高中物理电阻的测量课件.ppt

1、a一伏安法测电阻一伏安法测电阻二等效替代法测量电阻二等效替代法测量电阻三对比法三对比法半偏法测量电半偏法测量电流表的内阻、平衡电桥流表的内阻、平衡电桥四多用电表测内阻四多用电表测内阻a一伏安法测电阻一伏安法测电阻 例例1：用伏安法测量一个定值电阻的器材规：用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：格如下：待测电阻待测电阻Rx（约（约100）;直流电流表（量程直流电流表（量程010 mA、内阻、内阻50）;直流电压表（量程直流电压表（量程03 V、内阻、内阻5 k）;直流电源（输出电压直流电源（输出电压4 V、内阻不计）；、内阻不计）；滑动变阻器（滑动变阻器（015、允许最大电流、允许最大电流1

2、A）；）；开关开关1个，导线若干个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.a用电压表测电压用电压表测电压用电流表测电流用电流表测电流外接法？外接法？内接法？内接法？为减小误差，为减小误差，多测几组数据，多测几组数据，求平均值求平均值滑动滑动变阻器变阻器限流式？限流式？分压式？分压式？A AV VA AV V1.1.原理原理U UR RI IIUR一伏安法测电阻一伏安法测电阻a2.2.电路电路限流器电路，安培表内接法限流器电路，安培表内接法RXAV限流器电路，安培表外接法限流器电路，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

3、内接法分压器电路，安培表外接法分压器电路，安培表外接法 RXAVRXVAa伏安法测电阻伏安法测电阻之之内接外接内接外接3.3.测量电路的选择测量电路的选择RXVARXAVaxAxRxARxRRRIUUIUR测测测 由于由于电流表分压电流表分压引起的。引起的。若若 时，采用电流表内接法时，采用电流表内接法XRARxVxVxVRxRxRRRRRIIUIUR测测测 由于由于电压表分流电压表分流引起的。引起的。RXVARXAVXRVR若若 时，采用电流表外接法。时，采用电流表外接法。a 比值法比值法b.b.选择方法：选择方法：a.a.条件：已给出条件：已给出R R的估计阻值的估计阻值RXVARXAV

4、与与 R RA AR Rx xR RV VR Rx x若若 时，采用电流表内接法。时，采用电流表内接法。XRARXRVR若若 时，采用电流表外接法。时，采用电流表外接法。a 试触法试触法b.b.选择方法：将电压表分别接选择方法：将电压表分别接a a、b b两点两点结论：两次接触，那个表示数变化明显结论：两次接触，那个表示数变化明显,R,Rx x就与那就与那个表个表“近接近接”a.a.条件：未给出条件：未给出R RX X的估计阻值的估计阻值RXVAPabaR RX X分 压 器 电分 压 器 电路路R RX X限流器电路限流器电路4.4.控制电路的选择控制电路的选择a负载负载R RX X的电压调

5、节范围的电压调节范围在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大R RX XPabERr=0EERRRXXEIP 源aR RX XPabERr=0负载负载R RX X的电压调节范围的电压调节范围0-E0-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）aA2A1A2A1Rx 伏安法测电阻伏安法测电阻之之发散思维发散思维电流表的创新使用测电压条件：已知电流表A A2的内阻,将A2看成一个电压表使用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IURV2122IIRIRAx1221IRIRAA没有系统误差此电路能否测

6、量出电流表的内阻？根据并联分流进行测量没有系统误差aV1v2RxV2v1电压表的创新使用测电流2211VVRUUR 221VxRUUR 条件：已知电压表V 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RxV2v12221VxRUUURR0V2v102122RUUURV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a练：有一个电阻练：有一个电阻R Rx x，其阻值大约是，其阻值大约是25k 25k，可供选择，可供选择的器材是：的器材是：电流表电流表A A1 1(0-100A,2k)(0-100A,2k)电流表电流表A A2 2(0-500A,300)(0-500A,300

7、)电压表电压表V V1 1(0-10V,100k(0-10V,100k）电压表电压表V V2 2(0-50V,500K(0-50V,500K）直流稳压电源直流稳压电源 E E（15V15V，1A1A）滑动变阻器滑动变阻器 R(1k,1W)R(1k,1W)电键电键K K和若干根导线和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图。准确，并画出电路图。aE E=15V=15V25K25K1K1K R RX XA A2 2V V1 1a二等效替代法测量电阻二等效替代法测量电阻1.1.原理原理2.2.电路电路R0RXAS1S2

8、ab+R0VS1RXS2abP+a例例2 2为了测量电流表为了测量电流表A A1 1的内阻，采用图示的电路，其中电流表的内阻，采用图示的电路，其中电流表A A1 1的量程是的量程是0300A0300A、内阻约为、内阻约为100100（待测）；（待测）；A A2 2是标准电流表，量程是标准电流表，量程0-200A0-200A；R R1 1为电阻箱，阻值范围为电阻箱，阻值范围0999.90999.9；为电池，电动势为电池，电动势3V3V、内阻不计；、内阻不计；S S1 1为开关，为开关，S S2 2为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器R

9、R2 2和电阻箱和电阻箱R R1 1适当调适当调节后，将单刀双掷开关节后，将单刀双掷开关S S2 2扳到接点扳到接点1 1处，接通开关处，接通开关S S1 1，调节可变电阻，调节可变电阻R R2 2，使两，使两电表的读数都是电表的读数都是150A150A；然后将开关；然后将开关S S2 2扳到接点扳到接点2 2，调节电阻箱，调节电阻箱R R1 1使标准电流使标准电流表的读数仍是表的读数仍是150A150A，若此时电阻箱各旋钮位置如图，则：，若此时电阻箱各旋钮位置如图，则：（1 1）电流表）电流表A A1 1的内阻的内阻R Rg g=_ .=_ .（2 2）为了保证两电流表的安全使用，限流电阻）

10、为了保证两电流表的安全使用，限流电阻R R3 3 的阻值应选的阻值应选A.100A.100B.150B.150C.10KC.10KD.15KD.15K（）（3 3）可变电阻器）可变电阻器R R2 2 应选：应选：A.2KA.2K B.5KB.5K C.200C.200D.500D.500（）176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890 0.1 10 1 1000 10000 100R11 2S1R3R2RgS2A1A2a解替代法测电阻解替代法测电阻 当当R R2 2=0=0时时,要保证两个电流表都不超过量程要保证两个电

11、流表都不超过量程R R3 3=E/I=E/Iminmin=3/0.2mA=15k=3/0.2mA=15k 选选D DR R2 2+R+R3 3=E/I=E/I =3/0.15mA=20 k=3/0.15mA=20 k R R2 2=5 k=5 k 选选B BR Rg g=92.8 92.8 176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890 0.1 10 1 1000 10000 100R11 2S1R3R2RgS2A1A2a三.1半偏法测电流、电压表内阻 原理 误差分析 器材选择 实验步骤arRREIIgg1gggIrRR

12、RRREI221gRR 2VPaVPaRRRRR11002)(RRRRRRRRVPaVPa原原理理2RRg0RRV误差误差分析分析PaPaUUVRR 0S1S2R1R2GVRabSR0Pa仪器仪器选择选择VRabSR0PS1S2R1R2Ga实验条件实验条件gRR 1VRR 实验步骤实验步骤S1S2R1R2GVRabSR0Pa例例3.3.下图中下图中E E为电源，其电动势为为电源，其电动势为E E，内阻不计，内阻不计，R R1 1为滑线变为滑线变阻器，阻器，R R2 2 电阻箱，电阻箱，GG为电流表，用此电路，经以下步骤可近似为电流表，用此电路，经以下步骤可近似测得测得GG的内阻的内阻R Rg

13、g ：闭合：闭合S S1 1，断开，断开S S2 2，调节，调节R R1 1，使电流表读数，使电流表读数等于其量程等于其量程I I0 0 ；保持；保持R R1 1不变，闭合不变，闭合S S2 2，调节，调节R R2 2 ，使电流表读，使电流表读数等于数等于I I0 02 2，然后读出，然后读出R R2 2 的值，取的值，取R Rg g R R2 2 。（1 1）真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误）真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即差，即 ，试导出它与电源电动势试导出它与电源电动势E E、电流表量程、电流表量程I I0 0及电及电流表内阻流表内阻R RA A的关

14、系式。的关系式。（2 2）若）若I I0 010mA10mA，真实值，真实值R Rg g约为约为3030，要想使测量结果的相，要想使测量结果的相对误差不大于对误差不大于5 5，电源电动势最小应为多少伏？，电源电动势最小应为多少伏？ggRRR2GS1S2R1R2agggRRRRRRRREI2222102gRREI10gggREIRRR02GS1S2R1R2解析：解析：05.002gggREIRRRVRIEg605.00a三三.2平衡电桥平衡电桥132RRRR XRRRR3211、原理X2、例析a例例4：电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材（：电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材（G为灵敏电流表，

15、为灵敏电流表，R0为阻值均匀的电阻丝，为阻值均匀的电阻丝，R为已知阻值的定值电阻，为已知阻值的定值电阻，Rx为被测电为被测电阻）。要求利用这些器材测未知电阻阻）。要求利用这些器材测未知电阻Rx。实验中还需要什么测。实验中还需要什么测量仪器？将实物连成电路图。写出测量量仪器？将实物连成电路图。写出测量Rx的实验步骤，并写的实验步骤，并写出利用测量数据表示出利用测量数据表示Rx的表达式。的表达式。GRxR0RL1 L2RXRR0P解：还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度解：还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度L1、L2）。）。按图接好电路后，移动滑动触头按图接好电路后，移动滑动触头P，使电流表指针指在中央零，使电流表指针指在中央零刻度处。用刻度尺测量刻度处。用刻度尺测量P点两边电阻丝的长度点两边电阻丝的长度L1、L2；由；由RX R=L1 L2 a