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文檔簡介

1、電阻的測量電阻的測量用多用電表的歐姆擋測電阻大小:用電流表、電壓表測電阻大小等效替代法半偏法常規法非常規法(1)選檔(2)歐姆調零(3)測量(4)儀器整理一伏安法(主要儀器:電流表、電壓表)說明:實驗室中常用的一種測電阻的方法,但由于電流表與電壓表內阻對電路的影響,以上兩種電路都存在系統誤差;高考考查往往集中的測量電路的選擇、電壓量程的選擇、測量值與真實值的大小關系等三個方面;可以由伏安測電阻延伸出許多非常規的做法,例如把電流表當成電壓表使用、使電壓表當做電流表使用等等,也值得我們注意。注意:電路的選擇原則1.電流表內接法與電流表外接法的比較電流表原理圖測量值與真實值的關系測量結果誤差分析適用

2、情況內接法AVRx外接法AVRx當RV/Rx>Rx/RA時,應采用外接電路。當RV/Rx<Rx/RA時,應采用內接電路2控制電路與滑動變阻器的選擇:分壓電路限流電路電路圖E rSRU測量電路RxE rSRU測量電路Rx電壓變化范圍0U功率P=UI總= U(I+I)P=UI 滑動變阻器的選擇一般選用滑動變阻器的全電阻小于用電器的電阻,在0.10.5倍之間為好。即阻值小些,以獲得較大的電流輸出。一般選用滑動變阻器的全電阻和用電器的電阻相差不多或大幾倍,在25倍為好,這樣既便于調節,用電器兩端電壓變化范圍又比較大。若過小,則不能有效地控制電流,過大則控制電流不平穩,會造成電流值跳躍太大。

3、用電器兩端電壓要求變化范圍較大,或從零開始連讀可調,應選分壓電路。如果采用限流電路時,電路中最小電流等于或大于用電器的額定電流,應選分壓電路。如果滑動變阻器的全阻值比用電器的阻值小得多,為了能使用電器兩端電壓有較大變化,應選分壓電路。如果滑動變阻器的全阻值比用電器的阻值相差不多,兩種電路都可以對用電器的電壓(電流)進行有效方便的控制,可以任選其中一種電路。此時假如從節省電能和電路簡單考慮,應選限流電路。【熱點強化】一、用電流表、電壓表測電阻的大小(常規法)所謂常規接法,指用電壓表測電壓,電流表測電流,由部分電路的歐姆定律求導體的電阻。要掌握以下幾點:電流表內接法和外接法的選擇;滑動變阻器改變電

4、路中電流或電壓時串聯限流和并聯分壓兩種接法的選擇;電表量程的選擇等。1 如圖所示為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需器材的實物圖,器材規格如下(1)待測電阻Rx(約100 );(2)直流毫安表(量程0 50 mA,內阻約50 );(3)直流電壓表(量程0 3 V,內阻約5 k);(4)直流電源(輸出電壓6 V,內阻不計);(5)滑動變阻器(阻值范圍0 15 ,允許最大電流1 A);(6)開關1個,導線若干條。V根據器材的規格和實驗要求,在左框中畫出實驗電路圖,在右邊的實物圖上連線。解析:電路及實物連線圖如圖所示。mAVRxSE 由于滑動變阻器的阻值相對被測電阻的阻值較小,為調節方便,所以滑

5、動變阻器應采用分壓式接法。又由于待測電阻與電流表內阻相差的倍數較小,電壓表內阻與待測電阻相差的倍數較大,故應采用電流表外接法。2.用以下器材用伏安法盡可能精確地測量某電阻(阻值約200歐):A. 電流表: 量程為0.6A,內阻約為0.1B. 電壓表: 量程為3V,內阻約為3kC. 滑動變阻器:最大阻值為20,額定電流1AD. 低壓直流電源:電壓6V,內阻忽略F. 電鍵K,導線若干在方框中畫出實驗電路圖.答案如圖:3圖1為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感)的IU關系曲線圖。(1)為了通過測量得到圖1所示IU關系 的完整曲線,在圖2和圖3兩個電路中 應選擇的是圖 ;簡要說明理

6、 由: 。(電源電動勢為9V,內阻不計,滑線變阻器的阻值為0100)。答案:(1)圖2 (1分) 電壓可以從0V調到所需電壓,調節范圍大(1分)4. 某電阻約為25k,要測量它的阻值現有電動勢為15V的直流電源,最大阻值為50的滑動變阻器,另外可供選擇的電表有: A電流表(量程,內阻約2k) B電流表(量程,內阻約300) C電壓表(量程10V,內阻約l00k) D電壓表(量程50V,內阻約500k) 應選擇的電表為(只需填電表前面的字母即可):電流表_;電壓表_在方框中畫出最合適的測量電路圖解答: (2) B C 有錯不給分)5現僅有以下器材: 電流表A1:量程0.2A 電流表A2:量程0.

7、02A 電壓表V1:量程3.0V 電壓表V2:量程100.0V 滑動變阻器R:010 電阻箱R0:09999.9,0.1A 蓄電池組E:電動勢E=6V,內阻r約0.1 電鍵S及導線若干 為較準確測定一電阻值Rx約1.2的電阻絲的阻值,已有甲、乙兩位同學分別設計了甲、乙兩個電路圖(如圖)來測量Rx但甲、乙兩電路設計均有不合理之處,請指出存在的問題(各圖分別指出兩處即得滿分) 甲圖不合理之處: , 乙圖不合理之處: , 請設計一個實驗用的較合理的電路圖,畫在規定方框內,并寫出Rx的計算公式(說明公式中各物理的意義)Rx ;各量的意義是: 答案:對于甲圖不合理之處:a. 不能多次測量;b. 超過電流

8、表量程,不安全;c. 電壓表量程太大,讀數誤差較大對于乙圖不合理之處:a. 電流表量程太小b. 電壓表量程太大c. 電壓調節范圍太小較為合理的電路圖如圖所示,其中是電壓表V1示數,IA是電流表A1示數,R0是電阻箱示數.AVRR0baS1S2E6現要測量一未知電阻R的阻值,實驗室可供選擇的器材有:A電流表A1:量程010mA B電流表A2:量程00.6AC電壓表V1:量程03V(內阻幾千歐)D電壓表V2:量程015V(內阻幾千歐)E恒壓電源:輸出電壓4.5V F開關、滑動變阻器及導線若干某同學選擇了其中一些器材組成圖示電路進行實驗探究,其實驗現象如下:閉合開關S1后把開關S2撥到a時,發現兩只

9、電表指針都指到滿偏值的4/5處;閉合開關S1后把開關S2撥到b時,發現其中一只電表的指針幾乎不變,而另一只電表的指針偏轉到滿偏值的3/4處。根據上述實驗現象回答:(1)該同學所選的電壓表是 、電流表是 (填寫器材前的字母符號);(2)待測電阻的阻值是 ;(3)該同學還意外地發現,這種方法還可以估算出其選用電壓表的內電阻,請你算出該電壓表的內電阻RV。回答RV= 解析: (1)C,A (2)320 (3)4800二、用電流表、電壓表測電阻的大小(非常規法)指電表在使用過程中不按常規的接法。表頭有一滿電流Ig和電阻Rg,通過改裝后成為電流表和電壓表。因此電流表可以測電流,也可以測電壓;反之電壓表也

10、可測電流。7(1)要精確測量一個阻值為5的電阻Rx,實驗室提供下列器材:電流表A1:量程100mA,內阻r1約為4電流表A2:量程500A,內阻r2=750電壓表V:量程10V,內阻r3約為10k變阻器R0:阻值約為10電池E:電動勢=1.5V,內阻很小。電鍵K,導線若干。選出適當器材并在虛線圖方框中畫出電路圖,標明所用器材的代號。需要測量的物理量是 ;根據所測物理量,求出電阻值的表達式Rx= 。 答案:見右圖 (4分)通過兩電流表A1、A2的電流I1和I2 (4分)(4分)8. 實驗室內有一電壓表mV ,量程為150mV,要比較精確地測量其內阻(約為150)。實驗室提供如下器材:干電池E(電

11、動勢為1.5V), 滑動變阻器R(050),電流表A (有1.5mA,15mA與150mA三個量程)及開關S。(1)畫出測量電壓表內阻的電路圖,(2)電流表A 應選用的量程應該選多大?ESAmVR分析與解 電壓表兩端的電壓可自己讀出,只要串聯電流表,讀出流過和電流,根據歐姆定律可求得電壓表的內阻。由于用圖示的電路測量電壓表的內阻。由于滑動變阻器的最大阻值很小于電壓表的內阻,為了提高測量的精確度(電壓表兩端的電壓變化較大),滑動變阻器需分壓接法。電路圖如圖所示。再估計流過電壓表的電流,當電壓表滿偏時,電流約1mA,因此電流表的量程選1.5mA。電路中若合上S,調節滑線變阻器后測得電壓表的讀數為1

12、50mV,電流表A 的讀數為1.05mA,則電壓表的內阻RV為143。9用以下器材測量電壓表V1的內阻R1(量程為1.5V,內阻14001600): 電源E,電動勢約為3V,內阻可忽略;電壓表V2,量程為3V;電阻R0,阻值R0=1200;滑動變阻器R,最大阻值約為20;單刀單擲開關K,導線若干。 (1)請在圖(a)的方框中畫出實驗電路原理圖(原理圖中的元件必須要用題中相應的字母標注) (2)請根據電路圖,在圖(b)的實物圖上連線。 (3)若電壓表V1的讀數用U1表示,電壓表V2的讀數用U2表示,則由已知量和測得量表示R1的表達式為R1= 。 圖(a)2(1)(4分) (2)(4分)(3)(3

13、分)10 、題目:為了測量量程為3V的電壓表V1的內阻(內阻約2000),實驗室可以提供的器材有:電流表A1,量程0.6A,內阻約0.1電流表A2,量程3.0A,內阻約0.01電壓表V2,量程5V,內阻約3500變阻箱R1,阻值范圍為09999.9變阻箱R2,阻值范圍為099.9滑動變阻器R3,最大阻值范圍為100,額定電流1.5A電源E,電動勢6V,內阻約0.5單刀單擲開關K,導線若干。(1)請從以上器材中選擇必要的器材,設計一個測量電壓表V的內阻的實驗電路,在虛線方框內畫出電路原理圖(電路原理圖中的元件要用題中相應的英文字母標注),要求測量盡量準確。(2)寫出實驗所要測量的物理量: _(3

14、)寫出計算電壓表V內阻RV的計算公式:RV _.。答案:(1)電路原理圖如下圖所示。(2)待測電壓表讀數U,電壓表V1讀數U1,電阻箱R1讀數R1。(3)11某同學為了測電流表A1的內阻精確值,有如下器材:電流表A1(量程300 mA,內阻約為5);電流表A2(量程600 mA,內阻約為1) ; 電壓表V(量程15 V,內阻約為3 k) ;定值電阻R0 (5) ;滑動變阻器R1(010,額定電流為1 A);滑動變阻器R2(0250,額定電流為0. 3 A) ;電源E(電動勢3 V,內阻較小)導線、開關若干(1)要求電流表 A1的示數從零開始變化,且多測幾組數據,盡可能的減少誤差在如圖所示線框內

15、畫出測量用的電路圖,并在圖中標出所用儀器的代號(2)若選測量數據中的一組來計算電流表A1的內阻r1,則所用電流表A1的內阻r1表達式為r1 = ;式中各符號的意義是 。答案:(1)電路如圖所示 (2 ) I1、I2分別為電流表示數,R0是定值電阻大小12.從下表中選出適當的實驗器材,設計一電路來測量電流表A1的內阻r1。要求方法簡捷,有盡可能高的測量精度,并能測得多組數據。器材代號規格電流表(A1)量程100mA,內阻r1待測(約40)電流表(A2)量程500uA,內阻r2750電壓表(V)量程10V,內阻r3=10k電阻(R1)阻值約100,作保護電阻用滑動變阻器(R2)總阻值約50電池(E

16、)電動勢1.5V,內阻很小開關(K)導線若干(1)畫出電路圖,標明利用器材的代號。(2)若選測量數據中的一組來計算r1,則所用的表達式r1_,式中各符號的意義是_。解析:分析題意知道需測量電流表A1的內阻,按常規思想應用伏安法,將電壓表并聯在待測電流表兩端,但經分析即使該電流表滿偏時兩端電壓僅為0.4V,遠小于10V量程。這恰恰就是本題設計考核學生應變能力的“陷阱” 根據所列儀器的特點,電流表A2內阻已知,由此可采用兩電流表并聯,因為兩電流表兩端電壓相等即可省去電壓的測量,從而減小實驗誤差,由I2r2I1r1得r1= 此題也可理解為“將已知內阻的電流表A2當成電壓表使用”。這實際也是伏安法的一

17、種推廣形式。13.現將測量某一電流表的內阻r1 。給定器材有:A.待測電流表(量程300A,內阻r1約為100)B.電壓表(量程3V,內阻r2 1k)C.電源E(電動勢4V,內阻忽略不計)D.定值電阻R110E.滑動變阻器R2(阻值范圍020,允許通過的最大電流 0.5A)F.電鍵S一個,導線若干要求測量時兩塊電表指針的偏轉均超過量程的一半。在方框中畫出測量電路原理圖電路接通后,測得電壓表讀數為U, 電流表讀數為I,用已知和測得的物理量表示電流表內阻r1 VAR1R2ES答案:(2)(5分)總之,用伏安法測電阻的基本原理是測定電阻兩端的電壓和流過電阻的電流。在缺少器材(電流表或電壓表)的情況下,我們可用間接的方

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