电学实验：电阻的测量.ppt

电学实验：电阻的测量,恒定电流,高中物理,一、伏安法测电阻,2、测量电路:,误差分析：,电压表分流,电流表分压,减少误差的方法：,RVRX(小),RARX(大),3、内接法与外接法的选择,电流表的内接法,电流表的外接法, 比较法,条件：已给出R的估计阻值, 试触法,条件：未给出R的估计阻值,选择方法：将电压表分别接a、b两点，看哪个电表变化示数显著。,内接法,外接法,选择方法：,结论：大电阻用内接法，小电阻用外接法,练习1：一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是2.8V、4.0mA,按乙图测得数据是2.7V、5.0mA,由此可知按 图所示的电路测量的误差较小， Rx的真实值更接近于 。,甲,乙,甲,700,：比较其相对变化量的倍数！,既：比较U/U1与I/I1的倍数关系。 U/U1 I/I1：内接法； U/U1 I/I1：外接法。,二、滑动变阻器电路,1、电路图,分压电路,滑动头从a滑向b RX上电压变化范围 ( 设 r = 0 ),E,E,0,接通电键时滑动头 初始位置应处于,a 端,a 端,限流电路,2、供电电路的选择方法(减少误差：电表变化范围大，器材安全）,a、要求电压或电流从零开始连续调节，或要求测量范围尽可能大。（给定表格数据或图像从零开始）,c、采用限流接法时最小电流或电压都超过电表量程。,b、滑动变阻器的阻值太小，一般小于待测电阻的阻值(R滑RX),若接入限流电路，则电表的变化范围太小。,必须用分压电路的三种情况：,限流接法一般没有特殊要求，操作简单，能耗小。,甲,限流内接,乙,限流外接,分压内接,分压外接,丙,丁,基本电路图,例.用伏安法测量一定值电阻，实验器材如下： (A)待测量电阻Rx(约30k，1W)； (B)直流电流表(量程0500A，内阻300)； (C)直流电压表(量程015V，内阻30k)； (D)直流稳压电源(输出电压20V)； (E)滑动变阻器(02k，0.3A)； (F)开关、导线等。,电路选（ ）,B,电源的选择： 根据电阻的额定电压和电表的量程确定。,电流表 电压表的选择： 根据电阻的额定电压，额定电流确定，或根据电源的电动势确定电压。电表的变化范围尽可能在满偏刻度的三分之一以上。,滑动变阻器： 限流接法：滑动变阻器的阻值在待测电阻阻值的10倍以内；分压接法：滑动变阻器的阻值小些好。,三、 实验器材的选择,练习1：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下： 待测电阻Rx（阻值约5 ，额定功率为1 W）； 电流表A1（量程00.6 A，内阻0.2 ）； 电流表A2（量程03 A，内阻0.05 ）； 电压表V1（量程03 V，内阻3 k）； 电压表V2（量程015 V，内阻15 k）； 滑动变阻器R0（050 ）， 蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线. 为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选 _ 设计测量电路，画出电路图。,A1 V1,供电电路：限流接法；测量电路：外接法,练习 2：欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的电阻，要求测量结果尽量准确现备有以下器材： A、电池组（3V，内阻1) B、电流表（03A，内 阻0.0125） C、电流表（00.6A，内 阻0.125） D、电压表（03V，内 阻3K） E、 电压表（015V，内 阻15K） F、滑动变阻器（020，额定电流1A） G、滑动变阻器（02000，额定电流0.3A） H、电键、导线 上述器材中应选用 （填各器材字母代号） 实验电路应采用电流表 接法 为使通过待测金属导线的电流强度能在00.5A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线电阻Rx的电路图,A C D F H,外,四、实物连接（用铅笔） 1、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式。 2、参照实物在图中的位置画出电路图，并在电路图上标出仪表正负极。 3、按先串后并顺序连接电路。,4、对照电路图检查，特别注意下述连接是否正确： 电键位置，电键控制整个电路。 滑动变阻器滑动接线柱的位置，不能接到滑片或腿上。 接线上柱，连线不交叉。 仪表量程及正负极（电流必须从正极流入，负极流出 ）；电路顺着连，从正极流入回到负极。,×,×,接在接线柱上，不能接在腿上！,接在接线柱上，不能接在滑动头上！,×,滑动变阻器阻值是零，不能调节！,×,滑动变阻器阻值最大，不能调节！,+,_,分 压 外 接,+,_,×,分 压 外 接,接线应上柱！,+,_,分 压 外 接,+,_,分 压 外 接,连线不能交叉！,+,_,分 压 外 接,+,_,分 压 外 接,+,_,分 压 外 接,×,分压电路不受电键控制,分 压 内 接,分 压 内 接,限 流 外 接,限 流 内 接,限 流 内 接,练习1：测定金属丝的电阻（阻值35）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在00.6A之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。,解: 实验电路图如图示,连线图如图示。,2007年理综山东卷23,23.检测一个标称值为5的滑动变阻器。可供使用的器材如下： A待测滑动变阻器Rx，全电阻约5（电阻丝绕制紧 密，匝数清晰可数） B电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6 C电流表A2，量程3A，内阻约0.12 D电压表V1，量程15V，内阻约15k E电压表V2，量程3V，内阻约3k F滑动变阻器R，全电阻约20 G直流电源E，电动势3V，内阻不计 H游标卡尺 I 毫米刻度尺 J电键S导线若干,2页,题目,3页,4页,末页,（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表_(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_(填“V1”或“V2”)。 （2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。 电路原理图和对应的实物连接如图,A1,V2,2页,题目,3页,4页,末页,（2）解：,方案一：分压接法,方案二：限流接法,2页,题目,3页,4页,末页,解析：方案一： 需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺 主要操作步骤： 数出变阻器线圈缠绕匝数n 用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d=L/n 用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度l=n（D-L/n),重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值,方案二 需要的器材：游标卡尺 主要的操作步走骤： 数出变阻器线圈缠绕匝数n 用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1 和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝的直径为d=,电阻丝总长度l=,（D1+D2）,重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值,四、实物连接（用铅笔） 1、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式。 2、参照实物在图中的位置画出电路图，并在电路图上标出仪表正负极。 3、按先串后并顺序连接电路。,4、对照电路图检查，特别注意下述连接是否正确： 电键位置，电键控制整个电路。 滑动变阻器滑动触头的位置，不能接到滑片或腿上。 接线上柱，连线不交叉。 仪表量程及正负极（电流必须从正极流入，负极流出 ）；电路顺着连，从正极流入回到负极。,1. 无电流表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电流表时只要找到能够等效替代电流表的其他器材即可，比如：,（1）已知电阻与理想电表并联替代电流表（如图1所示),（2）用已知内阻的电压表替代电流表（如图2所示）,伏安法测电阻基本情景变式,2. 无电压表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电压表时只要找到能够等效替代电压表的其他器材即可，比如：,（1）已知电阻与理想电流表串联替代电压表（如图4所示）；,（2）无电压表时的等效替代法（如图5所示）。,伏安法及变式 1°电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻,2°两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻,3°两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻,练习1：用伏安法测量一个电阻器材有： 待测电阻RX(约为50); 电流表(量程为100mA,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画出实验电路图,练习2：某电压表的内阻在20kk之间，现要测量其内阻，实验室提供下列器材： 待测电压表（量程为） 电流表（量程为） 滑动变阻器R（最大阻值为1k), 电源（，内阻不计）开关、导线若干 为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求有电路图,教学小结：,1、测量电路的选择 电流表内、外接法的选择：“大内小外” “安内伏外” 2、供电电路的选择 限流接法一般没有特殊要求，操作简单，能耗小。 必须用分压电路的三种情况。 3、实验器材的选择 电源、电压表及电流表、滑动变阻器的选择方法。 4、实物连接注意的事项,