高中物理伏安法测电阻教学提纲.ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1伏安法测电阻 根据部分电路欧姆定律根据部分电路欧姆定律 可知，只要可知，只要测出被测电阻两端的电压测出被测电阻两端的电压 U U 和流过该电阻的电流和流过该电阻的电流I I ，就可求出电阻，就可求出电阻 R R 的大小一、实验原理一、实验原理R =U I二、实验电路二、实验电路 测量电路测量电路 控制电路控制电路伏安法测电阻的电路选择伏安法测电阻的电路选择(1)(1)电流表和电压表各一个，知道其内阻的大约值电流表和电压表各一个，知道其内阻的大约值 若若 时，选用电流表内接法由于该电路中电时，选用电流表内接法由于该电路中电压表的读数压表的读数U U表示被测电阻表示被测电阻R Rx x与电流表与电流表A A串联后的总电压串联后的总电压，电流表的读数，电流表的读数 I I 表示通过表示通过R Rx x的电流，所以使用该电路的电流，所以使用该电路所测电阻所测电阻 ，比真实值，比真实值R Rx x大了大了R RA A1 1测量电路的选择测量电路的选择内接法内接法R Rx xV VA A外接法外接法 若若 时，选用电流表的外接法，如上图所时，选用电流表的外接法，如上图所示。

由于该电路中电压表的读数示由于该电路中电压表的读数U U表示表示 R Rx x 两端电压两端电压，电流表的读数，电流表的读数 I I 表示通过表示通过 R Rx x 与与 R RV V 并联电路的总并联电路的总电流，所以使用该电路所测电阻电流，所以使用该电路所测电阻 ，比真，比真实值实值 R Rx x 略小些R Rx xV VA A(2) (2) 两只同种电表，已知其内阻两只同种电表，已知其内阻 已知内阻的电流表可以当电压表使用，一般已知内阻的电流表可以当电压表使用，一般用来测阻值较小的电阻两端电压用来测阻值较小的电阻两端电压( (小电压小电压) )，已知，已知内阻的电压表也可以当电流表使用，一般用来测内阻的电压表也可以当电流表使用，一般用来测小电流或或RxA1A2RxA1A2Rxv2v1Rxv1v2 (3) (3) 两只同种电表，内阻都未知，需要一两只同种电表，内阻都未知，需要一个电阻箱或一定值电阻就能测量电表的内阻个电阻箱或一定值电阻就能测量电表的内阻RxA1A2Rxv2v12控制电路的选择控制电路分为限流式和分压式两种 PA R B PA R B 变阻器的常规处理 将变阻器从滑动触点P分成两个部分，把一个完整的变阻器看成是由两部分串联组成的，如下图所示。

两种接法的比较a.电压的调节范围分压：UL=0U0限流： b.电流的调节范围分压：限流： 可见：分压式接法的最大优点是它的调压（或调流）范围宽，其次是它的电压、电流范围都包含0值且跟R无关：而限流式接法不仅调压（或调流）范围较窄，而且其电压、电流范围都不含0值还跟R有关从调节范围来看从方便调节的角度来看 分压式接法以RLR尤其以RLR为优；而限流式接法应以RLR或跟R相当，即RLR为宜从节能方面来看 在满足负载需要的情况下，限流式电路消耗的总功率小，电源负担轻；而分压式电路消耗的总功率大，电源负担重从电路结构上看 限流式电路简单，而分压式电路比限流式要复杂得多两种接法的选择原则从实验的目的和要求上看 若需要大范围调压或需小电流调节，尤其是要求含0值的电流、电压调节，那就非分压式接法莫属了若仅仅是为了电路的 安全，而对电压、电流的调节又没有特殊要求时，则选择限流式接法还更简便、更节能一些从方便调节的角度来看 通常对小阻值滑动变阻器或大阻值负载（RL 与R相比较），以分压式接法为优；相反对大阻值滑动变阻器或小阻值负载则以限流式为宜 (1)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始可连续调节时必须采用分压接法。

(2)当被测电阻阻值Rx远大于滑动变阻器的最大值R，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须采用分压接法 (3)若采用限流接法，电路中实际电压(电流)总是超过实验仪器的量程时，只能采用分压接法下列三种情况必须选用分压接法1、用伏安法测量一个电阻器材有： 待测电阻RX(约为15); 电流表(量程为25mA,内阻） 电压表（量程为，内阻k） 电源（，r=0) 滑动变阻器（最大值00，允许最大电流） 开关个，导线若干， 根据器材规格和实验要求连接实物图析：RXR采用电流表外接法 RXR ，因此采用分压式接法(1)(2)RX=25K因此采用安培表内接法RXRVAR四、选择器材和电路的一般原则四、选择器材和电路的一般原则 1安全性原则：实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程，又不能超过变阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值 2精确性原则：在不违反安全性原则的前提下，尽量使测量结果更精确（减小误差） 3简便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便本着这三个原则，一般按照如下顺序选择电路和器材：1、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）-简便性、安全性2、电流表和电压表的选择（电表）-安全性、精确性3、电流表的内外接 （测量电路）-精确性 例例1.1.有一电阻有一电阻R,R,其阻值大约在其阻值大约在4040至至5050之间之间, ,需进一步测定其阻值需进一步测定其阻值, ,现有下列器材：现有下列器材：电池组电池组,电动势为电动势为9V,9V,内阻忽略不计；内阻忽略不计；电压表电压表, ,量程为量程为0 0至至1010, ,内阻内阻2020；电流表电流表A A1 1, ,量程为量程为0 0至至5050, ,内阻约内阻约2020；电流表电流表A A2 2, ,量程为量程为0 0至至300m300m, ,内阻约内阻约44；滑动变阻器滑动变阻器R R1 1, ,阻值范围为阻值范围为0 0至至100,100,额定电流额定电流1A1A；滑动变阻器滑动变阻器R R2 2, ,阻值范围为阻值范围为0 0至至1700,1700,额定电流额定电流0.30.3; ;开关及导线若干开关及导线若干 实验中要求多测几组电流、电压值，为使实验正实验中要求多测几组电流、电压值，为使实验正常进行并减小误差，并要求滑动变阻器便于调节，在常进行并减小误差，并要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选电流表实验中应选电流表 和滑动变阻器和滑动变阻器 1、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）-简便性2、电流表和电压表的选择（电表）-安全性和精确性3、电流表的内外接 （测量电路）-精确性 例例2.2.用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下：如下：待测电阻待测电阻RxRx（阻值大约为（阻值大约为55，额定功率为，额定功率为1W1W）；）；电流表电流表A A1 1（量程为（量程为0 00.6A0.6A，内阻为，内阻为0.20.2）；）；电流表电流表A A2 2（量程为（量程为0 03A3A，内阻为，内阻为0.050.05）；）；电压表电压表V V1 1（量程为（量程为0 03V3V，内阻为，内阻为3K3K）；）；电压表电压表V V2 2 （量程为（量程为0 015V15V，内阻为，内阻为15K15K）；）；滑动变阻器滑动变阻器R R（0 05050）；）；蓄电池（电动势为蓄电池（电动势为6V6V），开关、导线。

开关、导线 为了较准确测量为了较准确测量RxRx的阻值，保证器材的安全，以的阻值，保证器材的安全，以及操作方便，电流表、电压表应选择及操作方便，电流表、电压表应选择 ，并画出实验电路图并画出实验电路图 3 3、确定测量电路、确定测量电路 由于待测电阻由于待测电阻RxRx的阻值大约是的阻值大约是55，而所用电流表的，而所用电流表的内阻为内阻为0.20.2，所用电压表内阻为，所用电压表内阻为3K3K，被测电阻为小，被测电阻为小电阻，故采用电流表的外接法电阻，故采用电流表的外接法 1 1、确定控制电路和变阻器、确定控制电路和变阻器 因滑动变阻器的全值因滑动变阻器的全值R R0 0大于被测电阻阻值大于被测电阻阻值RxRx，故考，故考虑滑动变阻器的限流接法虑滑动变阻器的限流接法采用限流接法时，通过采用限流接法时，通过RxRx的最小电流为的最小电流为0.11A0.11A，最大电流为，最大电流为0.45A0.45A，符合实验要求）符合实验要求） 2 2、确定电压表、电流表、确定电压表、电流表 被测电阻被测电阻RxRx的额定电压、额定电流分别为的额定电压、额定电流分别为2.2V2.2V和和0.45A0.45A，则电流表选用，则电流表选用A A1 1，电压表选用，电压表选用V V1 1。

解：作业： 1、 有一个量程为00.63安培的安培表（00.6安培挡的内阻为0.125欧，03安培挡的内阻为0.025欧），一个量程为015伏的伏特表（内阻为1.5104欧姆），一个滑动变阻器（电阻为0200欧），一个电压为12伏特的蓄电池组，一个电键和一些导线要使用这些器件用伏安法测量一个阻值约为几十欧的线圈的电阻 画出实验应采用的电路图 在实物图中画线，把所示器件连接成电路2. 2.用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻 Rx (阻值约为25K)电流表 A1 (量程 100A，内阻约为 2K)电流表 A2 (量程 500A，内阻约为 300)电压表 V1 (量程 10V，内阻约为 100 k)电压表 V2 (量程 50V，内阻约为 500 k)电 源 E (电动势 15V，允许通过的最大电流 1A)滑动变阻器 R (最大阻值 1 k)电键 S，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据1)电流表应选_，电压表应选_2)画出实验电路图并连接实物图由于 、可见，RV与RX相差更大些，应采用安培表外接式分析：由于待测电阻小于滑动变阻器的全值电阻，所以变阻器应采用限流式接法 V电路图如图所示 RX R AA由于通过电路的最大电流为：可见，电流表的量程选0.6安培即可。

V RX R AA线路连接如下： 2. 图为伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图器材规格如下：待测电阻Rx（约100欧）直流毫安表（量程010毫安，内阻50欧）直流电压表（量程03伏，内阻5千欧）直流电源（输出电压4伏，内阻可不计）滑动变阻器（阻值范围015欧，允许最大电流1安）电键一个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线分析由于待测电阻大于滑动变阻器的全值电阻，所以变阻器应采用分压式接法由于RA与RX相当，而RVRX，所以，采用安培表外接式若选用限流式接法，则通过回路的最小电流为：可见，只有选用分压式接法线路连接如下：l【例7】一个电压表的内阻为30k左右，现要用伏安法测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V（量程5V）电流表A1（量程200A）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程06A）滑动变阻器R（最大阻值1k）电源（电动势6V）开关S及导线在所提供的电流表中，应选用 （填字母代号）解：选择的电流表，接入电路后，首先要安全，其次要准确在最大电流不超电流表量程的前提下，应尽量地使指针满偏或接近满偏为了准确地选择该实验所需的电流表，必须估算电路中可能达到的最大电流强度，估算时应抓住主要矛盾，忽略次要因素Imax/RV因为忽略了电源内阻，电流表内阻，所以电路中可能达到的最大电流强度一定小于200A如果仅从安全角度看，电流表A1，A2，A3均可，但从安全与准确相结合的角度看，只能选用电流表A1。

例例1.1.某电压表的内阻在某电压表的内阻在20 k20 k50 k50 k之间，现之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：待测电压表待测电压表V V( (量程量程3 V)3 V)，电流表电流表A A( (量程量程200 200 A)A)，电流表电流表A A2 2( (量程量程5 mA)5 mA)，电流表电流表A A3 3( (量程量程0.6 0.6 ) )。