测量电阻方法大全.docx
- 文档编号:16764810
- 上传时间:2023-07-17
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:192.58KB
测量电阻方法大全.docx
《测量电阻方法大全.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《测量电阻方法大全.docx(20页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
测量电阻方法大全
测量电阻方法大全
1.伏安法测电阻
(1)原理:
部分电路欧姆定律
(2)电流表外接法,如图1所示
①
,测量值偏小。
②系统误差原因:
伏特表V分流
③适用于测量小阻值电阻.因为RX越小,V分流越小,误差越小
(3)电流表接法,如图2所示.
①
,测量值偏大。
②系统误差原因:
安培表A分压
③适用于测大阻值电阻,因为RX越大,A分压越小,误差越小
(4)、外接法的选用方法
①在知道RX,RV,RA的大约值时,可用估算法.
时,选外接法
时,选接法
②在不知道RX,RV,RA大约值时,可用试触法,如图3所示.
触头分别接触a、b:
如V变化大,说明A分压大,应选外接法;如A变化大,说明V分流大,应选接法.
【例3】
(1)某同学欲测一电阻RX(阻值约300Ω)的阻值,可供选择的仪器有:
电流表A1:
量程10mA; 电流表A2:
量程0.6A;
电压表V1:
量程3V; 电压表V2:
量程15V;
电源电动势为4.5V.
该同学先按图4接好电路,闭合S1后把开关S2拨至A时发现两电表指针偏转的角度都在满偏的4/5处;再把开关S2拨至b时发现.其中一个电表的指针偏角几乎不变,另一个电表指针偏转到满偏3/4处,则该同学在实验中所选电压表的量程为______,所选电流表的量程为______RX的测量值为________.
(2)如果已知上述电压表的阻RV和电流表的阻RA,对S2分别拨至a和b两组测量电路(电压表和电流表测量值分别用U1,U2,I1,I2表示),则计算电阻RX的表达式分别为________、_________(用测量值和给出的电表阻表示).
[解析]电路的最大电流Im=E/RX=15mA,RX上最大电压不超过4.5V,则电压表选用3V量程,而电流表选用10mA量程,S2由a拨至b时V示数会增大一些,A示数减小一些,由题干知:
V示数几乎不变,而A指针偏转至满偏3/4处,则A分压小,选接法误差小,RX测量值为:
[答案]
(1)3V10mA320Ω
(2)S2拨至a时,
S2拨至b时,
2.安安法测电阻
若电流表阻已知,则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。
(1)如图5甲所示,当两电表所能测得的最大接近时,如果一直A1的阻R1,则测得A2的阻R2=I1R1/I2.
(2)如图6乙所示所示,当两电表的满偏电压UA2>>UA1时,A1串联一定值电阻R0后,同样可测得A2的阻R2=I1(R1+R0)/I2.
【例4】用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材(代号)与规格如下:
电流表A1(量程300mA,阻r1为5Ω);
标准电流表A2(量程300mA,阻r2约为5Ω);
待测电阻R1(阻值约为100Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)
电源E(电动势约为10V,阻r约为1Ω);
单刀单掷开关S,导线若干.
(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路图原理图,并表明每个器材的代号.
(2)实验中,需要直接测量的物理量是________,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1=__________.
[答案]
(1)实验电路如图7所示
(2)两电流表A1、A2的读数为I1、I2,待测电阻R1阻值的计算公式是
R=I1r/(I2-I1).
3.伏伏法测电阻
电压表阻已知,则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用.
(1)如图8所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的阻R1,则可测出V2的阻R2=U2R1/U1·
(2)如图9所示,两电表的满偏电流IV1< 【例5】用以下器材测量电阻RX的阻值(900~1000Ω): 电源E,具有一定阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,阻r1=750Ω;电压表V2,量程为5V,阻r2=2500Ω;滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关S,导线若干. (1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻RX的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注). (2)若电压表V1的读书用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示RX的公式为RX=__________. [分析]很多考生解析此题,首先考虑的就是伏安法,由于本题没有电流表,思维受阻,当然做不正确.本题要运用“电压表(伏特表)算电流”这一创新思维. [答案] (1)测量电阻RX的实验电路如图10所示. (2)电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电压表V1的阻为r1,根据串联、并联电路的规律,算出RX的电阻为RX=(U2-U1)r1/U1 4.电阻箱当电表使用 (1)电阻箱当做电压表使用 如图11所示,可测得电流表的阻R2=(I1-I2)R/I2. 图中电阻箱R可测得A2表两端的电压为(I1-I2)R,起到了测电压的作用. (2)电阻箱当作电流表使用 如图12所示,若已知R及RV,则测得干路电流为I=U/R + U/RV 图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用. 5.比较法测电阻 如图13所示,测得电阻箱R1的阻值及A1表、A2表是示数I1、I2,可得RX=I2R1/I1 如果考虑电表阻的影响,则I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2) 6.替代法测电阻 如图14所示. S接1,调节R2,读出A表示数为I; 1S接2,R2不变,调节电阻箱R1,使用A表示数仍为I; 2由上可得RX=R2. 该方法优点是消除了A表阻对测量的影响,缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化. 7.半偏法测电阻 (1)半偏法近似测量电流表阻 方法一: 如图15所示,测量电流表G的阻,操作步骤如下: 1将电阻箱R的电阻调到零; 2逼和S,调节R0,使G表达到满偏I0; 3保持R0不变,调节R,使G表示数为I0/2; 4由上可得RG=R. 5注意: 当RG>>R0时,测量误差小,此方法比较适合测大阻值的灵敏电流表的阻,且电阻的测量值偏大. 方法二: 如图16所示,测量电流表A`的阻,操作步骤如下: 1断开S2、闭合S1,调节R0,使A表满偏为I0; 2保持R0不变,闭合S2,调节R,使A表读数为I0/2; 3由上可得RA=R. 注意: ①当R0>>RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的阻,且电阻的测量值偏小. ②电源电动势应选大些的,这样A满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小. (2)半偏法近似测量电压表阻 方法一: 如图17,测量电压表V的阻,操作步骤如下: 1闭合S,调节电阻箱阻值为R1时,测得V表示数为U1; 2改变电阻箱阻值为R2时,测得V表示数为U1/2; 3得RV=R2-2R1. 注意: ①在电源阻忽略不计时,测量误差才小. ②这个方法也可测大阻值的G表阻,若考虑电源阻,此法测量值偏大. 方法二: 如图18所示,测量电压表V的阻,操作步骤如下: 1滑动变阻器的滑片滑至最右端,电阻箱的阻值调到最大; 2闭合S1、S2,调节R0,使V表示数指到满刻度; 3打开S2,保持R0不变,调节R,使V表指针指到满刻度的一半; 4由上可得RV=R. 注意: 滑动变阻器总电阻应尽量小一些,这样测量误差才会小,且RV测量值偏大. 8.欧姆表测量电阻 (1)测量原理: 闭合电路欧姆定律. (2)仪器构造: 如图19所示,包括电流表G(Rg、Ig)、调零电阻R、电源(E、r).注意: 红表笔接电源的负极. (3)调零 ①机械调零: 多用电表与外电路断开时,指针没有指到零电流刻度处,就可用螺丝刀调节表盘上的机械调零旋纽使指针归零. ②电阻调零及测量原理 a.如图19所示,当红、黑两表笔短接时,调节R,使电流表指针达到满偏电流(即调零),此时指针所指表盘上满刻度处对应的两表笔间电阻为0,所以电流表的满刻度处被顶为电阻挡的零点,这时有Ig=E/R+Rg+r. b.当两表笔间的接入待测电阻RX时,电流表的电流为IX=E/(R+Rg+r)+RX. 当RX改变,IX随着改变,即每一个RX都有一个对应的IX,将电流表表盘上IX处标出对应的RX值,就构成欧姆表的表盘,只要两表笔接触待测电阻两端,即可在表盘上直接读出它的阻值,如图20所示,当RX=R=Rg+r+R时,指针指到中央,可见中值电阻即该欧姆阻挡的阻. 由于电流I与RX不是线性关系,所以欧姆表盘上的刻度线是不均匀的,由右向左逐渐变密. (4)欧姆表的读数: 带测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数,为减小读数误差,指针应指表盘1/3到2/3的部分,否则需换挡.注意: 换挡后,需重新进行电阻调零. 9.消除电流表和电压表阻对测量结果的影响 【例6】伏安法测电阻电路由于电表阻的影响,无论电流表接还是电流表外接都存在系统误差,为消除系统误差而设计的补偿电路如图21所示.完成下列实验步骤并写出待测电阻RX阻值的表达式. 1先将S1闭合. 2将S2与“1”闭合,调节R,读出电压表读数U1,安培表读数I1. 3________________________________. 4根据上述测量结果,算出RX=_____________. [答案]③将S2与“2”闭合,调节R,读出电压表读数U2,电流表读数I2 ④ U1/I1-U2/I2 实 验 测 试 1、在图22中,R1、R2是两定值电阻,R1的阻值很小,R2的阻值很大,G是一灵敏电流计,S1、S2为开关.下列判断正确的是( ) A.只闭合S1时,M、N之间是一个电压表 B.S1、S2都闭合时,M、N间是一个电流表 C.只闭合S2时,M、N间是一个电压表 D.S1、S2都断开时,M、N间是一个电压表 2.要测量一只量程已知的电压表的阻,现有如下器材: A.待测电压表(量程3V,阻约为3kΩ); B.电流表(量程3A,阻约0.01Ω); C.电制电阻(阻值R=2kΩ,允许通过的最大电流0.5A); D.电源(电动势2V,阻值可忽略); E.开关两只; F.导线若干; 要求从图23甲、24乙电路中选择一个电路,利用这个电路完成测量. 1选_____(填“甲”或“乙”)电路.你不选另一电路的理由是____________. 2实验中需要直接测量的物理量是_________________. 电压表阻的极端公式RV=___________. 3.实验室有一个破损的多量程动圈式支流电流表,有“1mA”、“10mA”两挡,有一个单调双掷开关S转换,其部电路如图25所示.若电流表的G已烧坏,但两个精密分流电阻完好,测得R1=144Ω,假如烧坏前表头G的阻rg=160Ω,则表头G的实际满偏电流Ig=_________________,精密分流电阻R2=____________________. 现有以下备选器材用于修复: A.灵敏电流表G1,阻为660Ω,满偏电流为0.2mA; B.灵敏电流表G2,阻为120Ω,满偏电流为0.5mA; C.定值电阻r1,阻值为40Ω; D.定值电阻r2,阻值为100Ω; 现保留两个精密电阻不动,根据表头参数,用于修复的器材有_______和___________.(只填器材序号) 在虚线框画出修复后的直流电流表电路原理图. 4.在电学实验中由于电压表、电流表阻的影响,使得测量结果总存在系统误差,某校课外研究学习小组进行了消除系统误差的探究实验,某组设计里如图27所示的电路,该电路能够测量电源的电动势E和电阻r,E1是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G. (1)补充下面实验步骤: ①闭合开关S1、S2,调节______使得灵敏电流计G的示数为零,这时,A、B两点的电势φA、φB的关系是φA__φB,即A、B相当于同一点,读出电流表和电压表的示数I1和U1,其中I1就是通过电源E的电流.②改变____值,重新使得灵敏电流计G的示数为零,读出_____. (2)通过步骤①、②的测量,写出计算电源电动势和阻的表达式. 5、要测定一块电流表A的阻(量程0~5mA,阻r约为500Ω),某同学在实验室找到了如下器材: 电源E(3V,阻未知) 电压表V(0~15V,阻约为5kΩ) 电阻箱R1(0~999.9Ω) 滑动变阻器R2(0~10Ω) 电键开关一只、导线若干 ①该同学想利用半偏法测该电流表的阻,为了测量尽量精确,请帮忙在方框中画出设计电路图; ②简要说明测量操作步骤 1)_____________ 2)_____________ 写出r的测量值的表达式,r=___________。 6、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除有一标有“2.2V,0.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有 A.直流电源6V(阻不计) B.直流电流表0~3A(阻0.1Ω以下) C.直流电流表0~300mA(阻约为5Ω) D.直流电压表0~3V(阻约为15kΩ) E.滑动变阻器10Ω,2A F.滑动变阻器1kΩ,0.5A 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。 (1)实验中电流表应选用_________,滑动变阻器应选用___________。 (均用仪器前的字母表示) (2)在下面的虚线框中按要求画出实验电路图。 7、某同学做“测定金属电阻率”的实验。 需要通过实验直接测量的物理量有: (写出名称和符号)。 ②这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5 左右的金属丝的电阻。 有以下器材可供选择: (要求测量结果尽量准确) A.电池组(3V,阻约1 ); B.电流表(0~3A,阻约0.025 ) C.电流表(0~0.6A,阻约0.125 ) D.电压表(0~3V,阻约3k ) E.电压表(0~15V,阻约15k ) F.滑动变阻器(0~20 ,额定电流1A) G.滑动变阻器(0~1000 ,额定电流0.3A) H.开关、导线。 实验时应选用的器材是 (填写各器材的字母代号)。 请在下面的虚线框中画出实验电路图。 这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如下图所示。 由图中电流表电压表读数可计算出金属丝的电阻为 。 8、有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截面积,还需要测出它的电阻值Rx。 ①有两位同学所设计的测量电路的一部分分别如图7甲、乙所示,若分别用这两个电路进行实验,则测量值比真实值偏小的应是_____图所示的电路。 (选填“甲”或“乙”) ②若已知这段导体的电阻约为30Ω,要尽量精确的测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用的是。 (只填写字母代号) A.电池(电动势14V、阻可忽略不计) B.电流表(量程0~0.6A,阻约0.12Ω) C.电流表(量程0~100mA,阻约12Ω) D.电压表(量程0~3V,阻约3kΩ) E.电压表(量程0~15V,阻约15kΩ) F.滑动变阻器(0~10Ω,允许最大电流2.0A) G.滑动变阻器(0~500Ω,允许最大电流0.5A) ③请在方框中画出测量这段导体电阻值的实验电路图(要求直接测量量的变化围尽可能大一些)。 ④根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图8所示,发现MN段明显向上弯曲。 若实验的操作、读数、记录和绘图描点等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是。 实 验 测 试 答 案 1、BC 2、①乙 ,甲图中电流约为 过小,使得A无法读数。 ②S1闭合后,V的示数U1;再闭合S2,此时V的示数U2 3、0.5mA16Ω BC 4、 (1)、①R1、R2 ;= ②R1、R2 ;U2、I2 (2)、 5、①设计图如图. ②1)闭合开关,将电阻箱电阻调为零,调节滑动变阻器,使得电流表达到满偏; 2)不改变滑动变阻器位置,调节电阻箱阻值,使得电流表半偏,读取电阻箱R. 则电流表阻测量值r=R. 6、 (1)C;E。 (2)如图所示。 7、 加在金属丝两端的电压U,通过金属丝的电流I, 金属丝的长度L,金属丝的直径D ACDFH 电路图如右图所示 5.2Ω 8、①甲 ②ABEF ③如图所示 ④随着导体中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 测量 电阻 方法 大全