电阻测量方法大全.doc

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资源描述

1、电阻测量方法大全一、滑动变阻器两种电路接法的选择滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活择取.(一) 、 电学实验中电路和器材的选择 基本原则:安全不损坏实验器材;精确尽可能减小实验误差;方便在保证实验正常进行的前提下,选用的电路和器材应便于操作,读得的数据便于处理。 实验器材的选取:a 电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流。b 用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。c 电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。d 电压表和电流表的指针应指到满偏刻度三分之二的位置左右。(二)、下列三种情况必须选用分压式接法(1)要求回路中

2、某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路) ,即大范围内测量时,必须采用分压接法.(2)当用电器的电阻 RL 远大于滑动变阻器的最大值 R0,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(或电流)的最小值仍超过 RL 的额定值时,只能采用分压接法.(三)、下列情况可选用限流式接法(1)测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL 与 R0 接近或 RL 略小于 R0,采用限流式接法.(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时

3、,采用限流式接法.(3)没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.下面举例说明:例一电阻额定功率为 0.01 W,阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 k.现有下列仪表元件,试设计适当的电路,选择合适的元件,较精确地测定其阻值.电流表,量程 0300 A,内阻 150 ;电流表,量程 01000 A ,内阻 45 ;电压表,量程 03 V ,内阻 6 k;电压表,量程 015 V ,内阻 30 k;电压表,量程 050 V,内阻 100 k;干电池两节,每节电动势为 1.5 V;直流稳压电源,输出电压 6 V,额定电流 3 A;直流电源,

4、输出电压 24 V,额定电流 0.5 A;直流电源,输出电压 100 V,额定电流 0.1 A;滑动变阻器,050 ,3 W; 滑动变阻器,02 k,1 W; 电键一只,连接导线足量.11 12分析:由于现有器材中有电流表和电压表,故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值.又因待测电阻为一大电阻,其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近,故应该采用电流表内接法.由于现有滑动变阻器最大阻值比待测电阻小得多,因此,若用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电压,只能采用分压接法,如图(否则变阻器不能实现灵敏调节).为了确定各仪表、元件的量程和规格,首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算:最大电流为 Im500A;最

5、大电压 Um20 V.由于实验中的电流和电压可以小于而不能超过待测电阻的额定电流和额定电压,现有两个电流表内阻相近,由内阻所引起的系统误差相近,而量程 01000 A 接入电路时,只能在指针半偏转以下读数,引起的偶然误差较大,故选用量程为 0300 的电流表.这样选用电流表后,待测电阻上的最大实际电压约为 310440103 V12 V,故应选用量程为 15 V 的电压表,由于在图中所示的电路中,要实现变阻器在较大范围内灵敏调节,电源电压应比待测电阻的最大实际电压高,故电源应选输出电压为 24 V 一种(其额定电流也远大于电路中的最大实际电流,故可用).关于变阻器的选择,由于采用分压接法,全部

6、电源电压加在变阻器上.若是把 050 的变阻器接入电路,其上的最小电流(对应于待测电路断开)约为 2450 A0.5 A,最小功率约为 0.2550 W12.5 W,远大于其额定功率;而 02 k 的变阻器接入电路,其最大电流(对应于滑动键靠近图中变阻器 A 端)约为并联电路总电流 0.0136 A,小于其额定电流 0.2024 A.故应选 02 k 的变阻器二、测量电阻方法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 ,测量值偏小。VxVAAURURII测 真 系统误差原因:安培表 A 分压图 1图 2适用于测大阻值电阻,因为 RX 越大,A 分压越小,误差

7、越小(4)内、外接法的选用方法在知道 RX,RV,RA 的大约值时,可用估算法.时,选外接法xVR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,应选内接法.【例 3】(1)某同学欲测一电阻 RX (阻值约 300)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;图 3图 4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

8、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_R X 的测量值为_.(2)如果已知上述电压表的内阻 RV 和电流表的内阻 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内阻表示).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, S 2

9、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,选内接法误差小, R X 测量值为:Vx-3A4U5=20I1答案(1)3V 10mA 320(2) S2 拨至 a 时, 1xVUR=I-S2 拨至 b 时, 2AxI2.安安法测电阻若电流表内阻已知,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 的内阻R1,则测得 A2 的内阻 R2=I1R1/I2.(2)如图 6 乙所示所示,当两电表的满偏电压 UA2UA1时,A1 串联一定值电阻 R0

10、后,同样可测得 A2的内阻 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,内阻 r1 为 5);标准电流表 A2(量程 300mA,内阻 r2 约为 5);待测电阻 R1(阻值约为 100);滑动变阻器 R2(最大阻值 10)电源 E(电动势约为 10V,内阻 r 约为 1);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=_.图 5甲图 6乙图 7答案(1)实验电路如图 7 所示(2)两电流表 A1、A2 的读数为 I1、I 2,待测电阻 R1 阻值的计算公式是R=I1 r /(I 2-I1).3.伏伏法测电阻电压表内阻已知,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 的内阻 R1,则可测出V2 的内阻 R2=U2 R1/U1(2)如图 9 所示,两电表的满偏电流 IV1R0 时,测量误差小,此方法比较适合测大阻值的灵敏电流表的内阻,且电阻的测量值偏大.图 15

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