测量电压表内阻的方法归纳.doc

测量电压表内阻的方法 两表组合，应用欧姆定律，利用伏安方测电表内阻 测量电阻的理论是欧姆定律 R=U/I，只要知道电压 U 和电流 I 即可求得电阻，在实际操作中，要用伏特表、安培表测量电压、电流，根据被测电阻的大小，我们分别选择安培表内接、外接，以减小测量误差（在此不做讨论）。测电表的内阻与测纯电阻的阻值道理相同，对于电表的“身份”我们做一下转换：认为它是一个会说话的电阻，会说自己的电压值（伏特表），电流值（安培表）即测量自己本身分得的电压和通过自身电流。我们须作的工作就是想办法测量另一未知的物理量。 一）、电压表内阻测量的几种方法一、伏安法测量1、利用伏安法测量例题1、A. 待测电压表（0-3V，内阻在之间）；B. 电流表（0-1mA）；C. 滑动变阻器；D. 电源（1.5V的干电池两节）；E. 开关和若干导线。利用伏安法R=U/I，测量电压表示数U和电流表示数I即可，由于滑动变阻器最大阻值远小于被测内阻值，为了满足多测几组数据，利用作图法求电压表的内阻，应选用滑动变阻器分压式电路，电路如图所示。例题2、 某电压表的内阻在 20k 50k 之间，现要测量其内阻。实验室提供如下器材： 待测电压表 V （量程 3V ） 电流表 A 1 ( 量程 200 A) 电流表 A 2 ( 量程 50mA) 电流表 A 3 ( 量程 0.6A) 滑动变阻器 R （最大阻值 1 k ） 电源 E ( 电动势 4V) 开关、导线 所提供的电流表中，应选 _( 填字母代号 ) 为减小误差，要求多测几组数据，试画出试验原理图 【 探究】：把“待测电压表 V ”看作一个电阻，且该电阻可以显示自己的电压，无需另外测量。根据欧姆定律，我们只需测出其电流即可。器材也恰恰有电流表，从理论方面讲，问题可完全解决。电流表选哪块呢？由电压表的规格可算出其满偏电流不会超过 150 A ，从精确度和电表的安全角度考虑，应选量程 200 A 的 A 1 。工作电路中的滑动变阻器应采用分压式。 电路图如图 1 所示， 2、 利用伏安法变形测量例题1、实验电路如图所示，图中E为电源（电动势为4V），R为滑动变阻器（最大阻值为），为已知定值电阻（阻值为），A为电流表（量程为），V为一个有刻度但无刻度值的电压表（量程约3V，内阻约），现要测电压表V的内阻。实验步骤如下：闭合开关、，调节R的滑动触头使电压表V满偏，设满偏电压为，读出电流表A示数为，有闭合，断开，调节R的滑动触头使电压表V满偏，读出电流表A示数为，有联立式，可得电压表内阻二、 “伏伏”法测电压表的内阻“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。1、利用“伏伏”法测电压表的内阻例题1、2、利用“伏伏”法变形（1）测电压表的内阻例题1、为了测量量程为3V的电压表V的内阻（内阻约），实验室可以提供的器材有：电流表，量程为，内阻约；电压表，量程为，内阻约；变阻箱阻值范围为；变阻箱阻值范围为；滑动变阻器，最大阻值约为，额定电流；电源E，电动势6V，内阻约；单刀单掷开关K，导线若干。（1）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。（2）写出计算电压表V的内阻的计算公式为 。分析与解：多数考生解答此题，毫不犹豫地套用伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确。少数考生想到待测电压表的量程为3V，内阻约，电压表中的最大电流为，认为电流表不能准确测量，但由于创新能力差，也做不正确。只有极少数有“伏伏”法新理念的考生才能做正确。答案：（1）测量电压表V的内阻的实验电路如图所示。（2）电压表V的示数U，电压表的示数，电阻箱的读数。根据欧姆定律，利用通过电压表的电流与通过电阻的电流相等，算出电压表的电阻为。例题2、现有如下器材 电压表 V 1 ( 量程 3V ，内阻约几千欧 ) 电压表 V 2 ( 量程 15V ，内阻约几十千欧 ) 定值电阻 R 1 （ 3.0k ） 滑动变阻器 R （ 0 1750 ） 直流电源（电动势约 6V ，内阻不计） 开关、导线若干 要求利用上述器材测量电压表 V 1 的内阻。 画出试验原理图 用已知量和直接测得的量表示电压表 V 1 的内阻的表达式 r=_ 式中各直接测得量的意义 _ 【探究】：把“待测电压表 V 1 ”看作一个电阻，其电压无需另外测量。只要测量电流即可，问题是没有电流表可选择。为测电流，只能在电压表 V 2 、 定值电阻 R 1 上作文章。 方案一：如图 1-1 ，将 电压表 V 1 、 V 2 直接串联，利用 V 2 的电压示数与其内阻的比值求电流，问题是不知道电压表 V 2 内阻的准确值。该方案被否定。 方案二：如图 1-2 ，将 电压表 V 2 和 定值电阻 R 1 组合，用 V 2 的电压示数与 定值电阻 R 1 的比值求电流，该方案可行，但比较粗糙，误差显而易见。求得的电流与我们想要的电流不相等（电压表 V 2 的分流作用）。 方案三：如图 1-3 ，将 电压表 V 1 、 R 1 串接，电压表 V 2 测它们俩的电压。电压表 V 2 的示数 U 2 减去电压表 V 1 的示数 U 1 等于 定值电阻 R 1 两端的电压，这样求得的电流即是 电压表 V 1 的电流，问题解决。 在考虑滑动变阻器 R 、直流电源的因素，试验原理图如图 1-4 所示。 3、利用“伏伏”法变形（2）测量例题1、实验室提供的器材有：A. 电池E：电动势约6V，内阻约；B. 电压表：量程3V，内阻约为；C. 电压表：量程，内阻约为；D. 电阻箱：最大阻值，阻值最小改变量为；E. 滑动变阻器：最大阻值为；F. 开关和导线若干。要求用如图所示的电路测定电压表的内阻，当开关S闭合时，调节滑动变阻器和电阻箱。根据串联电路电压分配原理有：，可得。二、利用欧姆表测量欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，已知欧姆表刻度盘上中央刻度值为“20”，现用欧姆表测量一个内阻约为几千欧的电压表，实验中应把欧姆表选择开关调至100挡，若欧姆表的读数如图所示，则该电压表内阻阻值为。三、利用半偏法测量方法一：用如图所示电路测量量程为1V的电压表的内阻（在之间）。提供的器材还有：A. 滑动变阻器，最大阻值；B. 电阻箱，最大阻值，阻值最小改变量为；C. 电池组：电动势约6V，内阻可忽略不计；D. 导线和开关。实验方法和步骤是： 断开开关S，按图3连接好电路； 把滑动变阻器的触头P滑到端； 将电阻箱的阻值调到零； 闭合开关S； 调节滑动变阻器R的阻值，使电压表指针达到满偏； 调节电阻箱的阻值，使电压表指针达到半偏，读出此时电阻箱的阻值，即为电压表的内电阻的测量值。方法二：量程为3V的电压表V的内阻约为，要求测出该电压表内阻的精确值，实验中提供的器材有：A. 阻值范围为到的电阻箱；B. 开路电压约为5V，内阻可忽略不计的电源E；C. 导线若干和开关。实验电路如图所示，由于电源的电动势没有准确给出，先调节电阻箱阻值，使电压表指针指在中间刻度线，记下电阻箱的阻值，有再调节电阻箱阻值，使指针指在满偏刻度，记