伏安法及多用电表测电阻.doc

实验：电阻的测量 一、实验方法：1.伏安法测电阻 2.多用表测电阻 伏安法测电阻 伏安法测电阻的原理： 电流表内接法： ①使用条件：时 ②结论：电流为真实值，电压偏大；据,测量值大于真实值 电流表外接法： ①使用条件：时 ②结论：电压为真实值，电流偏大；据，测量值小于真实值 伏安法测电阻的电路设计 基本原则：减小测量的误差，要多次进行测量，选择好外接和内接。 典型的电路： 3.滑动变阻器的使用 滑动变阻器的两种连接方式： 串联限流电路 并联分压电路——分压器 两种接法均可起到调压、限流的作用，但调节范围不同，功率损耗也不同。 两种电路比较： 分压接法的优势是：电压变化范围大 限流接法的优势是：电路连接简便，附加功率损耗较小 选择原则： ①当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法； ②当负载电阻较小，变阻器最大阻值R较大，是的几倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法； ③当负载电阻较大，是R的几倍时，变阻器的最大阻值R较小，限流接法对电流、电压的调控作用不明显，一般选分压接法； ④当要求电压从0开始变化，一定用分压接法。 限流电路 分压电路 电压范围 ——U 0——U 电流范围 —— 0—— 经验总结： ①关于电流表内外接：大内大，小外小、 ②关于分压和限流：考试多数考分压：实验要求电压从0开始取的。 ③关于滑动变阻器的选择：分压时选小的，限流时选大的。 ④关于滑动变阻器在闭合开关前P的位置：分压打到最小，限流打到最大值。 例1. 用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为 Ω，真实值是 Ω，R2的测量值为 Ω，真实值是 Ω。 例2.在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20千欧,电流表的内阻约为10欧,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上(如右图所示).?(1 )根据各点表示的数据描出I-U图线,由此求得该电阻的阻值Rx= Ω(保留两位有效数字). (2)画出此实验的电路原理图. 例3.利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P，将P分别与a，b 两点接触一下，如果安培表示数变化，则P 应接在 处，如果伏特表示数显著变化，则P 应接在 处。 三、多用表测电阻 实验原理： 多用电表的构造 ①表盘 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．其上半部为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度如图所示；下半部为选择开关．它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试表笔的插孔． 由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度． ②内部结构：多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用． 将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通． 测电阻原理 欧姆表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示．R为调零电阻，红黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏．根据闭合电路欧姆定律有Ig＝，当红黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I＝，故每一个未知电阻都对应一个电流值I 我们在刻度盘上直接算出I对应的Rx的值，所测电阻Rx即可从表盘上直接读出．由于 I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处．当Rx＝Rg＋R＋r时，I＝，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻1．测电阻时，刻度线不均匀造成读数误差． 2．电池旧了电动势下降，会使电阻测量值偏大． 3．测电阻读数时，忘记乘以相应倍率． 4．欧姆表挡位选择不当，导致表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常视表盘中间一段刻度范围(R中～4R中)为测量的有效范围． 思路 特别提醒：解决黑箱类问题一般先假设后验证。 例4.图为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，