2.43伏安法测电阻——内接法和外接法

伏安法测电阻——内外接，分压限流，仪器选择，描绘小灯泡的伏安特性曲线实验：电阻的测量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，IUR伏安法伏安法测电阻的两种电路电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”AVRAVR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．一、电阻的测量（实验电路内外接的）伏安法测电阻的误差分析电流表外接法电压表示数Uv=UR电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻.RVRAIIIIAVIUR测说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即VRRRRIUR真AVR伏安法测电阻的误差分析电流表内接法RAIIAVIUR测电压表示数UV=UR+UAUR电流表示数测量值偏大,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AVRRRIUR真电阻的测量外接法内接法误差来源测量结果测量条件伏特表的分流电流表的分压R真＞R测R真＜R测RRARRV伏安法测电阻AVxRRR用外接法．即AVxRRR用内接法．伏安法测电阻电路选择大内大小外小如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R的测量值比真实值,测量值为,真实值为.小100Ω125ΩAVRcd试触法：若不知道电阻值，可借助试触法来确定用哪种接法AVRxab1、若电流表示数变化比较明显，说明电压表分流作用强，应采用内接法。2、若电压表示数变化比较明显，说明电流表分压作用强，应采用外接法。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,用如图(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Rx的误差较小,测量值Rx=.（a）1000ΩAVAVRxRx(a)(b)二、电阻测量控制电路的连接方式——滑动变阻器的连接：（限流）（分压）111、滑动变阻器的结构如图所示，A、B是绕在绝缘桶上的两个端点，C、D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。ABDCP2、把A和C接线柱接入电路中，当滑片P由B向A移动时，接入电路的电阻将由大变小。这是为什么？3、你是否可以设计出另外几种连接方案，使滑片P移动时，接入电路的电阻由大变小？滑动变阻器12（一）、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．131.限流式EsRABPRxEERRRxx~限流式电路的特点:1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单.2.电能损耗较小.图中变阻器串联在电路中起限流作用待测电阻Rx的电压可调范围待测电阻Rx的电流可调范围xxRERRE~142.分压式E~0分压式电路的特点:1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大.但电路结构较为复杂.2.电能损耗较大.EsPRxRAB图中变阻器起分压作用待测电阻Rx的电压可调范围待测电阻Rx的电流可调范围xRE~015限流式分压式电压可调范围电能损耗限流和分压电路的选取EERRRxx~E~0较小较大电流可调范围xRE~0xxRERRE~EsRABRxEsRxRAB串、并联关系不同分压电路调节范围大分压电路调节范围大16限流和分压电路的选取限流式分压式EsRABRxEsRxRAB电路说明1、限流电路耗能小，电路简单，在安全前提下应优先考虑。2、三种情况下必须采用分压接法：（1）要求电压从零开始连续变化；（2）电路允许的最大电流很小；（3）滑动变阻器的电阻远小于待测电阻。17三、实验步骤1、器材的选择器材种类选取原则唯一性器材电源，导线，开关等滑动变阻器安全：电路电流不能超过其额定电流，方便：电阻越小操作越方便。安培表、伏特表的选择安全：电路电流不能超过Ⓐ表量程，电压不能超过Ⓥ表量程；精确：电路电流、电压尽可能指Ⓐ、Ⓥ表满量程的1/3到2/3；2、试验电路的选择“外小内大”3、控制电路的选择“能限则限，当限流法三个无法时选分压”四、练习：1、用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻RX：约100Ω；直流电流表：0~10mA，内阻50Ω；直流电压表：0~3V，内阻5kΩ；直流电源：输出电压3V，内阻不计；滑动变阻器：0~15Ω，允许最大电流1A；电键一个，导线若干。根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。VARX2、用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻：约几十Ω；直流电流表：0~0.6A，内阻2Ω；直流电压表：0~15V，内阻15kΩ；蓄电池：电压12V；滑动变阻器：0~200Ω；电键一个，导线若干。为了减小实验误差，应采用的电路图是（）VAVAVAVA（A）（B）（C）（D）3、测一阻值约为12Ω的电阻，备有下列器材：A电流表（量程0~3A，内阻0.0125Ω）；B电流表（量程0~0.6A，内阻0.125Ω）；C电压表（量程3V，内阻3kΩ）；D电压表（量程6V，内阻6kΩ）；E直流稳压电源（电动势6V，内阻很小）；F滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）；G滑动变阻器（0~200Ω，额定功率0.3A）；H导线若干，电键一个。①电流表应选，电压表应选，变阻器为。②画出测量电路原理图。2122试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线（1（2三．实验仪器小电珠（“4V，0.7A”或“3.8V，0.3A”）、4V～6V学生电源，滑动变阻器，电压表、电流表、开关、导线若干、坐二．实验原理用测出流过小电珠的电流，用测出小电珠两端的电压，测出多组（U，I）值，在坐标系中描出各对应点，用一条将这些点连结起23试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线（1）确定电流表、电压表的量程，采用电流表法，滑动变阻器采用式（2）把滑动变阻器的滑动片调节到使接入测量电路中的最小的位置（图中最左端），接线经检查无误后，闭合开关S（3）移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入如图所示的表格中，断开开关S．次数12345678910U（V）00．40.81.21.62.02.42.62.83.0I（A）（4）在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系，在坐标系内描出各组数据所对应的点，将描出的点用平滑的曲线连结起来，（5）拆除电路，整理仪器．24试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线五．注意事项（1）本实验要作I-U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法．（2）由于小电珠电阻较小，当它与电流表0～0.6A串联时，电流表的分压影响很大，为准确描出小电珠的伏安特性曲线，即U、I的值，故电流表采用外接法．（3）开关闭合前滑动变阻器滑片应移到使开关闭合时小电珠两端的（4）电流表选择0.6A量程，实验过程中为了减小误差，电压表量程需变换．当U≤3V时，采用3V量程；U3V时改用15V（5）画I-U时纵轴和横轴的标度要适中，使所描图线占据整个坐标为宜，不要画成折线，用平滑曲线连接时，如果有个别偏离较远的（6）所画I-U图线为曲线的原因是金属的电阻率随温度的升高而增25试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线例2、某学生用如下图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，小灯泡标有“3.8V，1W”的字样，电池组电动势为4.5V（内阻不计），滑动变阻器有两种规格：R1标有“10Ω，2A”，R2标有“100Ω，20mA”．测量时要求小灯泡两端的电(1)滑动变阻器应选用【考题举例】描绘小灯泡的伏安特性曲线实验举例(2)①开始实验前他的实物接线如下图甲所示，请指出该学生实a．b．c．d．．②请就此在下图乙中进行正确的连接．26试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线解析：（1）根据小灯泡的额定功率和额定电压，可得其额定电流I=P/U≈0.26A，故滑阻应选R1（2）①abcd答案点评：本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验电路、实验器材的选取，考查学生的分析能力和实验电路的设计能力．