实验-电阻的测量.ppt

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1、电阻的测量方法,学习目标： 认识并理解电路 掌握电阻测量方法 会选取实验器材 会设计电路及分析误差 重点、难点： 测量原理 器材的选取 电路的设计,看下面电路图，你能说出各部分的功能吗？,对基本电路的理解,一、供电电路 供电电路又称控制电路，常用的有两种连接方 式限流式和分压式.两种电路的比较如下表：,RX表示负载电阻，E表示路端电压，R0表示滑动变阻器的总阻值,思考：闭合前滑动头P应置于何处?向哪一侧滑动会使输出电压增大？,电路结构,控制原理,通过调节滑动变阻器阻值改变电流，控制负载电压,通过调节滑动变阻器改变串联电路分压比，控制负载电压,负载电压调节范围,(不计电源内阻）,电路优点,电路连

2、接简单，能耗较小,电压调节范围较大,限流电路、分压电路的选择原则 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，应采用分压电路 若实验中要求电压从零开始连续调接，或研究伏安特性，则必须采用分压式电路 两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法.,伏安法测电阻: 比较法测电阻： 替代法测电阻：,二、 测量电路,注意： 测量电路决定了测量原理； 测量结果表达式只与测量电路有关.,电表改装后要与标准电表进行比较，称为校对,三、校对电路,四、保护电路 为了保证实验器材的的安全，有时需要采用保护电路（保护电阻）,伏 安 法 测 电 阻,1.两种接法比较,阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内

3、阻进行比较，若Rx较大，用电流表内接法；若Rx较小，用电流表外接法即比较,2.两种电路的选择方法,与,的大小,电流表内接法,电流表外接法,按右图接好电路，,实验试探法,让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下， 如果电压表的示数变化较大，则采用电流表 接法；（为什么？）,如果电流表的示数变化较大，则采用电流表 接法。（为什么？）,外,内,【例1】用伏安法测定一电阻器Rx的阻值（约为5）提供的器材有： 电压表V：量程3V，内阻约15k； 电流表A1：量程3A，内阻约0.2； 电流表A2：量程300mA，内阻约1； 变阻器R1：11000，额定电流0.3A； 变阻器R2：150，额定电流1A；

4、电池组E，电动势3V，内阻0.3； 开关K，导线若干。 为了较精确测定该电阻器(Rx)的阻值，要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，为了实验能正常进行，并尽量减小测量误差，而且要求滑动变阻器便于调节，则电流表应选用_(填代号，下同)，变阻器应选用_。画出实验电路图。,审题： 目的 选电表： 伏安法测电阻，3V电压表必用； 估算通过电阻的电流最大值： 设计电路： 电流表外接法。,测电阻，,方法,伏安法,要求,电压调节从0开始且变阻器便于调节,控制电路应采用分压式，变阻器选用R2,选A2,比较,Rx（约为5）电压表V：3V，约15k；电流表A1：3A，约0.2；电流表A2：300mA，约1；变阻

5、器R1：11000；变阻器R2：150；E=3V,【例2】.在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5 .实验室备有下列实验器材：,A电压表,(量程为3V，内阻约为15k),B电压表,(量程为15V，内阻约为75k),D电流表,C电流表,(量程为3A，内阻约为0.2),(量程为600mA，内阻约为1),E变阻器R1(0100 ，0.6 A) F变阻器R2(02 000 ，0.1 A) G电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 ) H开关S，导线若干,(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有_,选电压表：,E3 V，故电压表选,A,Im3/5=0.6 A，故电流

6、表选,选电流表：,D,选变阻器：,为便于调节，变阻器选R1,E,GH,(2)为减小实验误差，应选用图中_(填“a”或“b”),由于RVRx ，应采用电流表外接法,b,(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得导线的直径为0.635 mm，两电表的示数分别如图所示，则电阻值为_，电阻率为_,U=2.16V, I=0.44A R=4.9,【例3】.某电压表的内阻在20千欧50千欧之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材: 待测电压表V（量程3V） 电流表A1（量程200A ） 电流表A2（量程5mA） 电流表A3（量程0.6A） 滑动变阻器R（最大阻值1K） 电源E

7、（电动势4V） 电键S。 （1）所提供的电流表中，应选用 _ （填写字母代号）。 （2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在 方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。,分析：测电表内阻是伏安法的推 广，待测电表既是一个电阻，又是 一个电表，能够显示电压（或电 流）一表三用。,测电压表内阻时，另需一只电流表即可实现伏安法（怎样连接？画出草图）；,测电流表内阻时，另需一只电压表即可实 现伏安法（怎样连 接？画出草图）。,审题：采用什么方法？电流表如何选取？测量电路怎样设计？控制电路采用哪种方式？,选电表：选取一只电流表与待测电压表组成伏安法，如图a，,当电压表达满量程3V

8、时，电流的最大值为 Imax3/2010-3=150(A)，应选电流表,例3.电压表V （3V）内阻在20千欧50千欧之间 电流表A1（量程 200A ） 电流表A2（量程5mA） 电流表A3（量程0.6A） （1）所提供的电流表中，应选用 _（填写字母代号）。,A1,滑动变阻器最大阻值1k,电压表内阻几十千欧，供电电路应采用 接法。,例3.电压表V （3V）内阻在20千欧50千欧之间， 滑动变阻器R（最大阻值1K） 电源E（4V） （2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在 方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。,分压式,供电电路：,所以正确电路如图b所示。,R,

9、并联电路中，电流与电阻成反比，通过比 较电流即可比较电阻电流比较法 串联电路中，电压与电阻成正比，通过比 较电压即可比较电阻电压比较法,比 较 法 测 电 阻,将待测电阻与一已知电阻并联时， 此时需要两个电流表，其中A1内阻必须已知,设两电流表的读数分别为I1、I2，则 其中r1 为A1内阻,一.电流比较法,1.观察电路图有什么特点？,2.测量原理：,3.测量结果表达式：,将待测电阻与一已知电阻串联时， 其中电压表V1的内阻r1必须已知。,设两电压表读数分别为U1、U2 则 其中r1为电压表V1的内阻,以上两种电路都要保证两表指针偏转角尽可能都大，即两表量程相匹配。,二.电压比较法,1.观察电

10、路特点,2.测量原理,3.测量结果表达式：,【例1】用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材如下： 电流表A1:（量程250mA，内阻r1为5） 电流表A2:（量程300mA，内阻r2约为5） 待测电阻Rx:（阻值约为50） 滑动变阻器R:（最大阻值10） 电源E:（电动势约10V，内阻约为1） 开关S，导线若干 （1）要求方法简单，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明器材代号。 （2）实验中所要直接测量的物理量是 ，用测得的量表示待测电阻Rx的阻值计算公式为Rx 。,审题：,测电阻， 电流表A1（量程250mA，内阻r1为5） 电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5） 待测电阻Rx（阻

11、值约为50） 滑动变阻器R:（最大阻值10） 电源E:（约10V）,电流比较法,画出测量电路图：,问题： A1、A2、RX中的最大电流各多大？,画出供电电路：,测量结果表达式：,【例2】（天津卷）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2K。实验室提供的器材有： 电流表A，量程0.6A，内阻约0.1； 电压表V2，量程5V，内阻约5K； 定值电阻R1，阻值30； 定值电阻R2，阻值为3K； 滑动变阻器R3，最大阻值100，额定电流1.5A； 电源E，电动势6V，内阻约0.5； 开关S一个，导线若干。 有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1 的电压和电流

12、，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是 。 由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。,分析：若采用伏安法，选用电流表A与V1串联（如图a）,流过电压表的电流最大约1mA, 电流表A不能准确测量;,测电压表V1的内阻RV，量程2V，内阻约2K 电流表A，量程0.6A，内阻约0.1； 有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1 的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是,确定方法：考虑选取电压表V2,就要采用 法基本接法如图b,通过比较V1、V2的电压来比较电阻即,测电压表V1的内阻RV，量程2V，内阻 约2K

13、 电压表V2，量程5V，内阻约5K； 定值电阻R1，阻值30 定值电阻R2，阻值为3K 请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图并标出所选元件的相应字母代号：,比较,可是V2的内阻未知，不可行。,但是给我们提供了一个思路，可以用一个定值电阻与V1串联比较电压，V2内阻未知可以测总电压（如图c），,设V1、V2读数分别为U1、U2则,2,V1的内阻约2K R2阻值为3K 滑动变阻器 R3，最大阻值100，额定电流1.5A,分析供电电路：,连实物图：,替 代 法 测 电 阻

14、,电路如图所示， 观察电路的特点： RX为待测电阻， 电阻箱R作用是什么？ 为什么用单刀双掷开关？ 电流表A、电压表V什么作用？,测量原理：,单刀双掷开关S接RX,记录电表读数; 然后将S接R调节R的阻值，使电表读数不变，读出R的大小即为RX的阻值。,操作方法：,电阻箱R替代待测电阻RX,使之达到同样效果（电流或电压相同），则RX=R,【例3】在某校开展的科技活动中，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。 画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。 写出主要的实验操作步骤。,分析：测量方法：,替代法,替代物用电阻箱R1,控制电路用R2,电路如右图所示。,将S2与Rx相接，记下电流表指针所指位置。 将S2与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R1的值，则RxR1,测电阻练习2参考答案,1.,2.,式中I1、I2为两电流表的示数，r1、r2为两电流表的内阻。,3. V2 R1 ； 实验原理图所示；,需要测量V1和V2的读数U1和U2； RV=,4.(1)0.635mm (2)如图,5. （1）R0、标准电流表A0； （2）RN，标准电流表A0的示数仍为I； （3）平均值,