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第四节、电阻的测量
一、知识要点 1、伏安法测电阻
(1)、测量电阻的原理:R?U(2、)电流表的内外接法: 当
I
RVRRR?X时,采用电流表外接法,当V?X时,采用电流表内接法。在电流表外RXRARXRA接电路中,如图一所示。
R测?RXRVUU???RX UUIARX?RV?RVRX在电流表内接电路中,如图二所示。
A RX V 图一
A RX V 图二
R测?UUA?UX??RA?RX?RX IIG 2、 姆表测量电阻
(1)、欧姆表的构造,见图三。 (2)、测量原理IX?E,由于IX随RX非线性变化,所
RX?R中红 图三 黑 以表盘上刻度是非均匀的。
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(3)、欧姆表使用的注意事项
①使用前进行机械调零,使指针要电流表的零刻度。
②要使被测电阻与其他元件和电源断开,不能用手接触表笔的金属杆。 ③合理选择量程,使指针尽量要中间位置附近(
R中5~5R中的范围内)。
④更换欧姆挡的量程时,一定要重新进行电阻调零,然后再测量。 ⑤读数时应将表针示数乘以选择开关所指的倍数。
⑥测量完毕,拔出表笔,开关置于交流电压最高挡或OFF挡,若长期不用,取出电池。 必须注意:要用多电表测量电流或电压值时,只要根据旋钮指示的量程看表盘相对应的刻度弧线,根据读数规则,直接读出指针指示的读数即可,而欧姆表的刻度指示弧线只有一根,读出指针指示的读数后必须再乘以旋钮指示的挡次倍率,才是电阻的测量值。
3、伏安法测电源的电动势和内阻 ①基本原理:原理如图四所示。
②由U=E-Ir可知,测出几组U、I值,作出如图五所示的U—I图象,图线在U轴上的截距
U/V R V A E U1 U2 ?I1 I/A 图五
K 图四
O
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为E。图线的斜率的绝对值为电阻r=
U1?U2。
I1?I2③用伏安法测电池的电动势和内阻的两种变形方法 Ⅰ用电阻箱、电流表测定 ①实验电路如图六所示 ②实验原理:
改变电阻箱的阻值,记录R与I,应用?R A ?E?I1(R1?r),求出E、
E?I(R?r)22?图六
r。为了准确,可多测几组数据,求E与r各自的平均值。
Ⅱ用电阻箱、电压表测定 ①实验电路如图七所示 ②实验原理:
R V 图七
U1?E?U?r1??R1 改变电阻箱的阻值,记录R与U,应用?,求出E、
U2?E?U2?r?R2?r。多测几组数据分别求出几组E、r的值,再利用平均法求出E、r,即为测量值。
④、用伏安法测电池的电动势和内阻的误差分析
R V A R V A S (a)
图八
S (b)
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若采用图八(a)或(b)电路,根据闭合电路欧姆定律,由两次测量列方程为 E测=U1+I1r测 E测=U2+I2r测 解得:E测=
I2U1?I1U2
I2?I1r测=
U1?U2
I2?I1若考虑电流表和电压表的内阻,对图八(a)电路应用闭合电路欧姆定律有 E=U1+(I1+
U1)r RVE=U2+(I2+
U2)r RV式中E、r为电源电动势和内阻的真实值。
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解得:E=
I2U1?I1U2>E测
U?U2(I2?I1)?1RVr=
U1?U2>r测
U1?U2(I2?I1)?RV对图八(b)电路应用闭合电路欧姆定律有 E=U1+I1r+I1RA E=U2+I2r+I2RA 解得:E=
I2U1?I1U2=E测
I2?I1r=
U1?U2?RA I2?I14、 滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择 (1)通常情况下,由于限流电路能耗较小,因此,优先考虑以限流接法为主。 (2)在下面三种情况下必须要选择分压接法 ①题目所提供的实验仪器,电表量程或待测电阻的最大允许电流小于限流电路中最小电流。 ②滑动变阻器总电阻远小于被测电阻。 ③要求待测电阻的电压从零开始连续变化。 5、实验器材的选择 (1)仪器的选择首先应考虑安全,其次是误差,最后是耗电。安全应考虑各电表的读数不能超过量程,电阻类元件的电流不应超过其最大允许电流等。 (2)关于滑动变阻器的选择除了考虑安全因素以外,还应针对不同的连接方式和电路中其他电阻的大小而选择不同的滑动变阻器。在分压接法中,滑动变阻器应选择电阻较小而额定电流