伏安法测电阻的器材选择和电路
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一、伏安法测电阻1、伏安法测电阻:测电阻的两种电路:电流表的外接法与内接法2、系统误差分析误差原因:因为电压表、电流表分别有分压分流的作用,它们本身的内阻会给电路造成影响从而带来误差。
电流表接入电路会分压,电压表接入会分流。
①电流表外接法1)R 测= 2)误差原因3)测量值比真实值偏 4)使用外接法的条件:②电流表内接法1)R 测= 2)误差原因3)测量值比真实值偏 4)使用内接法的条件:总结:3、电流表内外接法的判别例1:点触法①如图测电阻R,当电压表的表头P从A点,接到B点时电压表读数变化明显,应用____接法②电流表读数变化明显,应用_____接法例2:如果电流表的内阻为R A=0.03Ω,R V=2.OKΩ,要测量的电阻R大约为1.5KΩ,采用哪种接法误差更小?如果要测量的电阻R大约是2Ω,采用哪种接法更简单?并画出这两种接法.练习1:有一个未知电阻R,用下图中(A)和(B)两种电路分别对它进行测量,用A图测量时两表读数为分别为6V,6mA,用图B测量是,两表读数分别为5.9V,10mA,则用图测量电阻的误差较小,测量值,测量值比真实值偏 ,(电流表内阻很小约0.1Ω,电压表内阻很大约3000Ω)练3:先要测定一个额定电压约4V,额定电流约0.5A的小灯泡正常发光时的电阻,电压表应该选择,电流表应选择电路连接时电流表应采用接法。
A、电压表量程是4.5V,内阻约4000ΩB、电压表量程是10V,内阻约8000ΩC、电流表量程3A,内阻约0.4ΩD、电流表量程0.6A,内阻约2Ω二、滑动变阻器的两种接法比较和选择知识要点一、滑动变阻器的两种连接方式如图所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载R L的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a)电路称为限流接法,图(b)电路称为分压接法.二、两种电路的比较负载R L上电压调节范围(忽略电源内阻)负载R L上电流调节范围(忽略电源内阻)相同条件下电路消耗的总功率限流接法RRRLL+E≤U L≤ERREL+≤I L≤LREEI L分压接法0≤U L≤E0≤I L≤LREE(I L+I ap)比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活择取.(1)下列三种情况必须选用分压式接法①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时,必须采用分压接法.②当用电器的电阻R L远大于滑动变阻器的最大值R0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,R甲乙必须采用分压接法.③若采用限流接法,即使滑动变阻器的阻值调到最大是待测电阻上的电流(或电压)仍大于电流表(或电压表)的量程,必须采用分压接法.【例1】如图所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:A.待测电阻Rx(约100Ω)B.直流毫安表(量程0-10mA,内阻50Ω)C.直流电压表(量程0-3V,内阻5KΩ)D.直流电源(输出电压4V,内阻不计)F.滑动变阻器(阻值范围0-15Ω,允许最大电流1A)根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。
一、伏安法测电阻1.原理:根据欧姆定律R=UI,只要测量出待测电阻R x两端的电压U及流过的电流I即可.2.测量器材:电流表、电压表34、两种电路的选择①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大,小外偏小”.②临界值计算法:当R x<R V R A时,用电流表外接法.当R x>R V R A时,用电流表内接法.③实验试探法:按如图所示接好电路,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.二、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法2.两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小).因为Rx小,限流式中滑动变阻器分得电压大,移动滑动触头调节范围大.(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大).因为Rx大,分压式中Rx几乎不影响电压的分配,移动滑动触头电压变化明显,便于调节3.两种接法的选择原则(1)在两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、耗能低.(2)若采用限流式不能控制电流满足实验要求,即不论怎样调节滑动变阻器,待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必须选用分压式接法.(3)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,不利于多次测量求平均值,此时,应改用分压式接法.(4)若实验中要求电压从零开始连续可调,则必须采用分压式接法.4、典型题一、伏安法测电阻1、如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材,器材及其规格列表如下:待测电阻Rx阻值在900 Ω~1 000 Ω之间电源E 具有一定内阻,电动势约9.0 V电压表V1 量程2.0 V,内阻r1=1 000 Ω电压表V2 量程5.0 V,内阻r2=2 500 Ω电流表A 量程3.0 A,内阻r=0.10 Ω滑动变阻器R 最大阻值约100 Ω,额定电流0.5 A开关S、导线若干(1)为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量选用哪些电表?(2)画出余下的电路连线1.【答案】测量Rx阻值的电路如图解析由于待测电阻约为1 000 Ω,滑动变阻器阻值为100 Ω,且要使电表读数有较明显的变化,因此滑动变阻器应采用分压接法,由于加在待测电阻的最大电流约为10 mA,显然3 A的电流表不能用,因此将V1当作电流表使用.由于V1表的电压能够测量,故采用V1表内接法.时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化.请用实线代表导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量Rx阻值的电路.2、某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻Rx,现备有下列器材:A.电流表(量程100 μA,内阻约2 kΩ)B.电流表(量程500 μA,内阻约300 Ω)C.电压表(量程15 V,内阻约100 kΩ)D.电压表(量程50 V,内阻约500 kΩ)E.直流电源(20 V,允许最大电流1 A)F.滑动变阻器(最大值1 kΩ,额定功率1 W)G.电键和导线若干电流表应选____________,电压表应选____________.(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:①____________________________________________;②_____________________________________________.2.【答案】B C①电流表应采用内接法.②滑动变阻器应采用分压式接法.(a PQ(b 解析 最大电流I m =E R x =2025×103 A =800 μA ,故电流表应选B.电源电动势20 V ,电压表D 的量程为50 V ,测量误差过大,故应选C.①R 0=R A R V =0.3×500 kΩ=150 kΩ<R x ,故电流表应采用内接法.②由于滑动变阻器最大阻值比被测电阻小很多,为了便于调节和为了保证电表的安全,滑动变阻器应采用分压式接法.3.太阳能是一种清洁、绿色能源。
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。
物理实验之伏安法测电阻伏安法是一种常用的电阻测量方法,通常用于测量小电阻值和高精度的电阻,原理是通过给定电压和测量电流,在欧姆定律的基础上计算电阻。
本文将介绍使用伏安法测量电阻的步骤和注意事项。
实验步骤:1.准备实验器材(1)电源:在伏安法测量电阻时,需要准确的电压值,通常使用直流稳压电源。
(2)电阻器:需要测量的电阻是未知的,可以通过串接已知电阻实现电阻值的测量,此时需要使用标准电阻。
(3)万用表:根据实验需求,可以选择不同量程和精度的万用表,用于测量电压和电流。
(4)导线和插头:连接电路中各个器件的导线,需要选择质量好的导线和插头,以保证实验数据的准确性。
2.组装电路(1)将电源连接到电阻器两端,注意接线的正确性,应使电压正极连接到电阻器正端,负极连接到电阻器负端。
(2)调节电源输出电压,一般选取2V,5V等常用电压值。
(3)连接万用表,用于测量电压和电流。
万用表的电源需要连接到电压采集端,在使用时需要注意选取正确的测量量程。
(4)通过万用表,将电流表和电阻器串联在一起,使得电流能够通过电阻器并能正确定向电流表,注意连线的正确性。
3.测量数据在进行伏安法测电阻时,测量电路的电流和电阻值是重要的参数,需要通过计算得到。
方法如下:(1)测量电压:在电路中两端接上万用表,调节万用表量程,记录电路两端的电压值。
(2)测量电流:根据万用表的测量原理,将电流表连接到电路中,读取电路中的电流值。
(3)计算电阻值:电阻器中的电阻值可以通过串联标准电阻的方式实现,根据串联电路的电阻原理,将待测电阻串联到标准电阻和电源中,并测量电路中的电流和电压,通过欧姆定律计算出待测电阻的阻值。
实验注意事项:1.实验中需要注意选择合适的电源电压和电流表量程,确保电流和电压值在量程范围内。
2.接线时需要注意接线正确性,并注意连接稳定可靠,以保证实验数据准确可靠。
3.在测量电流时,应先将电路电流调小,再逐渐增加电流,以避免因突然大电流损坏电路、仪器或消耗的电能过多。
《伏安法测电阻》中电流表、电压表、滑动变阻器的选择伏安法测电阻是高中物理一个重要的知识点,高考中考到的概率很大。
该实验原理虽然简单,但误差分析及电路选择相当麻烦,困扰过很多师生。
笔者参阅了十余本教辅资料并上网查询,发现编撰者对解题思路大都语焉不详,甚至对同一题目给出不同答案。
本文试图进行详尽的分析,以得出解决此类问题的常规思路。
请同行斧正。
针对本实验的较为复杂的题目是:给出两个规格不同的电流表、电压表、滑动变阻器及一个稳压电源,要求准确、安全、方便地测出未知电阻的阻值(大约阻值R X给出)。
如下题:例1:测一个阻值约为25kΩ的电阻,备有下列器材:A.电流表A1(量程I1=600μA,内阻R1=2KΩ)B.电流表A2(量程I2=1000μA,内阻R2=300Ω)C.电压表V1(量程U1=10V,内阻R3=100KΩ)D.电压表V2(量程U2=50V,内阻R4=500KΩ)E.直流稳压电源(电动势E=15V,允许最大电流I m= 1A)F.滑动变阻器R5(最大电阻1KΩ)G.滑动变阻器R6(最大电阻10Ω)H.开关一只,导线若干。
(1)电流表应选,电压表应选。
(2)画出测量R X的电路图。
说明解题思路之前,假设我们已经掌握下列预备知识:一、用电流表内接法,相对系统误差δ1=R A÷R X(1)用电流表外接法,相对系统误差δ2= R X÷(R X+R V)≈Rx÷Rv(2)二、电表指针偏转角越大,即实际电流越接近满偏电流,读数的相对误差δ3越小。
(推导见注1。
)三、多取得几组数据求平均值,可以减少偶然误差。
减少以上误差的总原则叫做准确性原则,可分解为(1)系统误差小原则;(2)读数误差小原则;(3)偶然误差小原则。
四、通过电流表的电流和加在电压表上的电压都不能超过电表量程。
这叫做安全性原则。
五、滑动变阻器阻值小于Rx或与Rx差不多时,应采用分压电路,则调压范围大;滑动变阻器阻值越小,触头滑动时待测电路分得的电压变化越缓慢,便于调节。
电学实验中实验器材的选取和测电阻实验设计(含答案)一、电学实验器材的选取1、为了测阻值约为5 Q的电阻,取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:A. 电压表0〜3 V,内阻10 k QB. 电压表0〜15 V,内阻50 k QC. 电流表0〜0.6 A,内阻0.05 QD. 电流表0〜3 A,内阻0.01 QE. 滑动变阻器,0〜10 QF. 滑动变阻器,0〜100 Q要求较准确地测出其阻值,电压表应选________ ,电流表应选__________ ,滑动变阻器应选 _______ .(填序号)并画出电路图。
答案:A C E2、某同学想用伏安法更精确地测量阻值约为120欧姆的电阻R现有的器材及其代号和规格如下: 待测圆柱体电阻R电流表A1(量程0〜4 mA,内阻约50 Q )电流表A2(量程0〜30 mA,内阻约30 Q )电压表V1(量程0〜3 V,内阻约10 k Q )电压表V2(量程0〜15 V,内阻约25 k Q)直流电源E(电动势4 V,内阻不计)滑动变阻器R(阻值范围0〜15 Q ,允许通过的最大电流 2.0 A)滑动变阻器艮(阻值范围0〜2 k Q ,允许通过的最大电流0.5 A)开关S、导线若干要求较准确地测出其阻值,电压表应选________ ,电流表应选__________ ,滑动变阻器应选_______ .(填序号)并画出电路图答案:V1 A2 R13、某同学用伏安法测定待测电阻R x的阻值(约为10 k Q ),除了忠开关S、导线外,还有下列器材供选用:A. 电压表(量程0〜1 V,内阻约10 k Q )B. 电压表(量程0〜10 V,内阻约100 k Q )C. 电流表(量程0〜1 mA,内阻约30 Q )D. 电流表(量程0〜0.6 A,内阻约0.05 Q )E. 电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计)F. 电源(电动势12 V,额定电流2 A,内阻不计)G. 滑动变阻器R)(阻值范围0〜10 Q,额定电流2 A)(1)__________________________________ 为使测量尽量准确,电压表选用 ______________ ,电流表选用______________________________________ ,电源选用 ___________ (均填器材的字母代号)(2)在虚线框内画出测量R阻值的实验电路图.(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会________ 其真实值(填“大于” “小于”或“等于” ),原因是_________________________________答案(1)B C F (2)见解析图(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)解析(1)若电源选用E,则通过R的最大电流为0.15 mA电流表选用C还达不到半偏,故电源应选用F.电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且接近电源电压,故电压表选用 B.由此可知电路中的电流约为 1 mA,故电流表选用 C.(2)因为待测电阻阻值较大,所以电流表应采用内接法.因为滑动变阻器的阻值很小,若采用限流接法接入电路起不到多大的限流作用, 所以滑动变阻器应采用分压接法, 实验电路图如图所示.「,所以R 测〉R 实.4、为测量某微安表 G (量程200卩A,内阻大约2 200 Q )的内阻,有以下器材可供选择: A. 电压表(0〜3 V ); B. 电压表(0〜15 V ); C. 滑动变阻器(0〜10 Q ); D. 滑动变阻器(0〜1 k Q ); E. 电源日电动势约为6 V )F. 电阻箱F Z (最大阻值为9 999 Q ) 开关S 一个,导线若干.为使测量微安表的内阻,(1)滑动变阻器应该选(均填器材的字母代号)(2)在虚线框内画出测量微安表的电路图,并连接实物图。