电阻的测量方法课件.ppt

1、一、电表的使用及读数方法一、电表的使用及读数方法 1 1使用时应注意使用时应注意(1)使用前若指针未对准零刻度线，应进行零点调整使用前若指针未对准零刻度线，应进行零点调整(机械调零机械调零)(2)选择合适的量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量选择合适的量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的程的 但又不能超过量程但又不能超过量程(3)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端电表电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端电表“”“”“”接线柱不能接反接线柱不能接反 第第3 3讲讲 专题专题 电阻的测量方法电阻的测量方法2读数方法读数方法(

2、1)读读数时应使视线垂直刻度盘表面数时应使视线垂直刻度盘表面(2)估读问题估读问题最小分度为最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分度的下一位，在下一位的仪器，测量误差出现在最小分度的下一位，在下一位 按十分之一估读按十分之一估读最小分度为最小分度为“2”、“5”的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估读同一位按二分之一、五分之一估读(1)一般情况下，电路中的电表没有特别说明或明显暗示，都可视为理想电表，一般情况下，电路中的电表没有特别说明或明显暗示，都可视为理想电表，对电路无影响对电路无影响(2)电表不可看作理想电表

3、电表不可看作理想电表在某种场合下，要考虑到电表内阻对原电路的影响，可把电流表和电压表分在某种场合下，要考虑到电表内阻对原电路的影响，可把电流表和电压表分别看作能显示出电流值和电压值的电阻别看作能显示出电流值和电压值的电阻 1如图如图731甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“”和和“0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是两接线柱时，能测量的最大电流是_A，对应刻度盘上每一小，对应刻度盘上每一小格代表格代表_A，图中表针示数为，图中表针示数为_A；当使用电流表的；当使用电流表的“”和和“3”两接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表两接线柱时，对

4、应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数，图中表针示数为为_A.图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过大值不得超过_V，每小格表示，每小格表示_V，图中指针示数，图中指针示数_V；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示_V，图中指针示数，图中指针示数_V.答案：答案：对图甲：对图甲：0.60.020.340.11.70对图乙：对图乙：3.00.12.200.511.0二、伏安法测电阻二、伏安法测电阻1两种测量电阻的电路两种测量电阻的电路

5、 内接法内接法外接法外接法电路图电路图误差原因误差原因电流表电流表U测测UxUA电压表电压表I测测IxIV电阻测量值电阻测量值R测测RxRARx测量值测量值 真实值真实值R测测RxRx测量值测量值 真实值真实值适用条件适用条件RARxRVRx分压分压分流分流大于大于小于小于2.两种控制电路两种控制电路 接法接法项目项目限流式限流式分压式分压式电路组成电路组成电压调节范围电压调节范围 UxE(不计电源内阻不计电源内阻)0UxE(不计电不计电源内阻源内阻)电流调节范围电流调节范围Ix0Ix闭合开关前触头应处位置闭合开关前触头应处位置b端端a端端相同条件下电路消耗的总功率相同条件下电路消耗的总功率E

6、IxE(IxIaP)由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围较大，限流式由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围较大，限流式接法较节能接法较节能 3两种接法的选择两种接法的选择4两种接法的适用条件两种接法的适用条件 (1)限流式接法适用于测阻值小的电阻，相对滑动变阻器总电阻而言，但又限流式接法适用于测阻值小的电阻，相对滑动变阻器总电阻而言，但又不是相差很大这样移动滑动触头调节范围大且方便不是相差很大这样移动滑动触头调节范围大且方便(2)分压式接法适合测量大阻值电阻分压式接法适合测量大阻值电阻(与滑动变阻器的总电阻相比与滑动变阻器的总电阻相比)，因为，

7、因为Rx越大，分压式中越大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化明显，几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化明显，便于调节便于调节通常情况下通常情况下(满足安全条件满足安全条件)，由于限流电路连接简单，耗能较小，一般优先，由于限流电路连接简单，耗能较小，一般优先考虑用限流接法考虑用限流接法 2用伏安法测电阻，可采用用伏安法测电阻，可采用732所示的甲、乙两种接法如所用电压表内阻为所示的甲、乙两种接法如所用电压表内阻为5 000，电流表内阻为，电流表内阻为0.5.(1)当测量当测量100 左右的电阻时，宜采用左右的电阻时，宜采用_电路电路(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时

8、，两电表的读数分别为现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、0.5 A，则此，则此电阻的测量值为电阻的测量值为_，真实值为，真实值为_.解析：解析：(1)200，与，与RxRV和和RxRA两个条件相比，两个条件相比，显然待测电阻更符合显然待测电阻更符合RxRA这说明因电流表的分压造成的误差要比因电压表的这说明因电流表的分压造成的误差要比因电压表的分流造成的误差小，所以选甲图分流造成的误差小，所以选甲图(2)R测测 20 电压表中的电流电压表中的电流IV A0.002 ARx中电流中电流IRI测测IV(0.50.002)A0.498 A所以所以R真真 20.08.答案：答案：

9、(1)甲甲(2)2020.08 3用伏安法测金属电阻用伏安法测金属电阻Rx(约为约为5)的值，已知电流表内阻为的值，已知电流表内阻为1，量程为，量程为0.6 A，电压表内阻为几千欧，量程为电压表内阻为几千欧，量程为3 V，电源电动势为，电源电动势为9 V，滑动变阻器的阻值为，滑动变阻器的阻值为06，额定电流为，额定电流为5 A，试画出测量，试画出测量Rx的原理图的原理图 解析：解析：待测金属电阻待测金属电阻Rx 应采用电流表外接法应采用电流表外接法 如果采用变阻器限流接法，负载如果采用变阻器限流接法，负载Rx的电压的电压Umin Umax9 V.调节范围调节范围 9 V，显然所提供的电压表量程

10、不够，应采用分压，显然所提供的电压表量程不够，应采用分压接法，实际电路应如右图所示接法，实际电路应如右图所示 答案：答案：见解析图见解析图【例【例1】为为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验，备有器材规格如下：用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验，备有器材规格如下：待测电阻待测电阻Rx(约约100)直流毫安表直流毫安表(量程量程010 mA，内阻内阻50)直流电压表直流电压表(量程量程03 V，内阻内阻5 k)直流电源直流电源(输出电压输出电压4 V，允许最大电流允许最大电流1 A)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围0100，允许最大电流允许最大电流1 A)电键、导线若干电键、导线若干根据器材

11、的规格和实验要求，画出正确电路图根据器材的规格和实验要求，画出正确电路图 解析：解析：(1)选择测量电路选择测量电路用伏安法测电阻，首先要判明电流表应该内接还是外接，由题目所给器材规格来用伏安法测电阻，首先要判明电流表应该内接还是外接，由题目所给器材规格来看，显然不是满足看，显然不是满足RARx条件，而是满足条件，而是满足RVRx条件，所以应采用外接法条件，所以应采用外接法(2)选择控制电路选择控制电路滑动变阻器若使用如右图电路，当滑动触头滑动变阻器若使用如右图电路，当滑动触头P处于最左端，滑动变阻器为最大值处于最左端，滑动变阻器为最大值时，由题设条件估算出流过电流表的最小电流时，由题设条件估

12、算出流过电流表的最小电流I A16 mA超过电流表的量程因此变阻器应分压连接超过电流表的量程因此变阻器应分压连接正确的连接图如图所示：画图的关键是：毫安表需外接，变阻器接成分压电路，正确的连接图如图所示：画图的关键是：毫安表需外接，变阻器接成分压电路，实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置 1伏安法测电阻的电路选择伏安法测电阻的电路选择(1)阻阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若若Rx较小，宜采用电流表外接法；若较小，宜采用电流表外接法；若R

13、x较大，宜采用电流表内接法较大，宜采用电流表内接法(2)临界值计算法：临界值计算法：Rx 时，用电流表内接法时，用电流表内接法(3)实验试探法：按图实验试探法：按图733接好电路，让电压表接线柱接好电路，让电压表接线柱P先后与先后与a、b处接触一处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法用电流表内接法2在下列情况下必须采用分压接法在下列情

14、况下必须采用分压接法(1)要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节(2)如果实验所提供的电表量程或电阻元件允许的最大电流很小，采用限流接法时，如果实验所提供的电表量程或电阻元件允许的最大电流很小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流无论怎样调节，电路中的实际电流(电压电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流电流(电压电压)，为了保护电表或电阻元件，必须采用分压接法，为了保护电表或电阻元件，必须采用分压接法(3)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，采用限流接法时，即使变阻器的若待测电阻的阻值比滑

15、动变阻器总电阻大得多，采用限流接法时，即使变阻器的滑动片从一端滑至另一端，待测电阻上的电流滑动片从一端滑至另一端，待测电阻上的电流(电压电压)变化范围不够大，不利于多次变化范围不够大，不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据，因此要采用分压接法测量求平均值或用图象法处理数据，因此要采用分压接法【例【例2】要要测量一个未知电阻测量一个未知电阻Rx的阻值的阻值(阻值约为阻值约为4)，现有如下器材：读数不准现有如下器材：读数不准的电流表的电流表A(满偏电流约为满偏电流约为0.6 A)，滑动变阻器滑动变阻器R(最大阻值最大阻值20)，电阻箱电阻箱R1(最大阻值最大阻值 99.9)，电源，电源E1(电动

16、势为电动势为2 V，内阻不计内阻不计)，单刀单掷开关单刀单掷开关S1，单刀双掷开关单刀双掷开关S2，导线若干导线若干现要求尽量精确地测量现要求尽量精确地测量Rx的阻值的阻值(1)画出实验电路图；画出实验电路图；(2)写出主要实验步骤写出主要实验步骤解析：解析：本题提供了一个读数不准的电流表，所以无法直接读出读数，因此可利用本题提供了一个读数不准的电流表，所以无法直接读出读数，因此可利用电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻(1)根据实验所给器材，设计实验电路如右图所示根据实验所给器材，设计实验电路如右图所示(2)主要步骤：主要步骤：闭合闭合S1，将，将S2与与Rx

17、接通，记下电流表指针所指位置；接通，记下电流表指针所指位置；将将S2与与R1接通，调节接通，调节R1的阻值，使电流表指针指在原来的位置，记下的阻值，使电流表指针指在原来的位置，记下R1的值；的值；则则RxR1.答案：答案：(1)(2)见解析见解析【例【例3】某某电压表的内阻在电压表的内阻在20 k50 k之间，现要测量其内阻，实验室提供下之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表列可供选用的器材：待测电压表V(量程量程3 V)、电流表电流表A1(量程量程200 A)、电流电流表表A2(量程量程5 mA)、电流表电流表A3(量程量程0.6 A)、滑动变阻器滑动变阻器R(最大值

18、最大值1 k)、电源电源E(电动势电动势4 V)，开关开关S.(1)所提供的电流表中，应选用所提供的电流表中，应选用_(2)为了减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图为了减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图解答：解答：(1)电电压表的读数即为其内阻上的电压压表的读数即为其内阻上的电压U，若将它与电流表串联，测出流过若将它与电流表串联，测出流过它它(即流过其内阻即流过其内阻)的电流的电流I，即可转化为由即可转化为由“伏安法伏安法”测出其内阻测出其内阻RVU/I.取电压取电压表内阻的最小可能值表内阻的最小可能值20 k，并结合电压表的量程并结合电压表的量程3 V，可求得流

19、过电流表的最可求得流过电流表的最大电流大电流Im3/(20103)A1.5104 A0.15 mA150 A.为使与电压表串联的为使与电压表串联的电流表能大角度偏转电流表能大角度偏转(这样读数误差小这样读数误差小)，而其又不被损坏，故选，而其又不被损坏，故选A1.根据电流表根据电流表、电压表示数电压表示数，可求得电压表内阻可求得电压表内阻RV .(2)实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变阻器应接成分压式，电路图如实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变阻器应接成分压式，电路图如右图所示右图所示对测电流表或电压表内阻的问题，设计电路时，一定要注意到其自身量程对设计电对测电流表或电压表内阻的问

20、题，设计电路时，一定要注意到其自身量程对设计电路的限制，二是要充分利用电流表能路的限制，二是要充分利用电流表能“自报电流自报电流”或电压表能或电压表能“自报电压自报电压”的功的功能能【例【例4】有有一电流表一电流表 ，量程为，量程为1 mA，内阻内阻rg约为约为100.要求测量其内阻可选用要求测量其内阻可选用的器材有：电阻箱的器材有：电阻箱R0，最大阻值为最大阻值为99 999.9；滑动变阻器甲，最大阻值为滑动变阻器甲，最大阻值为10 k；滑动变阻器乙，最大阻值为滑动变阻器乙，最大阻值为2 k；电源电源E1，电动势约为电动势约为2 V，内阻不计；电内阻不计；电源源E2，电动势约为电动势约为6

21、V，内阻不计；开关内阻不计；开关2个，导线若干个，导线若干采用的测量电路图如图采用的测量电路图如图734所示，实验步骤如下：所示，实验步骤如下：a.断开断开S1和和S2，将将R调到最大；调到最大；b.合上合上S1，调节调节R使使 满偏；满偏；c.合上合上S2，调节调节R1使使 半偏，此时可以认为半偏，此时可以认为 的内阻的内阻RgR1.试问：试问：(1)在上述可供选择的器材中，可变电阻在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择应该选择_；为了使测量尽量；为了使测量尽量精确，可变电阻精确，可变电阻R应该选择应该选择_，电源，电源E应该选择应该选择_(2)认为内阻认为内阻rgR1，此结果与，此结

22、果与rg的真实值相比的真实值相比_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“相等相等”)解析：解析：本题考查对实验器材的选取、半偏法测电流表的内阻和误差分析及探索实本题考查对实验器材的选取、半偏法测电流表的内阻和误差分析及探索实验的能力验的能力(1)此为半偏法测电流表内阻，此为半偏法测电流表内阻，R1只能选用电阻箱只能选用电阻箱R0，以方便读数；闭合，以方便读数；闭合S2后，后，电路中总电阻发生变化，要减小实验误差，电路中总电阻发生变化，要减小实验误差，R应选滑动变阻器甲，电源应选应选滑动变阻器甲，电源应选E2.(2)闭合闭合S2后，回路总电阻变小，总电流变大，当电流表示数为原电流一半时，后，回路

23、总电阻变小，总电流变大，当电流表示数为原电流一半时，通过通过R1的电流比通过电流表的电流大，由并联电路的特点可知的电流比通过电流表的电流大，由并联电路的特点可知R1rg.答案：答案：(1)电阻箱电阻箱R0滑动变阻器甲滑动变阻器甲E2(2)偏小偏小 电表内阻的主要测量方法电表内阻的主要测量方法1 1电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻(1)原理图原理图(如图如图735)：(2)测量值：测量值：RA 图图735 2半偏法半偏法(1)原理图原理图：如图如图736甲甲，闭合闭合S1，调节变阻器调节变阻器R1，使电流表使电流表G读数满偏闭合读数满偏闭合S2，只

24、调节电阻箱只调节电阻箱R2，使电流表使电流表G读数半偏，读出电阻箱示数读数半偏，读出电阻箱示数R2.如图如图736乙，乙，先使电阻箱示数为零，闭合先使电阻箱示数为零，闭合S，调节变阻器调节变阻器R1，使电压表使电压表V读数满偏只调节电阻箱读数满偏只调节电阻箱R2，使电压表使电压表V读数半偏，读出电阻箱示数读数半偏，读出电阻箱示数R2.(2)测量值：测量值：RgR2，RVR2.图图736【例【例5】现现有一根横截面为正方形有一根横截面为正方形(边长约为边长约为1 mm)、长约为长约为20 cm的柱状金属的柱状金属丝丝(设电阻率为设电阻率为5105 m)，某同学用伏安法测该金属丝的电阻，电源某同学

25、用伏安法测该金属丝的电阻，电源用电动势为用电动势为4.5 V的直流电源，另有下列器材：的直流电源，另有下列器材：A量程为量程为0 A0.6 A、内阻约为内阻约为1 的电流表一只的电流表一只B量程为量程为0 A1 A、内阻约为内阻约为10 的电流表一只的电流表一只C量程为量程为0 V6 V、内阻约为内阻约为4 k的电压表一只的电压表一只D量程为量程为0 V10 V、内阻约为内阻约为50 k的电压表一只的电压表一只 E阻值为阻值为0 10、额定电流为、额定电流为1 A的滑动变阻器一只的滑动变阻器一只F阻值为阻值为0 1 k、额定电流为、额定电流为0.1 A的滑动变阻器一只的滑动变阻器一只G开关一个

26、、导线若干开关一个、导线若干(1)以上器材中应选用以上器材中应选用_组成电路；组成电路；(2)为了较精确地测出该金属丝的电阻，请画出测量时的实验原理图为了较精确地测出该金属丝的电阻，请画出测量时的实验原理图解析：解析：(1)该金属丝的电阻约为该金属丝的电阻约为R 10.电流表的选择电流表的选择滑动变阻器的阻值为滑动变阻器的阻值为0时，电路中可达到最大电流，使用时，电路中可达到最大电流，使用A电流表时电流表时I1 A0.41 A.读数达到最大量程的读数达到最大量程的2/3，使用，使用B电流表时电流表时I2 A0.23 A.其最大电流也只能达到最大量程的其最大电流也只能达到最大量程的1/5左右，读

27、数不准确，所以应选用左右，读数不准确，所以应选用A电流表电流表 由电源电压确定了电压表应选由电源电压确定了电压表应选C.滑动变阻器的选择：滑动变阻器的选择：比较滑动变阻器比较滑动变阻器E和和F，显而易见，显而易见F的全阻值较大，开始滑动时，接入电路中的电的全阻值较大，开始滑动时，接入电路中的电阻都比较大，电路中的电流比较小，电表指针偏转甚微，读数不方便且不准阻都比较大，电路中的电流比较小，电表指针偏转甚微，读数不方便且不准确，滑动到最后时，电流随滑动触头位置的变化过于敏感，操作不便，这实际确，滑动到最后时，电流随滑动触头位置的变化过于敏感，操作不便，这实际上限制了滑动变阻器上限制了滑动变阻器F

28、的有效调节长度，而使用的有效调节长度，而使用E可使滑动触头在整个金属丝上可使滑动触头在整个金属丝上滑动，电流变化都比较明显、均匀，操作方便，且有效调节长度比较大，所以滑动，电流变化都比较明显、均匀，操作方便，且有效调节长度比较大，所以应选用滑动变阻器应选用滑动变阻器E.综上所述，应选综上所述，应选A、C、E、G.(2)电路的选择：电路的选择：因待测电阻的阻值远小于电压表的内阻，所以采用电流表的外接法因待测电阻的阻值远小于电压表的内阻，所以采用电流表的外接法待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相比，可以用分压电路也可以用限流电路，待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相比，可以用分压电路也可以用限流电路，

29、本着节能、简便的原则而选用限流电路，电路原理图如图所示本着节能、简便的原则而选用限流电路，电路原理图如图所示答案：答案：(1)A、C、E、G(2)见解析图见解析图 选择器材的一般步骤：选择器材的一般步骤：(1)根根据实验要求设计合理的实验电路；据实验要求设计合理的实验电路；(2)找出实验中唯一性器材找出实验中唯一性器材(3)估算待测电路中电流、电压可能达到的最大值，考虑能否使电表达半偏以上，估算待测电路中电流、电压可能达到的最大值，考虑能否使电表达半偏以上，据此选择合适的电流表和电压表及量程；据此选择合适的电流表和电压表及量程；(4)选择合适阻值的滑动变阻器及电动势合适的电源选择合适阻值的滑动变阻器及电动势合适的电源 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册