高中物理电阻的测量方法

1.定值电阻的测量方法专题一、电阻的测量（1）“伏安法”测电阻--——常规且重要（3）“替代法”测电阻--——等效替换（5）多用电表测电阻--——快捷但粗糙（2）“伏安法”测电阻拓展------发展方向（6）“电桥法”测电阻--——准确但繁琐（4）“比较法”测电阻--——原理串联分压并联分流（7）闭合电路欧姆定律计算法（不计电源内阻）【原理归纳】以上各种方法的最终原理就是：部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。在运用时对于各物理量的测量要灵活。2.电表内阻的测量方法----——无可奈何（3）替代法（2）半偏法（5）闭合电路欧姆定律计算法（不计电源内阻）（1）伏安法（4）比较法用电压表测电压用电流表测电流外接法？内接法？为减小误差，多测几组数据，求平均值滑动变阻器限流式？分压式？AVAV（1）原理URIIUR1.伏安法测电阻“同一性”（2）电路限流器电路，安培表内接法RXAV··限流器电路，安培表外接法RXAV分压器电路，安培表内接法分压器电路，安培表外接法RXAVRXVAxAxRxARxRRRIUUIUR＝＝测测测电流表分压误差产生的原因:若时，采用电流表内接法XRARxVxVxVRxRxRRRRRIIUIUR＝＝测测测电压表分流误差产生的原因：内接法RXVA··RXAV··外接法VRXR若时，采用电流表外接法。（3）伏安法测电阻之“内接外接”①比值法怎样选择“内接法”与“外接法”？（已给出R的估计阻值）结论：与哪个比值大Rx就与对应表“近接”RARxRVRx将电压表分别接a、b两点②试触法（未给出RX的估计阻值）RXVA··Pab如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足RXRV,不适应用电流表的外接法．应用电流表的内接法．安培表和伏特表示数变化显著（明显）的标志是它们的示数的变化量（绝对误差）占原来值的百分比大．（相对误差）两次接触，那个表示数变化明显,Rx就与那个表“近接”负载RX的电压调节范围可见滑动变阻器的总阻值R越大，电阻RX两端电压的变化范围越大。变阻器总阻值R是Rx的2--5倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大.①限流电路在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大．RXPabERr=0EERRRXX~如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时应从节省电能（）和电路简单考虑，选用限流电路。EIP＝源（4）伏安法测电阻之“限流分压”②分压电路RXPabERr=0负载RX的电压调节范围0---E在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置置于a端．以使负载上的电压和电流最小．（均为零）滑动变阻器的总阻值R越小，越便于调节用电器两端电压．一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻,在0.1—0.5倍之间为好。要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电流表的量程，应选分压电路A2A1．．．．．A2A1Rx．．．．．伏安法测电阻之发散思维2．“安安法”电流表的创新使用－－测电压．条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用．1．“伏安法”测电压表的电阻VA．．．电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻．没有系统误差IURV2122IIRIRAx1221IRIRAA没有系统误差此电路能否测量出电流表的内阻？根据并联分流进行测量没有系统误差V1v2．．．RxV2v1．．．．．3．“伏伏法”电压表的创新使用－－测电流．2211VVRUUR221VxRUUR条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用．没有系统误差存在系统误差RxV2v1．．．．．2221VxRUUURR0V2v1．．．．．02122RUUURV能否消除？根据串联分压进行测量没有系统误差没有系统误差【备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。3．替代法测量电阻利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻可避免这些误差．实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这样的电阻箱便是待测电阻的阻值．（1）原理（2）电路R0·RXA····S1S2ab+R0VS1RX···S2ab··P+用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电压表测量4．比较法测量电阻串联电路和并联电路的重要性质；串联分压和电阻成正比，并联分流与电阻成反比。待测电阻与已知定值电阻串联，通过比较它们的电压来确定待测电阻，待测电阻与已知定值电阻并联，通过比较它们的电流来确定待测电阻，vRXv甲、乙甲图中的电压表的电压U1、乙图中的电压表的电压U2VxRUUUR221xVRUURU212比较法测电压表电阻一．表面结构4．多用电表测内阻１．表盘分清三条刻度线所测量的物理量最下面的一条刻度线分布不均匀（开始阶段较密集），是用来测交流电压的．最上面的刻度线右端标有“0”，从右向左，刻度线依次变密，是用来测电阻的；中间的刻度线共50个小格，分布均匀，是用于测电流和直流电压的；二．测量电路R1．．G．．．R21mA10mA12R1．．G．R26．．R3R4．52.5V10VR1．．G．R24．3．．RR×1×10电流档电路欧姆档电路电压档电路1.使用电流档和电压档时，都不用内电源，必须要有外电源；使用欧姆档时，只能使用内电源，不能再有外电源．2.不管使用电流档、电压档还是欧姆档时，电流都从多用电表的红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表标．以保证电流表能从左向右偏转．注意：使用欧姆档时，红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极．3.多用电表的欧姆档刻度不均匀，只有中央部分便于观察，所以使用欧姆档，要尽量使指针偏转到中央附近；而电流档和电压档则是越接近满偏时误差越小，所以使用电流档和电压档，要尽量使指针的偏转角度大一些．三．欧姆档的测量原理根据闭合回路的欧姆定律测量R、Rg和r均为定值电阻电流I与待测电阻Rx之间存在着一一对应的函数关系，因此可以通过电流的测量达到测量电阻的目的．在刻度盘直接标出与电流I对应的电阻Rx值，可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值．由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反．)()(xgxRfrRRREI２.欧姆调零.当两表笔接触时，Rx=0，此时电流调到满偏值,对应电阻值为零,刻度0１.机械调零．当两表笔间不接电阻时（即不接触），指针不偏，电阻无限大，刻度无限大欧姆表的刻度RErRREIgg)(3.中值电阻等于欧姆档的内阻．RREIxg2因此欧姆档的不同倍率内阻不同．四．欧姆档的测量步骤1．机械调零．检查多用电表的指针是否停在表盘零刻度线，若不指零，可用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处．2．选择合适挡：由于欧姆表的中值电阻是几十欧姆，而用欧姆档测电阻时指针指到中央附近读数比较准确，因此所选倍率比待测电阻的估计值小一个数量级．3．欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮使指针指在欧姆表零刻度线位置，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。4．测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，如果指针在中央附近，表针示数乘以倍率，即为待测电阻的阻值。如果指针靠近左右两端，可根据“大量程大角度偏，小量程小角度偏”规律选择合适倍率重新调零，按步骤3、4进行．5．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。大量程大角度偏小量程小角度偏换档重新调零测量完毕旋离示数不用估读示数要乘倍率1.原理半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻．2.电路3.步骤1.先闭合S1，调节R1使电流表指针满偏.2.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值.3.若R1＞100R2，有Rg=R2S1S2R1R2．．．．．．G半偏法测电流表的电阻4.误差分析在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开关S2时，调节R2使电流表半偏，即通过电流表的电流为Ig/2，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，即比Ig稍大，这样通过R2的电流将大于Ig/2，因此电流表内阻的测量值小于真实值．5.半偏法测电压表的内阻R测R真1.把电阻箱R0的阻值调到0，把滑动变阻器的触头P滑到a端．3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值.4.若RRV，有Rg=R02.闭合开关S，调节R使电压表指针满偏.VRabSR0P．．．半偏法测电压表的内阻半偏法测电流表的内阻电路实验条件gRR1VRR实验步骤1.把滑动变阻器的触头P滑到a端．把电阻箱R0的阻值调到01.把滑动变阻器R1的电阻调到最大，把电阻箱R2的阻值调到02.闭合开关S，调节R使电压表指针满偏.2.先闭合S1，调节R1使电流表指针满偏.3.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值,则Rg=R2.3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值,则RV=R0.S1S2R1R2．．．．．．GVRabSR0P．．．rRREIIgg1gggIrRRRRREI221'gRR2VPaVPaRRRRR11002)(RRRRRRRRVPaVPa原理Pa间的总电压基本不变并联分流干路中的电流基本不变串联分压2RRg0RRV误差分析并联分流满偏时Pa之间电阻半偏时Pa之间电阻串联分压PaPaUU'VRR0S1S2R1R2．．．．．．GVRabSR0P．．．