 、 、 。

⑵画出所用实验电路图。

例4.一电阻额定功率为0.01 W,阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40

kΩ.现有下列仪表元件,试设计适当的电路,选择合适的元件,较精确地测定其阻值.

A.电流表,量程0~300 μA,内阻150 Ω B.电流表,量程0~1000

μA,内阻45 Ω

C.电压表,量程0~3 V内阻6 kΩ D.电压表,量程0~15 V内阻30 kΩ

E.电压表,量程0~50 V内阻100 kΩ

F.干电池两节,每节电动势为1.5 V G.直流稳压电源,输出电压6

V,额定电流3 A

H.直流电源,输出电压24 V,额定电流0.5 A I.直流电源,输出电

压100 V,额定电流0.1 A;

J.滑动变阻器,0~50 Ω,3 W K.滑动变阻器,0~2 kΩ,1 W

L.电键一只,连接导线足量.

例5.在"测定金属的电阻率"的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时

的刻度位置如图,用米尺测量金属丝的长度

l=0. 810 m.金属丝电阻大约为4Ω,用伏安法测出金属丝的电阻,

然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.(1)从图中读出金属丝的直径为 mm.

(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供

选择的实验器材:

A.直流电源:电动势约4.5 V,内阻很小;

B.电流表A1:量程0~0.6 A,内阻0. 125Ω; C.电流表A2:量程

0~3. 0 A,内阻0. 025Ω;

D.电压表V:量程0~3 V,内阻3 kΩ;

E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω; F.滑动变阻器R2:最大阻值

50Ω; G.开关、导线等.在可供选择的器材中,应该选用的电流表是 ,应该选用的滑动变阻器是 。

(3)根据所选的器材,在如图所示的方框中画出实验电路图.

(4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4. 1Ω,则这种金属材料的电阻

率为 Ω·m.(保留二位有效数字)

四、伏安法拓展:实验器材不具备(缺电流表或电压表),或因实验条件限制,或因实验精度不允许而不能用“伏安

法”。这时我们就得依据问题的具体条件,选择用“伏安法”的替代形式

1.利用已知内阻的电压表:利用“伏伏”法测定值电阻的阻值

例1.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω): 电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω; 电压表V2,量程为5V,内

阻r2=2500Ω;

滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω; 单刀单掷开关K,导线若干。

测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一

种实验电路原理图。

2.利用已知内阻的电流表:利用“安安”法测定值电阻的阻值

例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材规格如下:待测电阻

R1(阻值约为100Ω)

电流表A1(量程250mA,内阻r1为5Ω); 标准电流表A2(量程300mA,

内阻r2约为5Ω);

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。

⑴要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号.

⑵需要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R1的计算公

式是R1=________。

例3.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。⑴在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。

器材(代号)规 格

电流表(A1)量程10mA,内阻r1待测(约

40Ω)

电流表(A2)量程500μA,内阻r2=750Ω

电压表(V)量程10V,内阻r3=10Ω

电阻(R1)阻值约100Ω,作保护电阻用

滑动变阻器(R)总阻值约50Ω

电池(E)电动势1.5V,内阻很小

导线若干,电键K

⑵若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为

r1=____________,式中各符号的意义是____________。

五、电表内阻的测量方法VA1.互测法:

VA⑴电流表、电压表各一只,可以测量它们的内阻: V1V2A2A1⑵两只同种电表,若知道一只的内阻,就可以测另一只的内阻: RA1A2V2V1R⑶两只同种电表内阻都未知,则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻: 2.半值法(半偏法)。测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法,电路图如图。

(1)甲图实验时先断开开关S’,闭合S,调整滑动变阻器R01(限流法连接),使电流表A满度(即指针指满刻度处);再闭合S’,调整电阻箱R1,使电流表A的指针恰好指到半满度处,读出此时电阻箱的阻值R,则电流表A的电阻rA=R。(测量结果偏小)(2)乙图实验时先闭合开关S’及S,调整滑动变阻器R02(分压法连接),使电压表V满度;断开S’,使电压表半偏,则RV=R1