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1、一、电表的使用及读数方法一、电表的使用及读数方法 1 1使用时应注意使用时应注意(1)使用前若指针未对准零刻度线，应进行零点调整使用前若指针未对准零刻度线，应进行零点调整(机械调零机械调零)(2)选择合适的量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量选择合适的量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的程的 但又不能超过量程但又不能超过量程(3)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端电表电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端电表“”“”接线柱不能接反接线柱不能接反 第第3 3讲讲 专题专题 电阻的测量方法电阻的测量方法2读数方法读数方法(1)
2、读读数数时应时应使使视线视线垂直刻度垂直刻度盘盘表面表面(2)估估读问题读问题最小分度最小分度为为“1”的的仪仪器，器，测测量量误误差出差出现现在最小分度的下一位，在下一位在最小分度的下一位，在下一位 按十分之一估按十分之一估读读最小分度最小分度为为“2”、“5”的的仪仪器，器，测测量量误误差出差出现现在最小分度的同一位，在在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估同一位按二分之一、五分之一估读读(1)一一般般情情况况下下，电电路路中中的的电电表表没没有有特特别别说说明明或或明明显显暗暗示示，都都可可视视为为理理想想电电表表，对电路无影响对电路无影响(2)电表不可看作理想电表电表不可看
3、作理想电表在某种场合下，要考虑到电表内阻对原电路的影响，可把电流表和电压表分别在某种场合下，要考虑到电表内阻对原电路的影响，可把电流表和电压表分别看作能显示出电流值和电压值的电阻看作能显示出电流值和电压值的电阻 1如如图图731甲是学生甲是学生实验实验用的有两个量程的用的有两个量程的电电流表刻度流表刻度盘盘，当用，当用“”和和“0.6”两接两接线线柱柱时时，能，能测测量的最大量的最大电电流是流是_A，对应对应刻度刻度盘盘上每一小格代上每一小格代表表_A，图图中表中表针针示数示数为为_A；当使用；当使用电电流表的流表的“”和和“3”两两接接线线柱柱时时，对应对应刻度刻度盘盘上每一小格代表上每一小
4、格代表_A，图图中表中表针针示数示数为为_A.图图乙乙为为学学生生实实验验用用的的两两个个量量程程的的电电压压表表刻刻度度盘盘，当当使使用用较较小小量量程程时时，测测量量电电压压最最大大值值不不得得超超过过_V，每每小小格格表表示示_V，图图中中指指针针示示数数_V；若若使使用用的的是是较较大大量量程程时时，则则表表盘盘刻刻度度每每小小格格表表示示_V，图图中中指指针针示示数数_V.答案：答案：对图对图甲：甲：0.60.020.340.11.70对图对图乙：乙：3.00.12.200.511.0二、伏安法测电阻二、伏安法测电阻1两种测量电阻的电路两种测量电阻的电路 内接法内接法外接法外接法电电
5、路路图图误误差原因差原因电电流表流表U测测UxUA电压电压表表I测测IxIV电电阻阻测测量量值值R测测RxRARx测测量量值值 真真实值实值R测测RxRx测测量量值值 真真实值实值适用条件适用条件RARxRVRx分压分压分流分流大于大于小于小于2.两种控制电路两种控制电路 接法接法项项目目限流式限流式分分压压式式电电路路组组成成电压调节电压调节范范围围 UxE(不不计电计电源内阻源内阻)0UxE(不不计电计电源内阻源内阻)电电流流调节调节范范围围Ix0Ix闭闭合开关前触合开关前触头应处头应处位置位置b端端a端端相同条件下相同条件下电电路消耗的路消耗的总总功率功率EIxE(IxIaP)由上表可以
6、看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围较大，限流式接由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围较大，限流式接法较节能法较节能 3两种接法的选择两种接法的选择4两种接法的适用条件两种接法的适用条件 (1)限限流流式式接接法法适适用用于于测测阻阻值值小小的的电电阻阻，相相对对滑滑动动变变阻阻器器总总电电阻阻而而言言，但但又又不是相差很大这样移动滑动触头调节范围大且方便不是相差很大这样移动滑动触头调节范围大且方便(2)分分压压式式接接法法适适合合测测量量大大阻阻值值电电阻阻(与与滑滑动动变变阻阻器器的的总总电电阻阻相相比比)，因因为为Rx越越大大，分分压压式式中中R
7、x几几乎乎不不影影响响电电压压的的分分配配，滑滑片片移移动动时时，电电压压变变化化明明显显，便于调节便于调节通常情况下通常情况下(满足安全条件满足安全条件)，由于限流电路连接简单，耗能较小，一般优，由于限流电路连接简单，耗能较小，一般优先考虑用限流接法先考虑用限流接法 2用用伏伏安安法法测测电电阻阻，可可采采用用732所所示示的的甲甲、乙乙两两种种接接法法如如所所用用电电压压表表内内阻阻为为5 000，电电流表内阻流表内阻为为0.5.(1)当当测测量量100 左右的左右的电电阻阻时时，宜采用，宜采用_电电路路(2)现现采用乙采用乙电电路路测测量某量某电电阻的阻阻的阻值时值时，两，两电电表的表的
8、读读数分数分别为别为10 V、0.5 A，则则此此电电阻的阻的测测量量值为值为_，真，真实值为实值为_.解析：解析：(1)200，与，与RxRV和和RxRA两个条件相比，两个条件相比，显然待测电阻更符合显然待测电阻更符合RxRA这说明因电流表的分压造成的误差要比因电压表的分这说明因电流表的分压造成的误差要比因电压表的分流造成的误差小，所以选甲图流造成的误差小，所以选甲图(2)R测测 20 电压表中的电流电压表中的电流IV A0.002 ARx中电流中电流IRI测测IV(0.50.002)A0.498 A所以所以R真真 20.08.答案：答案：(1)甲甲(2)2020.08 3用伏安法用伏安法测
9、测金属金属电电阻阻Rx(约为约为5)的的值值，已知，已知电电流表内阻流表内阻为为1，量程，量程为为0.6 A，电压电压表内阻表内阻为为几千欧，量程几千欧，量程为为3 V，电电源源电动势为电动势为9 V，滑，滑动变动变阻器的阻阻器的阻值值为为06，额额定定电电流流为为5 A，试试画出画出测测量量Rx的原理的原理图图 解析：解析：待测金属电阻待测金属电阻Rx 应采用电流表外接法应采用电流表外接法 如果采用变阻器限流接法，负载如果采用变阻器限流接法，负载Rx的电压的电压Umin Umax9 V.调调节节范范围围 9 V，显显然然所所提提供供的的电电压压表表量量程程不不够够，应应采采用用分分压接法，实
10、际电路应如右图所示压接法，实际电路应如右图所示 答案：答案：见见解析解析图图【例例1】为为用伏安法用伏安法测测量一个定量一个定值电值电阻阻阻阻值值的的实验实验，备备有器材有器材规规格如下：格如下：待待测电测电阻阻Rx(约约100)直流毫安表直流毫安表(量程量程010 mA，内阻内阻50)直流直流电压电压表表(量程量程03 V，内阻内阻5 k)直流直流电电源源(输输出出电压电压4 V，允允许许最大最大电电流流1 A)滑滑动变动变阻器阻器(阻阻值值范范围围0100，允允许许最大最大电电流流1 A)电键电键、导线导线若干若干根据器材的根据器材的规规格和格和实验实验要求，画出正确要求，画出正确电电路路
11、图图 解析：解析：(1)选择测量电路选择测量电路用用伏伏安安法法测测电电阻阻，首首先先要要判判明明电电流流表表应应该该内内接接还还是是外外接接，由由题题目目所所给给器器材材规规格格来来看，显然不是满足看，显然不是满足RARx条件，而是满足条件，而是满足RVRx条件，所以应采用外接法条件，所以应采用外接法(2)选择控制电路选择控制电路滑动变阻器若使用如右图电路，当滑动触头滑动变阻器若使用如右图电路，当滑动触头P处于最左端，滑动变阻器为最大值处于最左端，滑动变阻器为最大值时，由题设条件估算出流过电流表的最小电流时，由题设条件估算出流过电流表的最小电流I A16 mA超过电流表的量程因此变阻器应分压
12、连接超过电流表的量程因此变阻器应分压连接正正确确的的连连接接图图如如图图所所示示：画画图图的的关关键键是是：毫毫安安表表需需外外接接，变变阻阻器器接接成成分分压压电电路路，实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置 1伏安法测电阻的电路选择伏安法测电阻的电路选择(1)阻阻值值比比较较法法：先先将将待待测测电电阻阻的的估估计计值值与与电电压压表表、电电流流表表的的内内阻阻进进行行比比较较，若若Rx较较小，宜采用小，宜采用电电流表外接法；若流表外接法；若Rx较较大，宜采用大，宜采用电电流表内接法流表内接法(2)临临界界值计值计算法：算法：R
13、x 时时，用，用电电流表内接法流表内接法(3)实实验验试试探探法法：按按图图733接接好好电电路路，让让电电压压表表接接线线柱柱P先先后后与与a、b处处接接触触一一下下，如如果果电电压压表表的的示示数数有有较较大大的的变变化化，而而电电流流表表的的示示数数变变化化不不大大，则则可可采采用用电电流流表表外外接接法法；如如果果电电流流表表的的示示数数有有较较大大的的变变化化，而而电电压压表表的的示示数数变变化化不不大大，则则可可采采用用电电流表内接法流表内接法2在下列情况下必须采用分压接法在下列情况下必须采用分压接法(1)要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节要使某部分电路的电压或电流从零开始
14、连续调节(2)如如果果实实验验所所提提供供的的电电表表量量程程或或电电阻阻元元件件允允许许的的最最大大电电流流很很小小，采采用用限限流流接接法法时时，无无论论怎怎样样调调节节，电电路路中中的的实实际际电电流流(电电压压)都都会会超超过过电电表表量量程程或或电电阻阻元元件件允允许许的的最最大大电流电流(电压电压)，为了保护电表或电阻元件，必须采用分压接法，为了保护电表或电阻元件，必须采用分压接法(3)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，采用限流接法时，即使变阻器若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，采用限流接法时，即使变阻器的滑动片从一端滑至另一端，待测电阻上的电流的滑动片从一端滑至另
15、一端，待测电阻上的电流(电压电压)变化范围不够大，不利于多变化范围不够大，不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据，因此要采用分压接法次测量求平均值或用图象法处理数据，因此要采用分压接法【例例2】要要测测量量一一个个未未知知电电阻阻Rx的的阻阻值值(阻阻值值约约为为4)，现现有有如如下下器器材材：读读数数不不准准的的电电流流表表A(满满偏偏电电流流约约为为0.6 A)，滑滑动动变变阻阻器器R(最最大大阻阻值值20)，电电阻阻箱箱R1(最最大大阻阻值值 99.9)，电电源源E1(电电动动势势为为2 V，内内阻阻不不计计)，单单刀刀单单掷掷开开关关S1，单单刀双刀双掷掷开关开关S2，导线导线若干若
16、干现现要求尽量精确地要求尽量精确地测测量量Rx的阻的阻值值(1)画出画出实验电实验电路路图图；(2)写出主要写出主要实验实验步步骤骤解解析析：本本题题提提供供了了一一个个读读数数不不准准的的电电流流表表，所所以以无无法法直直接接读读出出读读数数，因因此此可可利利用用电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻(1)根据实验所给器材，设计实验电路如右图所示根据实验所给器材，设计实验电路如右图所示(2)主主要要步步骤骤：闭闭合合S1，将将S2与与Rx接接通通，记记下下电电流流表表指指针针所所指指位位置置；将将S2与与R1接接通通，调调节节R1的的阻阻值值，使使电电流流表表指
17、指针针指指在在原原来来的的位位置置，记记下下R1的的值值；则则RxR1.答案：答案：(1)(2)见见解析解析【例例3】某某电电压压表表的的内内阻阻在在20 k50 k之之间间，现现要要测测量量其其内内阻阻，实实验验室室提提供供下下列列可可供供选选用用的的器器材材：待待测测电电压压表表V(量量程程3 V)、电电流流表表A1(量量程程200 A)、电电流流表表A2(量量程程5 mA)、电电流流表表A3(量量程程0.6 A)、滑滑动动变变阻阻器器R(最最大大值值1 k)、电电源源E(电动势电动势4 V)，开关开关S.(1)所提供的所提供的电电流表中，流表中，应选应选用用_(2)为为了减小了减小误误差
18、，要求差，要求测测量多量多组组数据，数据，试试画出符合要求的画出符合要求的电电路路图图解解答答：(1)电电压压表表的的读读数数即即为为其其内内阻阻上上的的电电压压U，若若将将它它与与电电流流表表串串联联，测测出出流流过过它它(即即流流过过其其内内阻阻)的的电电流流I，即即可可转转化化为为由由“伏伏安安法法”测测出出其其内内阻阻RVU/I.取取电电压压表表内内阻阻的的最最小小可可能能值值20 k，并并结结合合电电压压表表的的量量程程3 V，可可求求得得流流过过电电流流表表的的最最大大电电流流Im3/(20103)A1.5104 A0.15 mA150 A.为为使使与与电电压压表表串串联联的的电电
19、流流表表能能大大角角度度偏偏转转(这这样样读读数数误误差差小小)，而而其其又又不不被被损损坏坏，故故选选A1.根根据据电电流流表表、电电压压表示数表示数，可求得可求得电压电压表内阻表内阻RV .(2)实实验验要要求求测测多多组组数数据据，因因此此实实验验电电路路中中滑滑动动变变阻阻器器应应接接成成分分压压式式，电电路路图图如如右右图图所示所示对测电流表或电压表内阻的问题，设计电路时，一定要注意到其自身量程对设计电对测电流表或电压表内阻的问题，设计电路时，一定要注意到其自身量程对设计电路的限制，二是要充分利用电流表能路的限制，二是要充分利用电流表能“自报电流自报电流”或电压表能或电压表能“自报电
20、压自报电压”的功能的功能【例例4】有有一一电电流流表表 ，量量程程为为1 mA，内内阻阻rg约约为为100.要要求求测测量量其其内内阻阻可可选选用用的的器器材材有有：电电阻阻箱箱R0，最最大大阻阻值值为为99 999.9；滑滑动动变变阻阻器器甲甲，最最大大阻阻值值为为10 k；滑滑动动变变阻阻器器乙乙，最最大大阻阻值值为为2 k；电电源源E1，电电动动势势约约为为2 V，内内阻阻不不计计；电电源源E2，电电动动势势约约为为6 V，内内阻阻不不计计；开开关关2个个，导导线线若若干干采采用用的的测测量量电电路路图图如如图图734所所示示，实实验验步步骤骤如如下下：a.断断开开S1和和S2，将将R调
21、调到到最最大大；b.合合上上S1，调调节节R使使 满满偏；偏；c.合上合上S2，调节调节R1使使 半偏，此半偏，此时时可以可以认为认为 的内阻的内阻RgR1.试问试问：(1)在在上上述述可可供供选选择择的的器器材材中中，可可变变电电阻阻R1应应该该选选择择_；为为了了使使测测量量尽尽量量精精确，可确，可变电变电阻阻R应该选择应该选择_，电电源源E应该选择应该选择_(2)认为认为内阻内阻rgR1，此，此结结果与果与rg的真的真实值实值相比相比_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“相等相等”)解解析析：本本题题考考查查对对实实验验器器材材的的选选取取、半半偏偏法法测测电电流流表表的的内内阻阻和和
22、误误差差分分析析及及探探索索实实验的能力验的能力(1)此此为为半半偏偏法法测测电电流流表表内内阻阻，R1只只能能选选用用电电阻阻箱箱R0，以以方方便便读读数数；闭闭合合S2后后，电路中总电阻发生变化，要减小实验误差，电路中总电阻发生变化，要减小实验误差，R应选滑动变阻器甲，电源应选应选滑动变阻器甲，电源应选E2.(2)闭闭合合S2后后，回回路路总总电电阻阻变变小小，总总电电流流变变大大，当当电电流流表表示示数数为为原原电电流流一一半半时时，通过通过R1的电流比通过电流表的电流大，由并联电路的特点可知的电流比通过电流表的电流大，由并联电路的特点可知R1rg.答案：答案：(1)电电阻箱阻箱R0滑滑
23、动变动变阻器甲阻器甲E2(2)偏小偏小 电表内阻的主要测量方法电表内阻的主要测量方法1 1电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻(1)原理图原理图(如图如图735)：(2)测量值：测量值：RA 图图735 2半偏法半偏法(1)原理图原理图：如如图图736甲甲，闭闭合合S1，调调节节变变阻阻器器R1，使使电电流流表表G读读数数满满偏偏闭闭合合S2，只调节电阻箱只调节电阻箱R2，使电流表使电流表G读数半偏，读出电阻箱示数读数半偏，读出电阻箱示数R2.如如图图736乙乙，先先使使电电阻阻箱箱示示数数为为零零，闭闭合合S，调调节节变变阻阻器器R1，使使电电压压
24、表表V读数满偏只调节电阻箱读数满偏只调节电阻箱R2，使电压表使电压表V读数半偏，读出电阻箱示数读数半偏，读出电阻箱示数R2.(2)测量值：测量值：RgR2，RVR2.图图736【例例5】现现有有一一根根横横截截面面为为正正方方形形(边边长长约约为为1 mm)、长长约约为为20 cm的的柱柱状状金金属属丝丝(设设电电阻阻率率为为5105 m)，某某同同学学用用伏伏安安法法测测该该金金属属丝丝的的电电阻阻，电电源源用用电动势为电动势为4.5 V的直流的直流电电源，另有下列器材：源，另有下列器材：A量程量程为为0 A0.6 A、内阻内阻约为约为1 的的电电流表一只流表一只B量程量程为为0 A1 A、
25、内阻内阻约为约为10 的的电电流表一只流表一只C量程量程为为0 V6 V、内阻内阻约为约为4 k的的电压电压表一只表一只D量程量程为为0 V10 V、内阻内阻约为约为50 k的的电压电压表一只表一只 E阻阻值为值为0 10、额额定定电电流流为为1 A的滑的滑动变动变阻器一只阻器一只F阻阻值为值为0 1 k、额额定定电电流流为为0.1 A的滑的滑动变动变阻器一只阻器一只G开关一个、开关一个、导线导线若干若干(1)以上器材中以上器材中应选应选用用_组组成成电电路；路；(2)为为了了较较精确地精确地测测出出该该金属金属丝丝的的电电阻，阻，请请画出画出测测量量时时的的实验实验原理原理图图解析：解析：(
26、1)该金属丝的电阻约为该金属丝的电阻约为R 10.电流表的选择电流表的选择滑动变阻器的阻值为滑动变阻器的阻值为0时，电路中可达到最大电流，使用时，电路中可达到最大电流，使用A电流表时电流表时I1 A0.41 A.读数达到最大量程的读数达到最大量程的2/3，使用，使用B电流表时电流表时I2 A0.23 A.其最大电流也只能达到最大量程的其最大电流也只能达到最大量程的1/5左右，读数不准确，所以应选用左右，读数不准确，所以应选用A电流表电流表 由电源电压确定了电压表应选由电源电压确定了电压表应选C.滑动变阻器的选择：滑动变阻器的选择：比较滑动变阻器比较滑动变阻器E和和F，显而易见，显而易见F的全阻
27、值较大，开始滑动时，接入电路中的电的全阻值较大，开始滑动时，接入电路中的电阻都比较大，电路中的电流比较小，电表指针偏转甚微，读数不方便且不准阻都比较大，电路中的电流比较小，电表指针偏转甚微，读数不方便且不准确，滑动到最后时，电流随滑动触头位置的变化过于敏感，操作不便，这实际确，滑动到最后时，电流随滑动触头位置的变化过于敏感，操作不便，这实际上限制了滑动变阻器上限制了滑动变阻器F的有效调节长度，而使用的有效调节长度，而使用E可使滑动触头在整个金属丝上可使滑动触头在整个金属丝上滑动，电流变化都比较明显、均匀，操作方便，且有效调节长度比较大，所以滑动，电流变化都比较明显、均匀，操作方便，且有效调节长
28、度比较大，所以应选用滑动变阻器应选用滑动变阻器E.综上所述，应选综上所述，应选A、C、E、G.(2)电路的选择：电路的选择：因待测电阻的阻值远小于电压表的内阻，所以采用电流表的外接法因待测电阻的阻值远小于电压表的内阻，所以采用电流表的外接法待待测测电电阻阻的的阻阻值值与与滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值相相比比，可可以以用用分分压压电电路路也也可可以以用用限限流流电电路路，本着节能、简便的原则而选用限流电路，电路原理图如图所示本着节能、简便的原则而选用限流电路，电路原理图如图所示答案：答案：(1)A、C、E、G(2)见见解析解析图图 选择器材的一般步骤：选择器材的一般步骤：(1)根根据据实验实验要求要求设计设计合理的合理的实验电实验电路；路；(2)找出找出实验实验中唯一性器材中唯一性器材(3)估估算算待待测测电电路路中中电电流流、电电压压可可能能达达到到的的最最大大值值，考考虑虑能能否否使使电电表表达达半半偏偏以以上上，据此据此选择选择合适的合适的电电流表和流表和电压电压表及量程；表及量程；(4)选择选择合适阻合适阻值值的滑的滑动变动变阻器及阻器及电动势电动势合适的合适的电电源源 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册