伏安法测电阻(共13页)

1、伏安(f n)法测电阻VAVAa b伏安(f n)法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培计)外接法，b叫（安培计）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起(ynq)的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即I/I和U/U）。

2、电流表的内、外接问题：（甲）所示电路为电流表外接电路（简称外接法）；（乙）所示电路为电流表内接电路（简称内接法）。两种接法的选择可按下列方法进行：方法一：设电流表、电压表内阻分别为、，被测电阻为，则当时，电流表分压作用小，应选用内接法当=时，电流表分压作用和电压表分流作用相差不大，两种方法均可。（1）滑动变阻器的连接a bRR滑动变阻器在电路中也有a、b两种常用的接法：a叫限流接法，b叫分压接法。分压接法被测电阻上电压的调节范围大。当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。（

3、2）实物图连线技术VAVA无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。对分压电路，应该先把电源、电键和滑动(hudng)变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负(zhn f)接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。（3）描绘小电珠的伏安特性(txng)曲线因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10左右）所以应该选用安培表外接法。

4、U/VI/AO小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，所以U-I曲线不是直线。为了反映这一变化过程，灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必须选用分压接法。在上面实物图中应该选用右面的那个图，开始时滑动触头应该位于左端（使小灯泡两端的电压为零）。由实验数据作出的I-U曲线如右，说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大。（若用U-I曲线，则曲线的弯曲方向相反。）若选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。11把电流表改装为电压表、用图

5、(a)测定电流表内阻rg，方法是：先断开S2，闭合S1，调节R，使电流表满偏；然后闭合S2，调节R/，使电流表达到半满偏。当R比R/大很多时，可以认为rg=R/。（当R比R/大很多时，调节R/基本上不改变电路的总电阻，可认为总电流不变，因此当电流表半满偏时，通过R/的电流也是满偏电流的一半，两个分路的电阻相等）。实际上，S2闭合后，总电阻略有减小，总电流略有增大，当电流表半满偏时，通过R/的电流比通过电流表的电流稍大，即R/比rg稍小，因此此步测量的系统误差，总是使rg的测量值偏小。其中R不必读数，可以用电位器，R/需要读数，所以必须用电阻箱。根据rg、Ig和扩大后的量程，计算出需要给电流表串

6、联的电阻R1的值。(b)（a）、用(b)图把改装的电压表和标准电压表进行校对。校对要每0.5V校对一次，所以电压要从零开始逐渐增大，因此必须选用分压电路。百分误差的计算：如果(rgu)当改装电压表示数为U时，标准电压(diny)表示数为U / ，则这时的百分(bi fn)误差为|U-U / | / U /。如果校对时发现改装电压表的示数总是偏大，则应该适当增大R1的阻值(使表头的分压减小一些)，然后再次重新进行校对。12.测定金属的电阻率被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法；本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路。因此选用上面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。本实验通过

7、的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。13用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻U/VI/Ao0.2 0.4 0.63.02.01.0根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 电阻R的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。VARS为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据：将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的误差

8、是很小的。它在U轴上的截距就是电动势E（对应的I=0），它的斜率的绝对值就是内阻r。（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|U/I |）。为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些。（选用使用过一段时间的1号电池）14.用多用电表探索黑箱内的电学元件设定黑箱上有三个接点，两个接点间最多只能接一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个。测量步骤和判定：用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压；说明箱内无电源。用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变，说明A、C间有一个电阻。用欧姆挡测量，黑表笔接A红表笔接B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大，说明箱内有一个二极管，可能

9、在AB间，也可能在BC间，如右图中两种可能。用欧姆挡测量，黑表笔接C红表笔接B测得阻值比黑表笔A红表笔接B时测得的阻值大，说明二极管在AB间。所以黑箱内的两个元件的接法肯定是右图中的上图。实验练习题1按照有效数字规则读出以下各游标尺的测量值. 读数(dsh)为_cm. 读数为_mm. 读数(dsh)为_m. 读数为_cm. 读数(dsh)为_cm.2按照有效数字规则读出下列电表的测量值.0123051015V00.20.40.60123A 接03V量程时读数为_V. 接03A量程时读数为_A. 接015V量程时读数为_V. 接00.6A量程时读数为_A.3多用电表表头的示意图如右。+ 当指针位

10、置如图中灰三角箭头所示,则测量的是_,测量结果为_. 当指针位置如图中白三角箭头所示,则测量的是_,测量结果为_. 当指针位置如图中黑三角箭头所示,则测量的是_,测量结果为_. 白灰 当指针位置如图中黑三角箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的操作步骤应该依次为:_,_,_.黑测量结束后应将选择开关拨到_或者_. 无论用多用电表进行(jnxng)何种(直流)测量，电流都应该从_表笔经_插孔流入电表。4用螺旋(luxun)测微器测量长度时,可以精确到_m,读数应该读到_mm.读出下列四种情况下的测量结果。 _mm。_cm。 _m。 _10-3m。01234567890012345

11、678910abc5如图是一个(y )游标卡尺。图中a、b、c分别叫做_、_、_.如图有一个小型气缸,欲测量其所用材料的体积V,需要测量高度H,深度h,外径D,内径d,应该分别用游标卡尺的哪一部分?(用字母表示)_,_,_.在测量外径时，游标卡尺的尺面应该跟气缸底面垂直还是平行?_.为减小偶然误差,要求测量4四次,那么每测量一次后应将气缸绕中心轴转动_度. 用测量结果表示V的表达式为:_.6右图是千分尺的示意图.图中所标的各部分依次叫做:_,_,_._,_,_ .75 76 770 5 10在测量时,当快要接触被测物体时,要停止使用_,改用_,目的是既可以_,又能_.千分尺中的精密螺纹的螺距为

12、_mm,其可动刻度部分分为50等分,每一小格表示_mm.7实验室用水银气压计测量大气压时刻度尺和游标的位置如右图所示.由此可以读出当时的大气压为_mmHg=_Pa.8某同学用天平称量一只小铁球的质量。他将被测物体放在天平左盘内，在右盘内放有16g砝码，将游码移到如图位置时天平恰好平衡。则被测物体的质量为_g。请在图中画出在调节天平横梁水平时游码应该处在的位置。0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000mg10 1040 400 020 2030 3050 50N9右下图是一个弹簧秤的示意图,该弹簧秤的量程为_N。由图中读出的测量值应为_N。012345

13、678910A B C D E F10在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到(d do)一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流。他把一把毫米刻度尺放在纸带(zh di)上，其零刻度和计数点A对齐(du q)。 按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5，它们依次为_cm、_cm、_cm、_cm、_cm。 由以上数据计算打点计时器在打B、C、D、E各点时,物体的即时速度vB、vC、vD、v

14、E依次是_m/s、_m/s、_m/s、_m/s。 根据以上结果,试用两种不同的方法计算该物体的加速度a。 根据中得到的数据,试在右边所给的坐标系中，用做v-t图象的方法，从图象中求物体的加速度a.。要标明坐标及其单位，单位大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸).试说明为什么用图象法求加速度的偶然误差比较小? 从图象上求纸带上的A、F点所对应的物体的即时速度vA=_m/s，vF=_m/s，并由此计算:当打点计时器打下A点的时刻，物体已经从静止开始做匀加速运动_s了。 如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实

15、际值偏_，理由是：_。11某同学在公路边等汽车回校上学,他发现路边有一台小四轮拖拉机的发动机下漏机油,他估算了一下,大约每2秒钟滴下一滴机油,这些油在路面上形成一小片油迹.后来这台拖拉机开走了,在路面上留下一系列油点.他走过去观察了一下,发现从那一小片油迹开始,向前2m有一个油点,再向前4m有一个油点,再向前6m又有一个油点.这位同学由此估算出这台拖拉机启动时的加速度约为_m/s2.如果拖拉机匀加速到6m/s后保持匀速运动，那么它启动半分钟后大约开出_m远。12橡皮筋的一端固定在A点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测

16、力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N和_N。（只须读到0.1N）；在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。O A B C9.5115.712.4213在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照(nzho)正确的操作选得纸带如右。其中O是起始(q sh)点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米(ho m)刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_ ,应记作_cm。 该同学用重锤在OB段的运动来验证机械

17、能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_，而动能的增加量为_，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量，原因是_。 另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为_，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_动能的增加量,原因是_。OM14某同学想在家里做用单摆测

18、定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是： A.将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点 B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长 C.将石块拉开一个大约=30的角度,然后由静止释放 D.从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t,，由T=t/30得出周期 E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T F.求出多次实验中测得的的平均值作为计算时使用的数据,带入公式求重力加速度g。 你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是_。为什么? 该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统

19、误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?_。你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难?15在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n,，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V,，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m。 用以上字母表示油酸分子的大小d = 。 从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m =_ _。R1 R216在有些电学实验中要用到零刻度在中央的灵敏电流表G.，而且在使用前往往要求先判定通过该电流表的电流方向跟指针偏转方向

20、的关系。这种电流表的量程一般都很小，一不小心就可能烧毁电表。如图，现在有一只这样的灵敏电流表G、一只干电池、一个阻值很大的电阻R1和一只阻值很小的电阻R2。 用笔画线作为导线,把以上元器件都连接在测试(csh)电路中。 简述(jin sh)测试方法。17用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时，下列哪些情况是能够(nnggu)实现的是（ ）M NMNM NM A.如图圆柱形电极M、N都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场 B.如图圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，模拟正点电荷周围的静电场 C.如图两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场 D.

21、如图圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场18用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图，各器材规格为：待测电阻RX（约100）直流毫安表（量程0-10mA，内阻50）直流电压表（量程0-3V，内阻5k）直流电源（输出电压3V，内阻可不计）滑动变阻器（0-15，允许最大电流1A）电键一只，导线若干。mA根据器材的规格和实验要求，在下面方框中画出实验电路图，并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路。19某电压表的内阻在2030k之间，为了测量其内阻，实验室提供下列可用的器材：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(

22、hudng)变阻器R（最大阻值(z zh)1 k）电源(dinyun)E（电动势4V）电键。在所提供的电流表中应选用_。为了尽量减小偶然误差，要求多测几组数据。试在右边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） 20在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5左右。实验主要步骤如下：用_测量金属导线的长度，测3次，求出平均值L；在金属导线的3个不同位置上用_测量直径，求出平均值d；用伏安法测量金属导线的电阻R。在方框中画出实验电路图，并试把右图中所给的器材连接成测量R的合适的线路。图中安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1；伏特计要求用0-3V

23、量程，内阻约几k；电源电动势为6V；滑动变阻器阻值0-20。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值，得到该金属电阻率的表达式为=_。U/VI/mA1.0 2.0 3.01.51.00.5O21用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为10，滑动变阻器的最大阻值为20，选用能够尽量减小系统误差的电路进行实验，所测得的各组数据已用实心点标在了右图的坐标纸上。根据各点表示的数据描出该电阻的伏安特性图线，并由此图线得出该电阻的阻值为RX=_（保留2位有效数字）。在方框中画出实验电路图。将实物连接成实验电路。mA22用图示的电路(dinl)测定未知电

24、阻RX的值。图中电源(dinyun)电动势未知，电源内阻和电流表的内阻均可忽略不计，R为电阻箱。 若要测得RX的值，R至少(zhsho)需要取_ _个不同的数值。 若电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转角度与通过的电流成正比，则在用此电路测RX时，R至少需取_ _个不同的数值。AR RX 若电源内阻不可忽略，能否应用此电路测量RX？答：_ _。23有一只电阻RX，其阻值大约在40-50之间，需要进一步测定其阻值。现有的器材有：电池组E（电动势9V，内阻约0.5）伏特表V（量程0-10V，内阻约20k）毫安表A1（量程0-50mA，内阻约20）毫安表A2（量程0-300mA，内阻约4）滑动

25、变阻器R1（0-100，额定电流1A）滑动变阻器R2（0-1700，额定电流0.3A）电键一只，导线若干。有两种可供选择的电路如图1和图2所示。实验中要求多测几组电流、电压值。mARXEKRmARXEKRVV图1 图2 为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图_所示的电路；应选代号为_的毫安表和代号为_的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由_引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏_。 若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_所示的电路进行测量。24欲将量程为100A内阻为500的灵敏电流表改装为量程为1mA的毫安表。需要给它_联一只R=_的电阻。

26、需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对。校对所用的器材的实物图如下(rxi)（其中标准毫安表事先已与一只固定电阻串联，以防烧表）。校对过程要求通过毫安表的电流能从0连续调到1mA。请按要求在方框中画出校对电路图，并在所给的实物图上连线。AmA25电路图中E为电源(dinyun)，其电动势为E，R1为滑动(hudng)变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于I0/2，然后读出R2的值，取RA=R2。按照电路图在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。

27、图2EAR1R2 K2K1真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即，试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。若已知I0=10mA，真实值RA约为30，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？26把电流表改装为电压表的实验中，分3个主要步骤，实验中给出的器材有：电流表（量程0-100A）AR2R1K2K1E图1标准伏特表（量程0-5V）电阻箱（0-9999）电阻箱（0-99999）电源（电动势2V，有内阻）电源（电动势6V，有内阻）滑动变阻器（0-50，额定电流1.5A）电键两只，导线若干。首先要用半偏法测定电流表的内阻。如果采用图1所

28、示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么(n me)从以上给出的器材中，可变电阻R1应选(yn xun)用_，可变电阻R2应选(yn xun)用_，电源E应选用_。 该步实验操作的步骤有：A.合上K1 B.合上K2 C.观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大 D.调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 E.调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 F.记下R2的阻值。 把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处：_；_；_；_；_；_。如果在步骤F中所得的R2的阻值为600，则图1中被测电流表的内阻Rg的测量值为_。如果要将图1中的电流

29、表A改装为量程为0-5V的伏特表，则改装的方法是给电流表_联一个阻值为_的电阻。 在用以上步骤将电流表改装成伏特表后，下列说法中正确的是 A.由于电流表内阻的测量值比其真实值小，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压小B.由于电流表内阻的测量值比其真实值小，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压大C.由于电流表内阻的测量值比其真实值大，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压小D.由于电流表内阻的测量值比其真实值大，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压大图2AV图2所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求对0-5V的所有刻度都能在实验中进行校对）；然后在图2上画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。实验练习题答案1