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電學(xué)實驗復(fù)習(xí)電阻的測量用電壓表測電壓用電流表測電流外接法?內(nèi)接法?為減小誤差,多測幾組數(shù)據(jù),求平均值滑動變阻器限流式?分壓式?AVAV1.原理URI一伏安法測電阻“同一性”2.電路限流器電路,安培表內(nèi)接法RXAV··限流器電路,安培表外接法RXAV分壓器電路,安培表內(nèi)接法分壓器電路,安培表外接法RXAVRXVA1.什么是測量值和真實值?2.測量值比真實值偏大還是偏小?4.誤差產(chǎn)生的原因如何?5.如何減少誤差?3.測量值本質(zhì)上測得是什么量?根據(jù)測量值如何求真實值?6.什么情況下用外(內(nèi))接法?伏安法測電阻之內(nèi)接外接3.測量電路的選擇內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法

由于電流表分壓引起的。誤差產(chǎn)生的原因:若>>時,采用內(nèi)接法,測大電阻

由于電壓表分流引起的。誤差產(chǎn)生的原因:內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法若>>時,采用外接法,測小電阻大內(nèi)大,小外?、俦戎捣╞.選擇方法:內(nèi)接法與外接法的選擇a.條件:已給出R的估計阻值內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法結(jié)論:與哪個比值大Rx就與對應(yīng)表“近接”RARxRVRx若>>時,采用電流表內(nèi)接法。若>>時,采用電流表外接法。大大②試觸法b.選擇方法:將電壓表分別接a、b兩點結(jié)論:兩次接觸,那個表示數(shù)變化明顯,Rx就與那個表“近接”a.條件:未給出RX的估計阻值RXVA··Pab如果電流表示數(shù)有顯著變化,說明電壓表的分流作用較強(qiáng),不滿足RX<<RV,不適應(yīng)用電流表的外接法.應(yīng)用電流表的內(nèi)接法.安培表和伏特表示數(shù)變化顯著(明顯)的標(biāo)志是它們的示數(shù)的變化量(絕對誤差)占原來值的百分比大.(相對誤差)從另一個角度來看,電壓表的示數(shù)沒有顯著變化,說明電流表的分壓作用很弱,滿足RX>>RA,應(yīng)選用內(nèi)接法.P應(yīng)接在b處。例1.一個未知電阻Rx無法估計其電阻值,某同學(xué)用伏安法測電阻的兩種電路各測量一次,如圖所示,按甲圖測得數(shù)據(jù)是3.0V、3.0mA,按乙圖測得數(shù)據(jù)是2.9V、4.0mA,由此可知按___圖所示的電路測量的誤差較小,Rx的真實值更接近于____Ω。甲1000思考1:Rx的真實值大于還是小于1000Ω?小于思考2:若已知電流表內(nèi)阻為0.1Ω,那么Rx的真實值是多大?999.9Ω甲RXVA··RXAV··乙1.在限流器電路和分壓器電路中待測電阻的電壓的變化范圍如何?2.在限流器電路和分壓器電路中,滑動變阻器的阻值與待測電阻相比大一些調(diào)節(jié)方便還是小一些調(diào)節(jié)方便?4.什么情況下滑動變阻器采用限流器電路?什么情況下采用分壓器電路?3.在限流器電路和分壓器電路中,在合上開關(guān)以前,滑動變阻器的觸頭應(yīng)處于什么位置?伏安法測電阻之限流分壓RX分壓器電路RX限流器電路負(fù)載RX的電壓調(diào)節(jié)范圍可見滑動變阻器的總阻值R越大,電阻RX兩端電壓的變化范圍越大。變阻器總阻值R是Rx

的2--5倍時,限流接法對電流、電壓控制作用顯著,這樣既便于調(diào)節(jié),用電器兩端電壓變化范圍又比較大.(1)限流電路在合上開關(guān)以前,一定要使滑動變阻器所使用的阻值最大.RXPabERr=0如果題目沒有要求待測電阻兩端的電壓從零開始連續(xù)可調(diào),也沒有要求多測幾組數(shù)據(jù),而且滑動變阻器的阻值比待測電阻的阻值大,并且在滑動變阻器連成限流電路時能保證電表和待測電阻正常工作,這時應(yīng)從節(jié)省電能()和電路簡單考慮,選用限流電路。(2)分壓電路RXPabERr=0負(fù)載RX的電壓調(diào)節(jié)范圍0---E在合上開關(guān)以前,一定要使滑動變阻器滑動頭的初始位置置于a端.以使負(fù)載上的電壓和電流最?。ň鶠榱悖┗瑒幼冏杵鞯目傋柚礡越小,越便于調(diào)節(jié)用電器兩端電壓.一般選用滑動變阻器的全電阻小于用電器的電阻,在0.1—0.5倍之間為好。要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,需要多測幾組數(shù)據(jù);要求待測電阻兩端電壓變化范圍較大;或要求從零開始連讀可調(diào),應(yīng)選分壓電路。如果滑動變阻器的全阻值比待測電阻的阻值小得多,為了能使待測電阻兩端電壓有較大變化,應(yīng)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待測電阻的額定電流或電流表的量程,應(yīng)選分壓電路經(jīng)驗總結(jié):1、關(guān)于電流表內(nèi)外接:大內(nèi)大,小外小。2、關(guān)于分壓與限流:考試多數(shù)考分壓;實驗要求電壓從零開始取的。3、關(guān)于滑動電阻器的選擇:分壓時選小的;限流時選大的。4、關(guān)于滑動變阻器在閉合開關(guān)前p的位置分壓打到最??;限流打到最大值。4.儀器的選擇⑴安全性原則要保證所用儀器的安全,電源最大允許通過的電流、電壓表和電流表的量程、滑動變阻器允許通過的最大電流、用電器的額定電壓電流等。選擇電源、電表和用電器時,保證其電流和電壓均不超過使用的量程。⑵精確性原則盡量減小實驗誤差。選擇電表時,在保證電流和電壓均不超過使用量程的前提下,合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏度的2/3),電表達(dá)不到滿偏的1/3是不允許的。⑶操作性原則:如滑動變阻器的選擇,既要考慮它的額定電流,又要考慮它的阻值范圍,當(dāng)其阻值大于用電器的阻值時用限流電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便;當(dāng)其阻值小于用電器的電阻時用分壓電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便.⑷選擇的一般步驟①根據(jù)實驗要求設(shè)計合理的實驗電路;②找出唯一性的器材;③估算電路中電壓和電流的最大值或最小值,結(jié)合已知器材的規(guī)格選定電源、選定電壓表和電流表以及所用的量程;④根據(jù)實驗的要求和待測電阻的阻值選擇滑動變阻器.例1.用伏安法測量金屬導(dǎo)線的電阻R,試把圖中給出的器材連接成測量R的合適的電路。圖中安培表的量程為0.6A,內(nèi)阻接近1Ω,伏特表的量程為3V,內(nèi)阻為5KΩ;電源的電動勢為6V,變阻器的阻值為0—200Ω。在閉合電鍵前,變阻器滑動觸點應(yīng)處于正確位置。解:金屬導(dǎo)線的電阻不大,安培表應(yīng)外接,變阻器電阻比較大,可用限流接法,畫出電路圖如下:+-RXAV··++例2:電阻Rx,其阻值大約是25kΩ,可供選擇的器材是:電流表A1(0-100μA,2kΩ)電壓表V1(0-10V,100kΩ)電流表A2(0-500μA,300Ω)電壓表V2(0-50V,500KΩ)直流穩(wěn)壓電源E(15V,1A)滑動變阻器R(1kΩ,1W)電鍵K和若干根導(dǎo)線.試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?,選取適當(dāng)?shù)碾娐?,使測量盡可能準(zhǔn)確,并畫出電路圖,再將如圖示的實物連線。解:(1)電壓表、電流表的選擇由于滑動變阻器的電阻明顯小于待測電阻,因此滑動變阻器必須用分壓器接法。若電壓表選V2(50V),因為電源電壓15V不足其量程的1/3,所以電壓表應(yīng)選V1(10V)。+-(2)電流表內(nèi)接法和外接法的選擇實驗電路圖E=15V25KΩ1KΩ

RXA2V1因為RX=25KΩ>>RA=300Ω,所以采用電流表內(nèi)接法由于用分壓器接法時,電阻RX

中的最大電流為Imax=10V/25KΩ=0.4mA=400μA所以電流表選A2(500μA)A1

例4.某電壓表的內(nèi)阻在20~50kΩ之間,現(xiàn)要測量其內(nèi)阻,實驗室提供下列可選用的器材:待測電壓表V(量程3V)電流表A1(量程200μA)電流表A2(量程5mA)電流表A3(量程0.6A)滑動變阻器R(最大阻1KΩ)電源ε(電動勢4V)電鍵K.(1)所提供的電流表中,應(yīng)選用_______(填寫字母代號).(2)為了盡量減小誤差,要求測多組數(shù)據(jù).試在方框中畫出符合要求的實驗電路圖.VA1..解析:由于滑動變阻器用分壓接法時,伏特表兩端電壓變化范圍較大,可以多測幾組數(shù)據(jù),故滑動變阻器用分壓接法.由于電壓表中通過的最大電流為Imax=3V/20KΩ=150μA,因此電流表應(yīng)選用A1.二.替代法測量電阻利用伏安法測電阻,無論電流表內(nèi)接還是電流表外接都會對測量造成誤差,而利用比較法測電阻可避免這些誤差.實驗時先連入某待測電阻,記下電路中電表的讀數(shù),然后把待測電阻換成電阻箱,調(diào)整電阻箱,使電路中電表的讀數(shù)與原來一樣,這樣的電阻箱便是待測電阻的阻值.1.原理2.電路R0·RXA····S1S2+R0VS1RX···S2··P+用電阻箱和電流表測量用電阻箱和電壓表測量三.半偏法測量電流表的內(nèi)阻1.原理半偏法測電流表內(nèi)阻的原理是歐姆定律和并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系,因電流表可以讀出自身的電流,故在其電流減半時,必有另一支路分掉另一半的電流,在總電流近似不變的條件下,該支路的電阻(電阻箱讀出)等于電流表的電阻.2.電路3.步驟1.先閉合S1

,調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿偏.2.再閉合S2,保持電阻R1不變,調(diào)節(jié)R2使電流表指針半偏,記下R2的值.3.若R1>100R2

,有Rg=R2S1S2R1R2......G4.誤差分析在用半偏法測電流表的內(nèi)阻的實驗中,當(dāng)閉合開關(guān)S2時,調(diào)節(jié)R2使電流表半偏,即通過電流表的電流為Ig/2,此時干路總電流因回路中總電阻變小而變大,即比Ig稍大,這樣通過R2的電流將大于Ig/2,因此電流表內(nèi)阻的測量值小于真實值.5.半偏法測電壓表的內(nèi)阻R測>R真1.把電阻箱R0的阻值調(diào)到0,把滑動變阻器的觸頭P滑到a端.3.保持滑動變阻器觸頭位置不變,調(diào)節(jié)R0使電壓表指針半偏,記下R0的值.4.若R<<RV

,有Rg=R02.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R使電壓表指針滿偏.VRabSR0P...一.表面結(jié)構(gòu)四.多用電表測內(nèi)阻1.表盤分清三條刻度線所測量的物理量第三條刻度線分布不均勻(開始階段較密集),是用來測交流電壓的.最上面的刻度線右端標(biāo)有“0”,從右向左,刻度線依次變密,是用來測電阻的;第二條刻度線共50個小格,分布均勻,是用于測電流和直流電壓的;2.選擇開關(guān)多用電表的下半部分為選擇開關(guān),周圍標(biāo)有測量功能的區(qū)域和量程.將多用電表的選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到電流(壓)檔,多用電表相當(dāng)于一個電流(壓)表,其使用方法和讀數(shù)與電流(壓)表相同.當(dāng)選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻檔,就可以測電阻了.電流(壓)檔上標(biāo)示為量程,歐姆檔上標(biāo)示為倍率.二.測量電路R1..G...R21mA10mA12R1..G.R26..R3R4.52.5V10VR1..G.R24.3..RR×1×10電流檔電路歐姆檔電路電壓檔電路紅黑1.使用電流檔和電壓檔時,都不用內(nèi)電源,必須要有外電源;使用歐姆檔時,只能使用內(nèi)電源,不能再有外電源.2.不管使用電流檔、電壓檔還是歐姆檔時,電流都從多用電表的紅表筆流入多用電表,從黑表筆流出多用電表.以保證電流表能從左向右偏轉(zhuǎn).注意:使用歐姆檔時,紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極,黑表筆接內(nèi)部電源的正極.3.多用電表的歐姆檔刻度不均勻,只有中央部分便于觀察,所以使用歐姆檔,要盡量使指針偏轉(zhuǎn)到中央附近;而電流檔和電壓檔則是越接近滿偏時誤差越小,所以使用電流檔和電壓檔,要盡量使指針的偏轉(zhuǎn)角度大一些.三.歐姆檔的測量原理根據(jù)閉合回路的歐姆定律測量R、Rg和r均為定值電阻電流I與待測電阻Rx之間存在著一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系,因此可以通過電流的測量達(dá)到測量電阻的目的.在刻度盤直接標(biāo)出與電流I對應(yīng)的電阻Rx值,可以從刻度盤上直接讀出被測量電阻的阻值.由于I和Rx是非線性關(guān)系,所以刻度不均勻,由于是減函數(shù),所以刻度方向與電流檔相反.2.歐姆調(diào)零.當(dāng)兩表筆接觸時,Rx=0,此時電流調(diào)到滿偏值,對應(yīng)電阻值為零,刻度01.機(jī)械調(diào)零.當(dāng)兩表筆間不接電阻時(即不接觸),指針不偏,電阻無限大,刻度無限大(對電流計調(diào)零)歐姆表的刻度3.中值電阻等于歐姆檔的內(nèi)阻.因此歐姆檔的不同倍率內(nèi)阻不同.四.歐姆檔的測量步驟1.機(jī)械調(diào)零.檢查多用電表的指針是否停在表盤零刻度線,若不指零,可用小螺絲刀旋動定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處.2.選擇合適擋:由于歐姆表的中值電阻是幾十歐姆,而用歐姆檔測電阻時指針指到中央附近讀數(shù)比較準(zhǔn)確,因此所選倍率比待測電阻的估計值小一個數(shù)量級.3.歐姆調(diào)零:將紅、黑表筆短接,調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕使指針指在歐姆表零刻度線位置,若“歐姆零點”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零,應(yīng)更換表內(nèi)電池。4.測量讀數(shù):將表筆搭接在待測電阻兩端,如果指針在中央附近,表針示數(shù)乘以倍率,即為待測電阻的阻值。如果指針靠

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