高一物理电路设计原理之伏安法测电阻课件

电路设计原理之伏安法测电阻

娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料1．进行实验设计的总体原则（1）精确性：在实验误差允许的范围内，应尽可能选择误差较小的方案．（2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，不会对器材造成损害，且成功率高．（3）可操作性：实验应便于操作和读数，便于进行数据处理．娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料2．实验设计的基本思路实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤．而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件．娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料实验原理举例:伏特表是接Ａ还是Ｂ点呢？这部分称为测量电路！控制电路：控制电流的大小（电压大小）娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料测量电路之电流表的外接法：当Ｒx为小电阻时，通常用外接法娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料测量电路之电流表的内接法：当Ｒx为大电阻时，通常用内接法娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料电流表内、外接法的选择：内接法中，由于电流表内阻的影响，电阻的测量值大于真实值；外接法中，由于电压表内阻的影响，电阻的测量值小于真实值。为了尽可能地减小误差，必须判断被测电阻是大电阻还是小电阻，从而确定内、外接法。娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料【例】有一个未知电阻，为了较准确地测出其电阻值，采用如图的方法，当电压表的预留端接在A点时，两电表的读数分别为4.8V，5.0mA，接在B点时，两电表的读数分别为5.0V，4.0mA，则被测电阻的测量值较准确的数值等于多少？巩固与练习娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料【解析】由题意可知，电流表示数变化明显，说明外接时电压表分流作用大，即被测电阻的阻值可以与电压表相比较，说明被测电阻为大电阻，内接法误差小，则被测电阻的测量值较准确的数值应用第二组数据来计算，即R测=1250Ω。娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料控制电路的选择：滑动变阻器分压与限流接法的选择1、限流接法：如图2甲所示，注意：在接通电源之前应把接入中路中的电阻最大，电路中的电流最小，以保证安全。即图中滑片P移到b端。图2甲娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料2、分压接法：如图2乙所示。注意：在接通电源之前，滑片P应移到图中的a端，使负载的电压和电流均为最小，以保证安全。图2乙控制电路的选择：滑动变阻器分压与限流接法的选择娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料控制电路设计方法（分压、限流电路选择）在下列情况下应选择分压电路（1）实验要求待测电阻两端电压从零开始连续变化。（2）限流不能保证安全，即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流．（３）变阻器全电阻远小于测量部分的电阻．在限流、分压两种电路都满足实验要求时，由于限流电路结构简单，损耗的电功率小，应优先选用．娄底五中2007年暑期高一衔接教育资料伏安法测电阻小结基本电路的选择比较项目电流表内接法电流表外接法电路测量结果R测RxR测Rx误差原因

适用条件

电流表的分压电压表的分流

R>>RA

RV>>R

=U/I>＝U/I<伏安法测电阻

内接法和外接法的选择a：阻值判断法：待测电阻值的阻值RX<<RV，即待测电阻Rx阻值较小约几欧～几十欧时，采用外接法误差较小。当Rx》RA即阻值较大约几千欧以上时，采用内接法误差较小。

例.用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为

Ω，真实值是

Ω，R2的测量值为

Ω，真实值是

Ω。300290300333练习.用伏安法测电阻，采用电流表内接法和外接法，测得某电阻Rx的阻值分别为R1和R2，则所测的测量值和真实值Rx之间的关系是（）（A）R1＞Rx＞R2（B）R1＜Rx＜R2（C）R1＞R2＞Rx（D）R1＜R2＜RxA内接法和外接法的选择c：实验探测法（试触法）：AVabb：倍率比较法：

如果，则为小电阻，采用外接法误差小如果，则为大电阻，采用内接法误差小。利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P，将P分别与a，b两点接触一下，如果安培表示数变化，则P应接在————处，如果伏特表示数显著变化，则P应接在

处。解：安培表示数变化显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表内阻相比。因此采用内接法可以减小误差，P应接在b处。RabPVA而当伏特表示数变化显著，说明被测电阻较小可跟安培表内阻相比。因此采用外接法可以减小误差，P应接在a处。ab返回4．如图所示，滑动变阻器R1的最大阻值是200欧，定值电阻的阻值R2=300欧，A、B两端的电压恒定，UAB=8V。当开关S断开时，移动滑片P，R2两端的电压变化范围是

，当开关S闭合时，移动滑片P，R2两端的电压变化范围是

2、滑动变阻器的限流接法与分压接法比较项目限流接法分压接法

电路RX电压调节范围

RX电流调节范围

灯泡电流相同时电路消耗总功率

闭合前触头的位置

IE(I+I’)Eba0~E1、两种电路比较：分压接法的优势是：电压变化范围大，限流接法的优势：电路连接简便，附加功率损耗较小2、选择原则：a..当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法b.当负载电阻Rx较小，变阻器总阻值R较大是Rx的几倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法c.当负载电阻Rx较大是R的几倍时，变阻器总阻值R较小，限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法．d.当要求电压从0变起，一定用分压接法．滑动变阻器的使用ABCD串联限流电路并联分压电路——分压器滑动变阻器的两种主要连接方式：RXRABC(D)RXR两种接法均可起到调压，限流作用，但调节范围不同，功率损耗也不同．AVSRxR0滑线变阻器采用限流式接法滑线变阻器采用分压器接法AVSRxR0P3、电表的量程选择 测量值不超过电表的量程； 测量值应使表针有较大的偏转范围，一般在1/2量程以上。限流电路分压电路电压范围电流范围0——U经验总结：1、关于电流表内外接：2、关于分压与限流：3、关于滑动电阻器的选择：4、关于滑动变阻器在闭合开关前p的位置限流器电路，安培表内接法RX＞＞RARXAV限流器电路，安培表外接法

RX＜＜RVRXVAAV分压器电路，安培表内接法RX＞＞RAAVRX分压器电路，安培表外接法RX＜＜RVVARX伏安法测电阻的电路设计