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1、 电阻的测量电阻的测量 伏安法测电阻伏安法测电阻1 1.原理及误差分析原理及误差分析 试触法试触法2.典型的电路典型的电路3.3.滑动变阻器的运用滑动变阻器的运用4.4.阅历总结阅历总结5.例题分析例题分析例例19696年年高考高考6.与伏安法有关的与伏安法有关的3个试验：个试验：1、安培表外接法、安培表外接法VARxARxRvI总总IvIR2、安培表内接法、安培表内接法AVRxVRxRAU总总URUAR测量测量=U测量测量I测量测量AV=读数读数读数读数一、伏安法测电阻的原理一、伏安法测电阻的原理：RX=UX IX.(2)(2)结论结论:电流表内接法：电流为真实值，电压偏大电流表内接法：电流
2、为真实值，电压偏大 据据R RU/IU/I，测量值大于真实值，测量值大于真实值 1.1.电流表内接法电流表内接法(1)(1)运用条件运用条件:RXRA时时2.2.电流表外接法：电流表外接法：(1)(1)运用条件运用条件:RXRV时时电流表外接法：电压为真实值，电流偏大电流表外接法：电压为真实值，电流偏大 据据R RU/IU/I，测量值小于真实值，测量值小于真实值伏安法测电阻-原理RU/I名称名称安培表外接安培表外接安培表内接安培表内接电路电路误差误差分析分析误差误差原因原因测量值实测量值实质质适用适用条件条件vR RX XR RX XvU测测=U真真R测测I真真RV的分流作用的分流作用R测测=
3、R真真 并并 Rv适用测小电阻适用测小电阻或或RvRxU测测U真真I测测=I真真R测测R真真RA的分压作用的分压作用R测测=R真真 串串 RA适用测大电阻适用测大电阻或或RxRA 电表的读数电表的读数学生用的电流表学生用的电流表0 00.6A0.6A挡的最小分度是挡的最小分度是0.02A0.02A，0 03A3A挡的最小分度是挡的最小分度是0.1A0.1A学生用的电压表学生用的电压表0 03V3V挡的最小分度是挡的最小分度是0.1V0.1V，0 015V15V挡的最小分度是挡的最小分度是0.5V0.5V清晰仪器的读数方法清晰仪器的读数方法 请读出图示电压表、电流表的示数请读出图示电压表、电流表
4、的示数电压表电压表03V挡读数为挡读数为 ，015V挡读数为挡读数为 ，1.90V9.5V电流表电流表00.6A挡读数为挡读数为 ，03A挡读数为挡读数为 0.18A0.89A返回返回 例例：用用内内阻阻为为3000的的电电压压表表和和内内阻阻为为10的的电电流流表表测测电电阻阻，在在图图甲甲、乙乙两两种种状状况况下下，电电压压表表的的示示数数都都是是60V，电流表的示数都是，电流表的示数都是0.2A，则，则R1的测量值为的测量值为 ，真实值是，真实值是 ，R2的测量值为的测量值为 ，真实值是，真实值是 。300 290300333 练练习习.用用伏伏安安法法测测电电阻阻，接接受受电电流流表表
5、内内接接法法和和外外接接法法，测测得得某某电电阻阻RxRx的的阻阻值值分分别别为为 R1 R1 和和R2 R2，则则所所测测的测量值和真实值的测量值和真实值RxRx之间的关系是之间的关系是 （A A）R1R1 Rx RxR2 R2 （B B）R1 R1 Rx RxR2 R2 （C C）R1R1R2R2Rx Rx （D D）R1R1R2R2RxRxA A利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可接受下述方法利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可接受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伏特表的一个接头P P，将，将
6、P P分别与分别与a a，b b 两点接触一下，假两点接触一下，假如安培表示数变更，则如安培表示数变更，则P P 应接在应接在处，假如伏特处，假如伏特表示数显著变更，则表示数显著变更，则P P 应接在应接在 处。处。解：安培表示数变更显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表内阻解：安培表示数变更显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表内阻相比。因此接受内接法可以减小误差，相比。因此接受内接法可以减小误差，P P 应接在应接在b b 处。处。RabPVA而当伏特表示数变更显著，说明被测电阻较小可跟安培表内而当伏特表示数变更显著，说明被测电阻较小可跟安培表内阻相比。阻相比。因此接受外接法可以减小误差，因此接受
7、外接法可以减小误差，P P应接在应接在a a 处。处。ab试触法试触法例：某同学用伏安法测一个未知电阻例：某同学用伏安法测一个未知电阻RX的阻值，的阻值，接受如图线路图，他先把伏特表接在接受如图线路图，他先把伏特表接在b点，读得点，读得电表示数分别为电表示数分别为U=3.0V，I=3.0mA，然后把伏，然后把伏特表改接在特表改接在a点，读得电表示数分别为点，读得电表示数分别为U=2.9V，I=4.0mA，则可知伏特表接到哪个点误差较小？，则可知伏特表接到哪个点误差较小？RX测量值为多少？测量值为多少？说明说明:安培表示数变更相对更大安培表示数变更相对更大,说明电压表分说明电压表分流作用明显流作
8、用明显.待测电阻较大待测电阻较大,跟伏特表内阻相比跟伏特表内阻相比,因此因此,伏特表分流对电路测量影响更大伏特表分流对电路测量影响更大,伏特表伏特表外接外接,安培表内接安培表内接.R测测=U测量测量/I测量测量=1000 RabPVA限流器电路，安培表内接法限流器电路，安培表内接法 RXRARXAV限流器电路限流器电路，安培表外接法安培表外接法 RXRVRXVA AV分压器电路分压器电路，安培表内接法安培表内接法 RXRAAVRX分压器电路分压器电路，安培表外接法安培表外接法 RXRVVARX二、伏安法测电阻的电路设计二、伏安法测电阻的电路设计1 1、基本原则：、基本原则：减小测量的误差减小测
9、量的误差多次测量；选择好内接和外接多次测量；选择好内接和外接。2 2、典型的电路：、典型的电路：三、滑动变阻器的运用三、滑动变阻器的运用ABCD串联限流电路串联限流电路并联分压电路并联分压电路分压器分压器滑动变阻器的滑动变阻器的两种主要连接方式：两种主要连接方式：RXRA BC(D)RXR两种接法均可起到调压，限流作用，两种接法均可起到调压，限流作用，但调整范围不同，功率损耗也不同但调整范围不同，功率损耗也不同 限流电路限流电路分压电路分压电路电压范围电压范围电流范围电流范围0URXRA BC(D)RXR1 1、两种电路比较：、两种电路比较：分压接法的优势：电压变更范围大分压接法的优势：电压变
10、更范围大限流接法的优势：限流接法的优势：电路连接简便，附加功率损耗较小电路连接简便，附加功率损耗较小2 2、选择原则：、选择原则：a.a.当两种接法均可满足试验要求时，一般选限流接法当两种接法均可满足试验要求时，一般选限流接法 b.b.当负载电阻当负载电阻Rx Rx 较小，变阻器总阻值较小，变阻器总阻值R R 较大是较大是Rx Rx 的几倍时，的几倍时，限流接法对电流、电压限制作用显著，一般用限流接法限流接法对电流、电压限制作用显著，一般用限流接法 c.c.当负载电阻当负载电阻Rx Rx 较大是较大是R R 的几倍时，变阻器总阻值的几倍时，变阻器总阻值R R 较小，限较小，限流接法对电流，电压
11、的调控作用不明显，一般选分压接法流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法 d.d.当要求电压从当要求电压从0 0 变起，确定用分压接法变起，确定用分压接法阅历总结：阅历总结：关于电流表内外接：大内大，小外小关于电流表内外接：大内大，小外小关于分压与限流：考试多数考分压；关于分压与限流：考试多数考分压；试验要求电压从零起先取的试验要求电压从零起先取的关于滑动电阻器的选择：分压时选小的；关于滑动电阻器的选择：分压时选小的；限流时选大的限流时选大的关于滑动变阻器在闭合开关前关于滑动变阻器在闭合开关前p p的位置的位置:分压打到最小；限流打到最大值。分压打到最小；限流打到最大值。1996 1
12、996年高考年高考17.17.在用伏安法测电阻的试验中在用伏安法测电阻的试验中,所用电压所用电压表的内阻约为表的内阻约为2020千欧千欧,电流表的内阻约为电流表的内阻约为1010欧欧,选择能够尽选择能够尽量减小误差的电路图接线进行试验量减小误差的电路图接线进行试验,读得的各组数据用实读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上心圆点标于坐标图上(如右图所示如右图所示).).(1)(1)依据各点表示的依据各点表示的数据描出数据描出I-UI-U图线图线,由此求得该电阻的阻值由此求得该电阻的阻值Rx=Rx=欧欧(保留两位有效数字保留两位有效数字).(2).(2)画出此试验的电路原理图画出此试验的电路原理图.
13、2.4103mAvRx 大电阻用大电阻用内接法，变阻器内接法，变阻器用分压器接法，用分压器接法，电路图如图示电路图如图示.(2)答：答：四、与伏安法有关的几个试验：四、与伏安法有关的几个试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线 测定金属的电阻率测定金属的电阻率 测定的电源电动势和内阻测定的电源电动势和内阻（一）（一）描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线1.1.画出试验电路图如图示画出试验电路图如图示2.2.为什么电流表接受外接法？为什么电流表接受外接法？3.3.滑动变阻器为什么要用分压器接法？滑动变阻器为什么要用分压器接法？AA C BV描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小
14、灯泡的伏安特性曲线 1993 1993年高考年高考 描绘出一个描绘出一个“220V 60W”“220V 60W”灯泡的灯泡的UI UI 图象，确定不符合实际的是下图中的（图象，确定不符合实际的是下图中的（）000A B C DUI0UIUIUIA C D上图中，若将上图中，若将 I I、U U对调，则选对调，则选 （）A B D4.4.若测出一个热敏电阻的若测出一个热敏电阻的U-IU-I图线，正确的应是上图中图线，正确的应是上图中的（的（）C5.5.画出的画出的UIUI图象的斜率的物理意义是什么？图象的斜率的物理意义是什么？6.6.为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大？为什么小灯泡的电阻随
15、两端电压的增大而增大？4.4.某同学在做测定小灯泡功率的试验中得到如下某同学在做测定小灯泡功率的试验中得到如下一组一组U U和和I I 的数据的数据:在右图上画出在右图上画出I-U I-U 图线图线.从图线上可以看出从图线上可以看出,当功率当功率渐渐增大时渐渐增大时,灯丝电阻的变更灯丝电阻的变更状况是状况是:.:.这表明导体的电阻随这表明导体的电阻随温度上升而温度上升而 .编号编号12345678U(V)0.200.601.001.401.802.202.603.00I(A)0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡发灯泡发光情况光情况不亮不亮很亮很亮
16、逐渐变亮逐渐变亮正常发光正常发光19961996年上海年上海起先不变起先不变,后来渐渐增大后来渐渐增大增大增大返回返回坐坐标标轴轴上上的的标标度度选选取取要要合合适适、要要使使数数据据中的牢靠数字在图中也是牢靠的中的牢靠数字在图中也是牢靠的尽尽量量使使图图线线充充溢溢整整个个坐坐标标纸纸，不不宜宜太太短短太小，处在整个坐标纸的某一角落中。太小，处在整个坐标纸的某一角落中。要要使使图图线线通通过过尽尽可可能能多多的的点点，不不在在图图线线上上的的点点匀匀整整分分布布在在直直线线两两侧侧，起起到到正正、负负误差相抵消的作用误差相抵消的作用试验数据的图像处理：试验数据的图像处理：例例.为为了了探探讨
17、讨一一个个“2.5V“2.5V，0.1W”0.1W”的的小小灯灯泡泡的的伏伏安安特特性性，现现有有蓄蓄电电池池一一组组，电电键键一一个个，导导线线若若干干，其其他他可可供供选选择择的器材如下：的器材如下：A A量程为量程为 03A 03A，内阻为，内阻为 0.025 0.025 的电流表；的电流表；B B量程为量程为 00.6A 00.6A，内阻为，内阻为 0.2 0.2的电流表；的电流表；C C量程为量程为 0l00mA 0l00mA，内阻为，内阻为 5 5 的电流表；的电流表；D D量程为量程为 03V 03V，内阻为，内阻为 10K 10K 的电压表；的电压表；E E量程为量程为 015
18、V 015V，内阻为，内阻为 50k 50k 的电压表；的电压表；F F05 05 的滑动变阻器，额定电流为的滑动变阻器，额定电流为1A1A。（1 1）要正确地完成这个试验，）要正确地完成这个试验，电流表应选电流表应选 ，电压表应选电压表应选 (填代号填代号)。（2 2）画出电路原理图：）画出电路原理图：CD mAv为了测定一个为了测定一个“6.3V“6.3V，1W”1W”的小电珠正常发光时的电阻，的小电珠正常发光时的电阻，试验室供应了下列试验器材：试验室供应了下列试验器材：A A、电流表、电流表0.6A0.6A，0.20.2B B、毫安表、毫安表200mA200mA，0.50.5C C、电压
19、表、电压表10V10V，1k1kD D电压表电压表15V15V，1.5k1.5kE E电源电源6V6V，2A2AF F电源电源9V9V，1A1AG G、电源、电源15V15V，0.1A0.1AH H可变电阻可变电阻1010，1W1WI I可变电阻可变电阻2020，0.8W 0.8W J J可变电阻可变电阻5050，0.5W 0.5W K K、导线若干，电键一个、导线若干，电键一个 在右边的线框中画出试验的电在右边的线框中画出试验的电路图，要求测量误差尽可能小路图，要求测量误差尽可能小 求出可变电阻及电灯的额定值求出可变电阻及电灯的额定值 I I1 1 0.32A I 0.32A I 灯灯0.1
20、6A 0.16A I I2 20.2A R 0.2A R 灯灯=40=40 I I3 30.1A0.1AB C F I KB C F I K不能用分压接法不能用分压接法电阻较大内接法电阻较大内接法Av试验时应选用的器材是试验时应选用的器材是例：伏安法测量一个定值电阻的试验所用的器材，规格如下：例：伏安法测量一个定值电阻的试验所用的器材，规格如下：(1)(1)待测电阻待测电阻RX(RX(约约100)100)(2)(2)直流毫安表直流毫安表(0(020mA20mA，内阻约，内阻约50)50)(3)(3)直流电源直流电源(输出电压输出电压4V4V，内阻约不计，内阻约不计)(4)(4)直流电压表直流电
21、压表(0(03V3V，内阻约，内阻约5K)5K)(5)(5)滑动变阻器滑动变阻器(0(01515，允许最大电流，允许最大电流1A)1A)(6)(6)电键一个，导线若干电键一个，导线若干 依据器材规格和试验要求，在本题实物图上连线依据器材规格和试验要求，在本题实物图上连线RXVA AV 1989 1989年高考：年高考：用伏安法测量金属导线的电阻用伏安法测量金属导线的电阻R R，试把图中，试把图中给出的器材连接成测量给出的器材连接成测量R R的合适的电路。图中安培表的量的合适的电路。图中安培表的量程为程为0.6A0.6A，内阻接近，内阻接近11，伏特表的量程为，伏特表的量程为3V3V，内阻为几，
22、内阻为几K K ；电源的电动势为；电源的电动势为6V6V，变阻器的阻值为，变阻器的阻值为020 020 。在。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。解：解：金属导线的电阻不大，安培表应金属导线的电阻不大，安培表应外外接，变阻器电阻接，变阻器电阻比较大，可用比较大，可用限流限流接法，画出电路图如下：接法，画出电路图如下：+-分分 压压 内内 接接限限 流流 内内 接接+_分分 压压 外外 接接 例题：（例题：（20002000全国高考题）从下表中选出适当的试验器全国高考题）从下表中选出适当的试验器材，设计一电路来测量电流表材，设计一电路来测量电流表
23、A1A1的内阻的内阻r1 r1，要求方法，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。器材（代号）器材（代号）规规 格格电流表电流表A A1 110mA10mA，内阻，内阻r r1 1待测（约待测（约4040）电流表电流表A A2 2量程量程量程量程500A500A，内阻，内阻r r2 2=750=750电压表电压表V V 量程量程10V10V，内阻，内阻r r3 3=10K=10K电阻电阻R R1 1阻值约阻值约100100，作保护电阻用，作保护电阻用滑动变阻器滑动变阻器R R2 2总阻值约总阻值约5050电池电池E E电动势电动势1.5V1.5V，内阻很小，内阻很小电键电键K K导线若干导线若干。SA2A1R1