实验电阻的测量

实验电阻的测量当前第1页\共有36页\编于星期二\6点学习目标：认识并理解电路掌握电阻测量方法会选取实验器材会设计电路及分析误差重点、难点：测量原理器材的选取电路的设计当前第2页\共有36页\编于星期二\6点看下面电路图，你能说出各部分的功能吗？对基本电路的理解当前第3页\共有36页\编于星期二\6点一、供电电路

供电电路又称控制电路，常用的有两种连接方式——限流式和分压式.两种电路的比较如下表：当前第4页\共有36页\编于星期二\6点比较内容限流式分压式

RX表示负载电阻，E表示路端电压，R0表示滑动变阻器的总阻值思考：闭合前滑动头P应置于何处?向哪一侧滑动会使输出电压增大？ES

baPESbaP电路结构控制原理通过调节滑动变阻器阻值改变电流，控制负载电压通过调节滑动变阻器改变串联电路分压比，控制负载电压负载电压调节范围(不计电源内阻）电路优点电路连接简单，能耗较小电压调节范围较大当前第5页\共有36页\编于星期二\6点限流电路、分压电路的选择原则①若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，应采用分压电路．②若实验中要求电压从零开始连续调接，或研究伏安特性，则必须采用分压式电路．③两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法.当前第6页\共有36页\编于星期二\6点伏安法测电阻:比较法测电阻：替代法测电阻：二、测量电路注意：①测量电路决定了测量原理；②测量结果表达式只与测量电路有关.当前第7页\共有36页\编于星期二\6点

电表改装后要与标准电表进行比较，称为校对AA′GARVV′GVR三、校对电路当前第8页\共有36页\编于星期二\6点四、保护电路

为了保证实验器材的的安全，有时需要采用保护电路（保护电阻）R当前第9页\共有36页\编于星期二\6点伏安法测电阻

比较内容电流表内接法电流表外接法电路图

原理误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV测量结果偏大偏小适用条件RA≪Rx（大电阻）RV≫Rx（小电阻）1.两种接法比较AVRXRXVA当前第10页\共有36页\编于星期二\6点①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较大，用电流表内接法；若Rx较小，用电流表外接法．即比较2.两种电路的选择方法与的大小＞电流表内接法＜电流表外接法当前第11页\共有36页\编于星期二\6点按右图接好电路，②实验试探法让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数变化较大，则采用电流表接法；（为什么？）

如果电流表的示数变化较大，则采用电流表接法。（为什么？）外内当前第12页\共有36页\编于星期二\6点

【例1】用伏安法测定一电阻器Rx的阻值（约为5Ω）提供的器材有：电压表V：量程3V，内阻约15kΩ；电流表A1：量程3A，内阻约0.2Ω；电流表A2：量程300mA，内阻约1Ω；变阻器R1：1～1000Ω，额定电流0.3A；变阻器R2：1～50Ω，额定电流1A；电池组E，电动势3V，内阻0.3Ω；开关K，导线若干。为了较精确测定该电阻器(Rx)的阻值，要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，为了实验能正常进行，并尽量减小测量误差，而且要求滑动变阻器便于调节，则电流表应选用_________(填代号，下同)，变阻器应选用__________。画出实验电路图。当前第13页\共有36页\编于星期二\6点审题：

目的选电表：

伏安法测电阻，3V电压表必用；估算通过电阻的电流最大值：设计电路：

电流表外接法。——测电阻，方法——伏安法要求——电压调节从0开始且变阻器便于调节控制电路应采用分压式，变阻器选用R2选A2RXA2VR2SE比较>>

Rx（约为5Ω）电压表V：3V，约15kΩ；电流表A1：3A，约0.2Ω；电流表A2：300mA，约1Ω；变阻器R1：1～1000Ω；变阻器R2：1～50Ω；E=3V当前第14页\共有36页\编于星期二\6点【例2】.在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5Ω.实验室备有下列实验器材：A．电压表(量程为3V，内阻约为15kΩ)B．电压表(量程为15V，内阻约为75kΩ)

D．电流表

C．电流表(量程为3A，内阻约为0.2Ω)(量程为600mA，内阻约为1Ω)E．变阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．电池E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H．开关S，导线若干(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________________．选电压表：E＝3V，故电压表选AIm＝3/5=0.6A，故电流表选选电流表：D选变阻器：为便于调节，变阻器选R1EGH当前第15页\共有36页\编于星期二\6点(2)为减小实验误差，应选用图中__(填“a”或“b”)由于RV>>Rx

，应采用电流表外接法b(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm，两电表的示数分别如图所示，则电阻值为_______，电阻率为________．U=2.16V,I=0.44AR=4.9Ω当前第16页\共有36页\编于星期二\6点【例3】.某电压表的内阻在20千欧～50千欧之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材:

待测电压表V（量程3V）电流表A1（量程200μA）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程0.6A）滑动变阻器R（最大阻值1KΩ）电源E（电动势4V）电键S。（1）所提供的电流表中，应选用___________（填写字母代号）。（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在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）。ES当前第17页\共有36页\编于星期二\6点分析：测电表内阻是伏安法的推广，待测电表既是一个电阻，又是一个电表，能够显示电压（或电流）一表三用。

测电压表内阻时，另需一只电流表即可实现伏安法（怎样连接？画出草图）；

测电流表内阻时，另需一只电压表即可实现伏安法（怎样连接？画出草图）。当前第18页\共有36页\编于星期二\6点

审题：采用什么方法？电流表如何选取？测量电路怎样设计？控制电路采用哪种方式？选电表：选取一只电流表与待测电压表组成伏安法，如图a，

V

A图a当电压表达满量程3V时，电流的最大值为Imax≈3/20×10-3=150(A)，应选电流表例3.电压表V（3V）内阻在20千欧～50千欧之间

电流表A1（量程200μA）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程0.6A）（1）所提供的电流表中，应选用___（填写字母代号）。A1A1当前第19页\共有36页\编于星期二\6点滑动变阻器最大阻值1kΩ,电压表内阻几十千欧，供电电路应采用接法。例3.电压表V（3V）内阻在20千欧～50千欧之间，

滑动变阻器R（最大阻值1KΩ）电源E（4V）（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在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）。分压式供电电路：

所以正确电路如图b所示。ESV

AA1R当前第20页\共有36页\编于星期二\6点并联电路中，电流与电阻成反比，通过比较电流即可比较电阻——电流比较法串联电路中，电压与电阻成正比，通过比较电压即可比较电阻——电压比较法比较法测电阻当前第21页\共有36页\编于星期二\6点将待测电阻与一已知电阻并联时，此时需要两个电流表，其中A1内阻必须已知设两电流表的读数分别为I1、I2，则其中r1

为A1内阻一.电流比较法1.观察电路图有什么特点？2.测量原理：

3.测量结果表达式：当前第22页\共有36页\编于星期二\6点

将待测电阻与一已知电阻串联时，

其中电压表V1的内阻r1必须已知。设两电压表读数分别为U1、U2则其中r1为电压表V1的内阻

以上两种电路都要保证两表指针偏转角尽可能都大，即两表量程相匹配。二.电压比较法1.观察电路特点2.测量原理3.测量结果表达式：当前第23页\共有36页\编于星期二\6点【例1】用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材如下：电流表A1:（量程250mA，内阻r1为5Ω）电流表A2:（量程300mA，内阻r2约为5Ω）待测电阻Rx:（阻值约为50Ω）滑动变阻器R:（最大阻值10Ω）电源E:（电动势约10V，内阻约为1Ω）开关S，导线若干（1）要求方法简单，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明器材代号。（2）实验中所要直接测量的物理量是

，用测得的量表示待测电阻Rx的阻值计算公式为Rx

。当前第24页\共有36页\编于星期二\6点审题：测电阻，电流表A1（量程250mA，内阻r1为5Ω）电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω）待测电阻Rx（阻值约为50Ω）滑动变阻器R:（最大阻值10Ω）电源E:（约10V）电流比较法画出测量电路图：问题：A1、A2、RX中的最大电流各多大？画出供电电路：SERRXA1A2测量结果表达式：当前第25页\共有36页\编于星期二\6点【例2】（天津卷）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻约5KΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值为3KΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干。①有人拟将待测电压表V1

和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1

的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是

。③由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。

当前第26页\共有36页\编于星期二\6点分析：若采用伏安法，选用电流表A与V1串联（如图a）,图aA

V1流过电压表的电流最大约1mA,电流表A不能准确测量;测电压表V1的内阻RV，量程2V，内阻约2KΩ电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；

①有人拟将待测电压表V1

和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1

的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是当前第27页\共有36页\编于星期二\6点确定方法：考虑选取电压表V2,就要采用法

基本接法如图b,

通过比较V1、V2的电压来比较电阻即

V1

V2图b测电压表V1的内阻RV，量程2V，内阻约2KΩ

电压表V2，量程5V，内阻约5KΩ；定值电阻R1，阻值30Ω

定值电阻R2，阻值为3KΩ②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图并标出所选元件的相应字母代号：

比较可是V2的内阻未知，不可行。但是给我们提供了一个思路，可以用一个定值电阻与V1串联比较电压，V2内阻未知可以测总电压（如图c），

设V1、V2读数分别为U1、U2则

图cR

V2V1V1RV22当前第28页\共有36页\编于星期二\6点V1的内阻约2KΩR2阻值为3KΩ滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A分析供电电路：SER3R2

V2V1当前第29页\共有36页\编于星期二\6点连实物图：当前第30页\共有36页\编于星期二\6点替代法测电阻电路如图所示，

观察电路的特点：

RX为待测电阻，电阻箱R作用是什么？为什么用单刀双掷开关？电流表A、电压表V什么作用？RXRVSARXRS当前第31页\共有36页