伏安法电阻的测量

第1页共2页伏安法电阻的测量①原理：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，即IUR②伏安法测电阻的两种电路如图14-7-4(a)所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”；如图14-7-4(b)所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”．③伏安法测电阻的误差分析图14-7-4中，R为待测电阻，因为电流表、电压表分别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差．a．电流表外接法电压表示数RAUU电流表示数RVRAIIII真测RIUIURRRAV，测量值偏小，适于测量小阻值电阻．说明：误差来源于电压表的分流作用，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即VRR．b．电流表内接法电压表示数RARVURUU电流表示数RAII真测RIUIURRRAV，测量值偏大，适于测量大阻值电阻．说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电路适合测量大电阻，即ARR．④伏安法测电阻电路选择a．定量判定法若已知待测电阻的大约值xR，电流表的内阻AR和电压表的内阻VR，则当xVAxRRRR时，选用电流表内接法．当xVAxRRRR时，选用电流表外接法．当xVAxRRRR时，选用电流表两种接法都可以．b．试触法若不知xR的大概值，为了选择正确的电路接法以减少误差，可将电路如图14-7-5所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况．若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即xR是一个高值电阻，应选用内接法，S应接b测量．若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用强，即xR是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a处测量．第2页共2页例4一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图14-7-10(a)(b)两种电路各测一次，用(a)图所测数据为3.0V，3.0mA，用(b)图测得的数据是2.9V，4.0mA，由此可知，用__________图测得xR的误差较小，测量值________Rx．分析：对比两次测量中电压和电流的变化量，电压的变化量为原电压的301，电流的变化量为原电流的31，说明电压的变化远小于电流的变化．解：比较两次测量的数据，电压表的变化较小，说明电流表分压不明显，即电流表内阻xARR．所以采用(a)图测量时误差较小，且)(10001033IUR3x．评注：待测电阻xR的大小是相对的，当AxRR，即认为是大电阻，这时电流表与xR串联时分压很小，故采用内接法时误差较小．而当VxRR时，即认为是小电阻，这时电压表与xR并联时分流很小，故采用外接法误差较小．【规律总结】1．测定电阻值有不同的方法，伏安法是比较准确的，但电流表的内、外不同接法使电阻的测量带来误差．2．电压表或电流表在读数时，指针摆到最大偏角的32附近读数较准．3．电表改装后，被改装的电表的表头内阻不会发生变化，允许流过的最大电流也不会发生变化．控制电路的安全及偶然误差：根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择。（1）滑动变阻器限流接法。一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式。限流接法适合测量小电阻或与变阻器总电阻相比差不多或还小，（如图所示）。（2）测动变阻器分压接法。若采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式；当用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组实验数据）时，必须选用滑动变阻器分压接法；要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时，须选用滑动变阻器分压连接方式（如图所示）。例1．有一小灯泡上标有“６v，０.6W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I—U图像，已知所用器材有：A．电流表：0—0.3A，内阻1ΩB．电压表：0—15V，内阻20kΩC．滑动变阻器：0—30Ω，额定电流2AD．学生电源（直流9V）E．开关一只，导线若干为使实验误差尽量减小，试画出合理的实验电路图