最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结
最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

高中物理电阻测量方法归纳总结

说明:本文归纳并整理了电阻的测量各种方法,这些方法都是全体物理教师集体智慧的结晶,期望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助,同时感谢那些为无私奉献,愿意分享的物理教师!

电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。

一、基本方法-----伏安法(V-A 法)

伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实验器材的选择。

1、原理:根据部分电路欧姆定律。

2、控制电路的选择

控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2)

(1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是

节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先

考虑限流电路。

(2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2,其输出电压由ap 之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源

的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路:

1

① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。

② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。

③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。

3、测量电路

由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外接。

(1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4

(2)电流表内、外接法的选择,

①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用

相对误差判断 若A X R R >X V R R ,选用内接法,A X R R <X V R R ,选用外接法

②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当

电压表的一端分别接在a 、b 两点时,如电流表示数有明显变

化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接法。

(3)误差分析:

内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即

R 测 >R 真(R 测=R A +R X );

外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即

R 测<R 真(V

X V X R R R R R +=

测) 4、伏安法测电阻的电路的改进

图5

3 图4

如图6、图7的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差,为什么?怎样测量?

二、由伏安法演变而来的其他测量定值电阻的方法归纳

(一)电压表和定值电阻替代法(V-R 法)

【例1】有一个阻值已看不清楚的电阻器R ,我们要测出它的阻值,但手边只有一个电池组,一个电压表,一个已知阻值的电阻器R 0和几根导线,你有办法测出R 的阻值吗?说出你的办法和理由。

解析:

1、如图所示,将被测电阻R 与已知电阻R 0串联接入电路,先把电压表并联接在R 两端,测出电阻R 两端的电压U 1。

2、将电压表拆下,与R 0并联接入电路测出电阻R 0两端的电压U 2。

3、求解:由021R U R U =,得021R U U R =。 说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电压

表连接,实验时间加长。优点为:

元件使用较少。

(二)电压表和滑动变阻器替代法(V-R P 法)

【例2】给你以下器材:一个电源(其电压未知),一个标有“20Ω,1A”的滑动变阻器,导线若干,一个开关,一只电压表,一个待测电阻R x 。请你

R 0

设计一个能测出R x 电阻值的电路。要求:

1、画出你所设计的电路图(电压表连入电路后位置不可变动)。

2、简要写出实验操作步骤。

3、根据你所测出的物理量写出表达式R x =_________。

解析:

1、电路如图3所示。

2、①如图3所示连接电路,将滑片移到阻值为零的位置,

记下电压表示数U 1。

②将滑片移到阻值最大位置,记下电压表示数U 2。

3、求解:)(202

12Ω?-=U U U R x 说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简单。缺点是:因为电压表的分流作用,测量结果偏小,且不能进行多次测量求平均值以减小误差。

(三)电压表和开关替代法(V-K 法)

【例3】给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R 0、两个开关及几根导线,请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值,画出电路图,写出实验步骤及未知电阻的表达式。

解析:

1、如图4所示连接好电路,闭合“替代开关”S ,记下电压表示数U 1;

2、断开“替代开关”,记下电压表示数U 2;

3、求解:因为R U R U U 2021=-,所以02

12R U U U R ?-=。

说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电压表应该接在较大的量程上,所以测量结果误差较大。

(四)电流表和定值电阻替代法(A-R 法)

【例4】现有电池组、电流表、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻R 0,没有电压表,你如何测出被测电阻的阻值?

解析:

1、如图5所示,将被测电阻R 与定值电阻R 0并联接入

电路,用电流表测通过被测电阻R 的电流I 1;

2、将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路,测出通过

定值电阻R 0的电流I 2;

3、求解:由021R I R I =得01

2R I I R =。 说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电流表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。

(五)电流表和滑动变阻器替代法(A-R P 法)

【例5】 现有电池组、电流表、已知最大阻值的滑动变阻器、导线及开关,你如何测出被测电阻的阻值?

解析:方法一:1、如图6所示,将被测电阻与变阻器并联接入电路,滑片位于阻值最大位置,先用电流表测出通过变阻器电路I

1;

2、将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路中,测出通

过被测电阻的电流I 2;

3、求解:因为'12R I R I ?=?,

所以'2

1R I I R ?= 说明:该方法的定值电阻等效于一个定值电阻,其缺点为:需要进行两次电流表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。

方法二:1、如图7所示连接电路,滑片位于阻值最小的位置,记下电流表示数I

1;

2、滑片位于阻值最大的位置,记下电流表示数I 2;

3、求解:因为)'(21R R I R I +?=? 所以'2

12R I I I R ?-=。 说明:这种方法优点为:使用元件少,操作简单;缺点是:不能进行多次测量以减小误差。

(六)电流表和开关替代法(A-K 法)

【例6】有一个阻值看不清的电阻x R ,我们要测它的阻值,但手边只有一

只电流表,一个已知阻值0R 的定值电阻,二个开关和几根导线:

1、画出实验电路图。

2、写出实验步骤。

3、用测出量和已知量写出未知电阻x R 的表达式。

解析:因题中只有电流表可测出电流,而无法测知电压,故可根据并联电路电流分配规律求解(并联电路中电流的分配跟电阻成反比)。

(1)实验原理图如图8。

(2)实验步骤:

①按图8连接好电路 ②将电路瞬时接通,进行试触,若电流表指针偏转,不至过大,再接通电

路。

③先闭合

1S 断开2S ,测出通过0R 的电流0I ;再断开1S ,

闭合2S ,测出通过x R 的电流x I 。

④根据并联电路的分流规律进行计算:

即:x x R R I I //00=

所以00)/(R I I R x x ?=

说明:该方法的优点为:使用电器元件少,实验操作简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电流表应先进行试触选择量程或接在较大量程上,所以测量结果误差较大。

三、电表内阻的测量方法归纳分析

灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数:满偏电流g I 、满偏时电流表两端的电压g U 和内阻g r 。一般灵敏电

流表的g I 为几十微安到几毫安,g r 为几十到几百欧姆,g g g r I U =也很小。将

电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。

(一)电流表内阻测量方法归纳

1、半偏法

这种方法教材中已做介绍。中学物理实验中常测定J0415型电流表的内阻。此型号电流表的量程为A μ2000-,内阻约为Ω500,实验电路如图1所示。

操作要点:按图连好电路,2S 断开,1S 闭合,

调节变阻器R ,使待测电流表G 的指针满偏。再将2S

也闭合,保持变阻器R 接在电路中的电阻不变,调节电阻箱R '使电流表G 的指针半偏。读出电阻箱的示值R ',则可认为R r g '≈。

实验原理与误差分析:认为2S 闭合后电路中的总电流近似不变,则通过电阻箱的电流近似为2G

I 。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实

际上2S 闭合后电路中的总电流要变大,所以通过电阻箱的电流要大于2G

I ,

电阻箱的示值要小于电流表的内阻值。为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值R R '≥100,从而使S 闭合前后电路中的总电流基本不变。R 越大,系统误差越小,但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电动势为8-12V ,变阻器的最大阻值为Ωk 60左右。

2、电流监控法

实验中若不具备上述条件,可在电路中加装一监控电流表G ',可用与被测电流表相同型号的电流表。电源可用V 5.1干电池,R 用阻值为Ωk 10的滑动变阻器,如图2所示。

实验中,先将

2S 断开,1S 接通,调节变阻器R 的值,使

被测电流表G 指针满偏,记下监控表G '的示值G I '。再接通

2S ,反复调节变阻器R 和电阻箱R ',使G 的指针恰好半偏,

而G '的示值不变。这时电阻箱R '的示值即可认为等于G 的

内阻g r 。这样即可避免前法造成的系统误差。

用图2所示电路测量电流表G 的内阻,也可不用半偏法。将开关1S 、2S 均接通,读出被测电流表G 的示值G I 、监控表G '的示值G I '、电阻箱的示

值R ',则可根据

G G G g I R I I r '-=

')(计算出电流表G 的内阻。

3、代替法

按图3所示连接电路,G 为待测电流表,G '为监测表,1S 为单刀单掷

开关,2S 为单刀双掷开关。

先将2S 拨至与触点1接通,闭合1S ,调节变阻器R ,

使监测表G '指针指某一电流值(指针偏转角度大些为

好),记下这一示值。再将单刀双掷开关2S 拨至与触点2

接通,保持变阻器R 的滑片位置不变,调节电阻箱R ',使监测表G '恢复原来的示值,则可认为被测电流表G 的内阻等于电阻箱的示值。

用这种方法,要求监测表的示值要适当大一些,这样灵敏度较高,测量误差较小。

4、电压表法

原则上得知电流表两端的电压U 和通过它的电流I ,就可以利用I

U

r g =计算出它的内阻。但若测量J0415型电流表的内阻,满偏时它的电压才是V 1.0,用J0408型电压表的3V 量程测量,指针才偏转一个分度。这样因读数会引起很大的偶然误差。所以不宜用一般电压表直接测量电流表两端的电压。

可用如图4所示电路,将待测电流表G 与电阻箱

串联后再与电压表并联。闭合开关S ,调节变阻器和

电阻箱,使电流表和电压表的指针均有较大的偏转,

读出电压表的示数U 、电流表的示值I 和电阻箱的示值R ',则据I

R I U r g

'-=得出电流表的内阻。

电源要用2节干电池,电压表用3V 量程,用最大阻值为Ωk 1左右的变阻器。

5、用内阻、量程已知的电流表代替电压表

按图5连接电路,G 为待测内阻的电流表,G '为内阻、量程已知的标准电流表,E 为V 5.1的干电池一节,R 为阻值为几十欧姆的滑动变阻器。

调节变阻器R ,使两电流表的指针均有较大的偏转。

读出电流表G '的示值G I ',设其内阻g r ';读出被测电流表

G 的示值G I ,则据G g G g I r I r '

?='可得出电流表G 的内阻值。

(二)电压表内阻测量方法归纳分析

电压表内阻的测量是近年来高考的热点和亮点,其实电压表内阻的测量和一般电阻的测量一样,所不同的就是电压表可提供自身两端的电压值作为已知条件。因此,在测量电压表内阻的实验中,要灵活运用所学过的实验方法,依据实验原理和实验仪器,按照题设要求和条件进行合理的测量。

1、利用伏安法测量

电压表是测定电路两端电压的仪器,理想电压表的内阻可视为无限大,但实际使用的电压表内阻并不是无限大。为了测量某一电压表的内阻,给出的器材有:A. 待测电压表(V 30-,内阻在Ω-k 5.45.3之间);B. 电流表(mA 10-);C. 滑动变阻器)500(Ω-;D. 电源(V 5.1的干电池两节);E. 开

关和若干导线。利用伏安法I U

R =,测量电压表示数U

和电流表示数I 即可,由于滑动变阻器最大阻值远小于

被测内阻值,为了满足多测几组数据,利用作图法求电

压表的内阻,应选用滑动变阻器分压式电路,电路如图1所示。

2、利用欧姆表测量

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,已知欧姆表刻度盘上中央刻度值为“20”,现用欧姆表测量一个内阻约为几千欧的电压表,实验中应把欧姆表选择开关调至×100挡,若欧姆表的读数如图2所示,则该电压表内

阻阻值为Ω2500。

3、利用半偏法测量

方法一:用如图3所示电路测量量程为1V 的电压

表的内阻V R (V R 在Ω-900800之间)。提供的器材还有:A. 滑动变阻器,最

大阻值Ω10;B. 电阻箱,最大阻值Ω9.999,阻值最小改变

量为Ω1.0;C. 电池组:电动势约6 V ,内阻可忽略不计;

D. 导线和开关。实验方法和步骤是:① 断开开关S ,按

图3连接好电路;② 把滑动变阻器的触头P 滑到b 端;

③ 将电阻箱的阻值调到零;④ 闭合开关S ;⑤ 调节滑动变阻器R 的阻值,使电压表指针达到满偏;⑥ 调节电阻箱0R 的阻值,使电压表指针达到半偏,

读出此时电阻箱0R 的阻值,即为电压表的内电阻V R 的测量值。

方法二:量程为3V 的电压表V 的内阻约为Ωk 3,要求测出该电压表内阻的精确值,实验中提供的器材有:A. 阻值范围为Ω

1.0

到Ω9.9999的电阻箱;B. 开路电压约为5V ,内阻可忽略

不计的电源E ;C. 导线若干和开关。实验电路如图4所

示,由于电源的电动势没有准确给出,先调节电阻箱阻值,使电压表指针指在中间刻度线,记下电阻箱的阻值1R ,有E R R R U V V 1

21

+=① 再调节电阻箱阻值,使指针指在满偏刻度,记下电阻箱的阻值2R 由串联分压规律:E R R R U V V 2

+=②,解①②式得212R R R V -=

4、利用已知电动势的电源和电阻箱测量(E-箱法)

量程为3V 的电压表,其内阻约为Ωk 3,现要求测出该电压表内阻,实验器材有:电源,电动势V E 6=,内阻不计;变阻器R ,阻值范围Ω-9.99991.0,额定电流

A 2.0;开关和导线若干,实验电路如图5所示,

由于电源的电动势准确给出,只需调节R 记下阻值,读

出对应的电压值U ,由串联分配规律可得:R U

E U R V

-=。 5、利用电流表和定值电阻测量(A-R 法)

实验电路如图6所示,图中E 为电源(电动势为4V ),R 为滑动变阻器(最大阻值为Ω200),0R 为已知定值电阻(阻值为Ωk 50.3),A 为电流表(量

程为mA 2),V 为一个有刻度但无刻度值的电压表(量程

约3V ,内阻约Ωk 3),现要测电压表V 的内阻V R 。实验

步骤如下:闭合开关1S 、2S ,调节R 的滑动触头使电压

表V 满偏,设满偏电压为m U ,读出电流表A 示数为1I ,有01)(R R U I U V m m -=① 闭合1S ,断开2S ,调节R 的滑动触头使电压表V 满偏m U ,读出电流表A

示数为2I ,有V m R I U 2=② 联立①②式,可得电压表内阻R I I I R V 2

21-= 6、利用电压表和电阻箱测量(V-箱法)

实验室提供的器材有:A. 电池E :电动势约6V ,内阻约Ω1;B. 电压表1V :量程3V ,内阻1r 约为Ωk 3;C. 电压表2V :量程V 5.2,内阻2r 约为Ωk 5.2;

D. 电阻箱1R :最大阻值Ω9.9999,阻值最小改变量为Ω1.0;

E. 滑动变阻器2R :最大阻值为Ω50;

F. 开关和导线若干。

要求用如图7所示的电路测定电压表1V 的内阻,当开关S 闭合时,调节滑

动变阻器2R 和电阻箱1R 。根据串联电路电压分配原理有:

12111U U R U R V -=,可得121

11U U R U R V -=。

(三)如何减小半偏法的系统误差

半偏法是测量电压表和电流表内阻的常用方法之一,但该法存在比较大的系统误差,那么如何消除该法的系统误差呢?

1、对半偏法测电压表内阻的系统误差的减小

(1)实验步骤:

半偏法测电压表内阻的实验原理图如图1所示,实验时先将电阻箱R 的阻值置于零,接着调节滑动变阻器滑R ,使电压表的示数达到满偏电压m U ,然后调节R 使电压表的示数为2m

U ,读出此时R 的阻值记为0R ,由串联电

路的分压作用可知,电压表的内阻0R R V =。

(2)误差分析:

图1可等效为图2,当0=R ,电压表满偏时,有

m U U =并。

由闭合电路的欧姆定律可知)(ap R r I E U +-=总并

R↑→)(R R V +↑→并R ↑→总R ↑→总I ↓→并U ↑

即当R 变大时,电阻pb R 两端的电压并U 已大于电压

表的满偏电压m U ,所以当电压表的读数为

2m U 时,R 两端的电压已大于2m

U ,R 的读数已大于电压表的内阻V R ,测量值偏大。

(3)系统误差的减小

要消除该实验的系统误差,可采用图3所示的实验方案。

实验时反复调节滑动变阻器

滑R 和电阻箱R ,使标准电

压表0V 的读数始终为待测电压表V 的满偏电压m U ,而待

测电压表V 的示数为2m

U ,然后读出电阻箱R 的阻值0R ,

系统误差便得到消除,即V R R =0。

2、对半偏法测电流表内阻的系统误差的减小

(1)实验步骤:

半偏法测电流表内阻的原理图如图4所示,实验时

先将开关1K 断开、闭合2K ,接着调节滑动变阻器滑R ,使

电流表的示数达到满偏电流m I 。然后闭合开关1K ,调节

电阻箱R ,使电流表的示数为2m

I ,读出此时R 的阻值,

记为0R ,由并联电路的分流作用可知,电流表的内阻为0R R A =。

(2)误差分析:

当开关1K 闭合后,电路中的总电阻总R 变小,由闭合电路欧姆定律可知,

此时电路中的总电流总I 变大,即电路中的电流总I 不再是电流表的满偏电流

m I ,当电流表的读数为2m I 时,流过电阻箱的电流已大于2m

I ,因此电阻箱的

读数0R 已小于电流表的内阻A R ,即A R R <0,测量值偏小。

3、系统误差的减小

要消除该实验的系统误差,可采用图5所示的实验方

案。实验时反复调节滑动变阻器滑R 和电阻箱R ,使标准电

流表0A 的读数始终为待测电流表A 的满偏电流m I ,而待

测电流表A 的示数为2m

I ,这样系统误差便得到消除。

当然在测量电压表和电流表内阻时,若不需要很精确测量时,则采用普通的半偏法即可。

四、其他测量电阻的方法归纳

(一)欧姆表测电阻

1、欧姆表的结构、原理

它的结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、

满偏电流为Ig 的电流计。R 是可变电阻,也称调零电阻,

电池的电动势为E ,内阻为r 。

欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。

当红、黑表笔接上待测电阻Rx 时,由闭合电路欧姆定律可知: I = E/(R+R g +R x +r )= E/(R 内+R X )

由电流的表达式可知:通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理。

2、使用注意事项:

(1) 欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。

(2)多用表上的红黑接线柱,表示+、-两极。黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。

图1

(3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零

(4)测量时,应使指针尽可能在满刻度的中央附近。(一般在中值刻度的1/3区域)

(5)测量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开。

(6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。

(二) 用惠斯通电桥测量电阻

1、原理:惠斯通电桥的原理如图所示。电阻R 1、R

2、 R 和待测电阻R X 连成四边形,每一条边称为电桥的一个臂。在对角A 和

C 之间接电源E ,在对角B 和

D 之间接检流计G 。因此

电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关接通

后,各条支路中均有电流通过,检流计支路起了沟通ABC

和ADC 两条支路的作用,好象一座“桥”一样,故称为“电桥”。适当调节R 、R 1和R 2的大小,可以使桥上没有电流通过,即通过检流计的电流I G = 0,这时,B 、D 两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状态。这时A 、B 之间的电势差等于A 、D 之间的电势差,B 、C 之间的电势差等于D 、C 之间的电势差。设ABC 支路和ADC 支路中的电流分别为I 1和I 2,由欧姆定律得

I 1 R X = I 2 R I 1 R 1 = I 2 R 2

两式相除得: 2

1R R R R X = 上式称为电桥的平衡条件。 所以12

R R R R X = 通常将R / R 2称为比率臂,将R 1称为比较臂。

2、测量方法

如图,连接电路,取R 1、R 2为定值电阻,

R 3为可变电阻箱(能够直接读出数值),

Rx 为待测电阻。调节R 3,使电流计中的

读数为零,应用平衡条件,求出Rx 。

(三)等效替代法测电阻 1、等效替代法就是在测量的过程中,让通过待测电阻的电流(或电压)和通过电阻箱的电流(或电压)相等。电路如图13,将单刀双掷开关调到a ,闭合S 1调节R ,使安培表读数为I 0,保持R 不动,将单刀双掷开关打到b ,调节R 0使安培表读数仍为I 0,则电阻箱的读数就是待测电阻的数值。

2、测量原理:图14是用伏特表完成的实验,同学们自己分析测量原理。

3、注意:主要元件为电阻箱和单刀双掷开关。虚线框内可用分压控制电路。

(四)公式计算法测电阻

公式计算法主要是应用串并联电路的特点和全电路的知识进行分析,并求出待测电阻的数值。图15是测量电阻R x 的电路, R x 为待测电阻,R 为保护电阻,其阻值未知,R 1为已知的定值电阻,电源电动势为E 未知,S 1、S 2均为单刀双掷开关,A 为电流表,其内阻不计。

13 图14 图15

S 1 S 2

(1)测量Rx 的步骤为:S 2向d 闭合,S 1向 a 闭合,记下电流表的读数I 1,再将S 2向c 闭合,S 1向 b 闭合,记下电流表读数I 2。

(2)计算R x 的公式为R x =11

2R I I 分析解答:当S 2接d,S 1接a 时,Rx 的电压Ux=I 1R x

当S 2接c,S 1接b 时,R 1上的电压U 1=I 2R 2

在不改变电阻R 的情况下,U x =U 1

所以I 1Rx=I 2R 1,11

2R I I R X

(五)补偿法测电阻

1、基本原理:在一定温度下,直流电通过待测电阻x R 时,用电压表测出x R 两端的电压U ,用电流表测出通过

x R 的电流I ,则

电阻值可表示为:x R =U/I

2、试验方法:连接如下电路图,调节3R 使检流计

G 无电流通过(指针指零),这时电压表指示的电

压值bd U 等于x R 两端的电压ac U ,即b ,d 之间的电压补偿了x R 两端的电压。

清除了电压内阻对电路的影响。

补偿法测电阻的优点

补偿法测电阻比伏安法测电阻产生的误差要小,这主要是因为补偿法测电阻时没有引入测量仪表自身的电阻,从而降低了系统误差,提高了测量正确度。

电路简单,实用性强。电路中的元件和仪表都是常用器件,并且个滑动变阻器和电阻箱的阻值是否准确均不会影响被测电阻的测量值,从而对电阻器件的选择降低了要求。

调节方便,电路通过粗调和细调的设计,既可以提高测量的速度,又可以保护检流计,这是电桥发测量电阻时很难做到的。

修正系统误差。电路中测量仪表自身的电阻与测量结果无关,从而降低了测量方法引入的误差,这是单纯伏案法测量电阻时无法做到的。

以上电阻测量的五种方法,同学们在平时解题时可视具体情况灵活选用。

伏安法测电阻实验报告(学生)

伏安法测电阻实验报告 姓名 得分 实验名称: 伏安法测量定值电阻的阻值 一、实验目的:会用伏安法(即用电压表和电流表)测量定值电阻的阻值 二、实验原理: 三、实验器材:电源、 、 、 、待测定值电阻、开关各一个、导线若干 四、实验电路图: 五、实验步骤: 1) 开关,按照电路图连接电路; 2)接入电路的滑动变阻器阻值调到 ; 3)检查无误后,再闭合开关S ,改变滑动变阻器的阻值三次,分别读出对应 的电流表、电压表的示数,并填入下面的表格中; 4)断开开关,计算定值电阻R 阻值 ,并算出三次阻值的平均值填入表格; 5)先拆除... 电源两极导线,再拆除其它部分实验线路,整理好实验器材。 实验注意事项: ①连接电路时开关要处于断开位置; ②滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值的位置; ③电压表选用0-3V 量程,电流表选用0-0.6A ; ④注意认清电压表、电流表的“+”、“-”接线柱,使电流“+”进“-‘”出; ⑤ 可以先连“主电路”即由电阻R 、电流表、电压表、滑动变阻器、单刀开关、电源组 成的串联电路,检查无误后再接电压表; ⑥注意分度值,正确读出电流表、电压表上的数值. 六、实验数据记录与处理: 电压(V ) 电流(A ) 电阻(Ω) 电阻平均值(Ω) 1 2 3 思考:1.图像斜率表示什么?? 2.斜率越大,表示什么? 3.斜率会随着电压增大而增大吗?说明什么问题? 4.如果将未知电阻换成小灯泡?计算电阻的大小还 能用多测几次取平均值的做法吗? 实验总结: 回顾自己在实验中的表现和收获,对于实验中存在的问题,要作为以后的教训. 物 理 量 序 号 =++=3321R R R R

■■高中物理测量电阻的方法大总结

高中物理测量电阻的方法大总结 太原市第十二中学 姚维明 电阻的测量是恒定电路问题中的重点,也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法,从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一.欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理 它的结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、满偏电流为Ig 的电 流计。R 是可变电阻,也称调零电阻,电池的电动势为E ,内阻为r 。 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。当红、黑表笔接 上待测电阻Rx 时,由闭合电路欧姆定律可知: I = E/(R+Rg+Rx+r )= E/(R 内+R X ) 由电流的表达式可知:通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2.使用注意事项: (1) 欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。 (2)多用表上的红黑接线柱,表示+、-两极。黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。 (3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零 (4)测量时,应使指针尽可能在满刻度的中央附近。(一般在中值刻度的1/3区域) (5)测量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开。 (6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。 二.伏安法测电阻 1.原理:根据部分电路欧姆定律。 2.控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图2); 另一种是分压电路。(如图3) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以 达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能 量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先考虑限流电路。 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻 的两个接线柱引出导线。如图3,其输出电压由ap 之间的电阻决定,这 样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列 三种情况下,一定要使用分压电路: ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3.测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电 流表外接。 图 1 图 2 图3

物理实验(用惠斯通电桥测电阻)实验报告

物理实验(用惠斯通电桥测电阻)实验报告 首都师范大学 物质与现实报告 班级,字母工人,c班,d组,姓氏,名字,李玲,学校编号,1111000048,日期,2013年4月24日,讲师,刘利峰 [实验主题] _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _用惠斯通电桥测量电阻_ _ _[实验目的] 1.掌握用惠斯通电桥测量电阻的原理; 2.了解如何正确使用惠斯通电桥测量电阻。 3.了解几种提高桥梁灵敏度的方法。4、学会测量单个电桥的灵敏度。 [实验仪器] QJ- 23箱式电桥、滑动电阻、旋转手柄电阻箱(0 ~ 99999.9ω)、检流计、DC电源、 待测电阻、开关、电线。 [实验原理] 1.惠斯通电桥测量电阻的原理 图5.1是惠斯通电桥的示意图。在图中,R1、R2和R0是电阻值已知的电阻。它们与被测电阻Rx连接成一个四边形,每一侧称为电桥的一个臂。电源E连接在四边形的对角A和对角B之间;检流计G连接在对角C和D之间,就像一座桥。电源接通,电流流过桥式电路的所有支路。当C和D之间的电位不相等时,电桥电路中的电流IG≠0会导致检流计的指针偏转。当C和D之间的电势相等时,“电桥”电

路中的电流IG=0等于0,检流计指针指向零,那么我们称电桥处于平衡状态。当桥平衡时, , Rx的测量公式可以通过将两个公式(5-1)相除来获得 电阻R1R2是电桥的比率臂,R0是比较臂,Rx是待测臂。 只要检流计足够灵敏,方程(1)就可以很好地成立,并且测量的电阻Rx可以从仅三个已知电阻的值获得,而不管电源电压如何。由于R1、R2和R0可以使用标准电阻,并且标准电阻可以非常精确,因此该过程相当于将Rx与标准电阻进行比较,因此测量精度非常高。 首都师范大学 物质与现实报告 2.桥梁的灵敏度 电桥平衡后,R0改变△R0,检流计指针偏转△n格。如果一个小的△R0可以引起一个大的△n偏转,那么电桥的灵敏度就高,电桥的平衡可以更好地判断。电流表(电流表)的灵敏度 基于单位电流变化 由以下原因引起的仪表指针偏转 由格数(5-2)定义 同样在完全平衡的电桥中,如果测量臂电阻Rx变化很小△Rx,检流计指针偏转的晶格数△n将被定义为电桥灵敏度,即(5-3),但电桥灵敏度不能直接用来判断电桥在测量电阻时产生的误差,所以使用它 相对灵敏度用于测量电桥测量的精度,即(5-4)

伏安法测电阻实验报告

科学探究的主要步骤 ※一、提出问题 ※二、猜想与假设 ※三、设计实验 (一) 实验原理 (二) 实验装置图 (三)实验器材和规格 (三)实验步骤 (四)记录数据和现象的表格 四、进行试验 ※五、分析与论证 ※六、评估 七、交流与合作 ※最后:总结实验注意事项 第一方面:电学主要实验

滑动变阻器复习提纲 1、原理——通过改变接入电路中电阻丝的长度,来改变电路中的电阻, 从而改变电路中的电流。 2、构造和铭牌意义——200Ω:滑动变阻器的最大阻值 1.5A:滑动变阻器允许通过的最大电流 3、结构示意图和电路符号——

4、变阻特点——能够连续改变接入电路中的电阻值。 5、接线方法—— 6、使用方法——与被调节电路(用电器)串联

7、作用——1、保护电路 2、改变所在电路中的电压分配或电流大小 8、注意事项——电流不能超过允许通过的最大电流值 9、在日常生活中的应用——可调亮度的电灯、可调热度的电锅、 收音机的音量调节旋钮?…… 实验题目:导体的电阻一定时,通过导体的电流和导体两端电压的关系(研究欧姆定 律实验新教材方案) 一、提出问题: 通过前面的学习,同学们已经定性的知道:加在导体两端的电压越高,通过导体的电流就会越大;导体的电阻越大,通过导体的电流越小。现在我们共同来探究:如果知道了一个导体的电阻值和它两端的电压值,能不能计算出通过它的电流呢?即通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有什么定量关系? 二、猜想与假设: 1、电阻不变,电压越大,电流越。(填“大”或“小”)

2、电压不变,电阻越大,电流越。(填“大”或“小”) 3、电流用I表示,电压用U表示,电阻用R表示,则三者之间可能会有什么关系? 三、设计实验: (一) 实验器材:干电池3节,10 Ω和5 Ω电阻各一个,电压表、电流表,滑动变阻器、 开关各一只,导线若干。 (二)实验电路图: 1、从研究电流与电压的关系时,能否能否保证电压成整数倍的变化,鉴

伏安法测电阻的几种方法归纳总结

伏安法测电阻的几种方法归纳总结 一、伏安法 1.电路图:(如下图所示) 2.步骤:移动变阻器滑片位置,记录电压表、电流表的示数。 3.R X 的表达式:R X = I U 。 二、伏伏法(利用串联分压成正比) ㈠基本方法 1.器材:已知阻值的电阻R 0、电压表、电源、开关、导线、待测电阻R X 。 2.电路图:(如图甲、也可改成图乙) 3.步骤:分别用电压表测出R 0和R X 两端的电压值U X 和U 0。 4.R X 的表达式:R X =_____________。 ㈡伏阻法:(几种变式 R 0均为已知) 1.如图⑴,分别用电压表测出R 0两端电压U 0和电源电压U ,则R X =________。 2.如图⑵,分别用电压表测出R 0两端电压U X 和电源电压U ,则R X =________。 3.如图⑶, 断开开关,读出电压表示数为U 1;闭合开关,读出电压表示数为 U 2 ,则R X =_______。 4.如图⑷, 断开开关,读出电压表示数为U 1;闭合开关,读出电压表示数为U 2 ,则R X =___ ____。 三、安安法(利用并联分流成反比) ㈠基本方法 1.器材:已知阻值的电阻R 0、电流表、电源、开关、导线、待测电阻R X 。 2.电路图:(如下图所示) 3.步骤:分别用电流表测出R X 和R 0的电流值I X 和I 0。 4.R X 的表达式:R X =__________。 ㈡安阻法:(几种变式 R 0均为已知) 1.如图⑴,分别用电流表测出R 0通过电流I 0和干路电流I ,则R X =________。 2.如图⑵,分别用电流表测出R 0通过电流I X 和干路电流I ,则R X =___ _____。 3.如图⑶,断开开关,读出电流表示数为I 1;闭合开关,读出电流表示数为I 2 ,则R X =_ __。 4.如图⑷,断开开关,读出电流表示数为I 1;闭合开关,读出电流表示数为

伏安法测电阻的实验报告

班级 姓名 座号 日期 一、实验题目:测量小灯泡的电阻 二、实验目的:用电压表、电流表测电灯工作时的电阻。 三、实验原理: 。 实验方法: 法 四、实验器材:学生电源、2.5V小 灯泡、开关、导线、测量灯泡两端 电压的 、测量通过灯泡 电流的 、改变灯泡两端电 压和通过其电流的 。 五、实验电路图: 六、实验步骤: (1)按电路图连接电路。 (注意:①开关应 。②注意电压表和电流表量程的选 择,“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法,闭合开关前,滑片应位于 处。④爱护实验器材。) (2)检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片(注意:移动要慢),分别使灯泡暗红、微弱发光、正常发光(灯泡两端电压 2.5V),测出对应的电压值和电流值,填入下面的表格中。 (3)算出灯丝在不同亮度时的电阻。 七、实验数据记录表格:实验过程中,用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加,灯泡的温度 。 实验次数灯泡亮度电压U/V电流I/A电阻R/Ω1灯丝暗红1 2微弱发光 1.5 3正常发光 2.5

八、问题讨论:分析上表数据,你会发现:随着灯丝发光亮度的增加, 你测出的灯丝电阻 ,是什么原因使灯丝的电阻发生变化的 呢?答: 。 习题: 1、小组测量小灯泡的电阻,设计的电路图中有1处错误,请你将错误之处圈出来,并改正在原 图上。然后按照改正好的电路图,将没有完成的实物图连接好。 2、小刚同学测量2.5V小灯泡的电阻时,连接的电路如图: (1)检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上 打“×”,若没有发现错误,闭合开关,会出现 现象.在图中补画出正确的连 线.闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片调到 端(填“A”或“B”); 实验次数123 电压U/V 2.0 2.5 2.8 电流I/A0.200.240.25 (2)小刚改正错误后,按正确的操作测得的数据如右表: 则第1次测得的小灯泡的电阻为 ;小灯泡正常发光时的 电阻为________Ω。 从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等,你认为可能的原因是 . 3、下图是“伏安法测电阻”的实验电路图。 ⑴在图中的圆圈内填入电流表、电压表的符号; ⑵某同学规范操作,正确测量,测得3组实验数据分别是:U1 = 2.4V,I1 = 0.20A;U2 = 4.5V,I2 = 0.38A;U3 = 6.0V,I3 = 0.50A。请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写 在你设计的表格内。 P R0 R x S ⑶、根据表格中数据,请你算出待测电阻R x≈ 。 ⑷、分析表格中的数据,你能得出的一个结论是:

电阻测量方法归纳总结

电阻测量方法归纳总结 电路图 电路图 2 1V V I I >>2 1A A U U >>R

伏安法测电压表阻 U 、I R V 伏安法测电流表阻 U 、I R A 、电桥法 电路图 已知量 待求量 结果 比较电流 I 1、I 2、R 0 R g2 比较电压 U 1、U 2、 R 0 R v2 利用电键多次测 量 I 1、I 2、R R x 、欧姆表 R 0 R x 调节R 0,使两次I 相同,则R x =R 0 I U R V = R U I U R V - = I U R A = 0R I U R A -= 2 12 02U U U R R V -=2 21 02) (I I I R R g -=∵I 2R =I 1R x ∴R x = I 2R /I 1 4 321R R R R =

5、半偏法测电阻 电路图电路图 误差分析:R偏小误差分析:R偏大 图1

图2

【练习】 1、例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 3.0V、3.0mA,按乙图测得数据是 2.9V、4.0mA,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____Ω 。 【例1】要测量电压表V1的阻RV,其量程为2V,阻约2KΩ。实验室提供的器材有:电流表A,量程0.6A,阻约0.1Ω;电压表V2,量程5V,阻为5KΩ;定值电阻R1,阻值30Ω;定值电阻R2,阻值为3KΩ;滑动变阻器R3,最大阻值100Ω,额定电流1.5A;电源E,电动势6V,阻约0.5Ω;开关S一个,导线若干。 ①有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1 的电压和电流,再计算出RV。 该方案实际上不可行,其最主要的原因是 ? ②请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1阻RV的实验电路。要 求测量尽量准确,实验必须在同一电路中,且在不增减元件的条件下完成。试画出 符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连接好),并标出所选元件的相应字母代 号: ③由上问写出V1阻RV的表达方式,说明式中各测量量的物理意义。 【例2】一电流表的量程标定不准确,某同学想测量该电流表的实际量程Im。所用器材有: 量程不准的电流表A1 ,阻=10.0Ω,量程标称5.0mA;标准电流表,阻=45.0Ω,量程1.0mA ;标准电阻阻值 10.0Ω ;滑动变阻器R,总电阻为300.0Ω ;电源E,电动势3.0V,阻不计;保护电阻;开关S;导线。请设 计电路并计算 【例3】用以下器材测量一待测电阻:待测电阻Rx的阻值(40~80欧);电源E,电动势约为2.0V,阻r=2欧; 电流表A,量程为50mA,阻r=20欧;电阻R0=30欧单刀双掷开关K,导线若干。请作出实验电路及Rx 的表达式。 【例4】为了测量一个量程为3.0 V的电压表的阻,可以采用图示的电路,在测量时,可供选择的步骤如下: A.闭合开关S ; B.将电阻箱R0的阻值调到最大; C.将电阻箱R0的阻值调到零; D.调节电阻箱R0的阻值,使 电压表示数为 1.5 V,读出此时电阻箱R0的阻值;E. 调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为3.0 V;F. 断开开关S;G.将滑动变阻器的滑动触头调到b端;H.将滑动变阻器的滑动触头调到a端。 上述操作步骤中,必要的操作步骤按合理顺序排列应为。若在步骤D中,读出R0的值为2400Ω,则电压表的阻RV = Ω。用这种方法测出的阻RV与其真实值相比偏。

惠斯通电桥测电阻实验报告

肇 庆 学 院 肇 庆 学 院 电子信息与机电工程 学院 普通物理实验 课 实验报告 级 班 组 实验合作者 实验日期 姓名: 学号 老师评定 实验题目: 惠斯通电桥测电阻 实验目的: 1.了解电桥测电阻的原理和特点。 2.学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。 3.测出若干个未知电阻的阻值。 1.桥式电路的基本结构。 电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R 2和R 3,比较臂R 4,待测臂R x ),“桥”——平衡指示器(检流计)G 和工作电源E 。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G (滑线变阻器)。 2.电桥平衡的条件。 惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻(R 2、R 3、R 4、和R x )、一个“桥”(b 、d 间所接的灵敏电流计)和一个电源E 组成。b 、d 间接有灵敏电流计G 。当b 、d 两点电位相等时,灵敏电流计G 中无电流流过,指针不偏转,此时电桥平衡。所以,电桥平衡的条件是:b 、d 两点电位相等。此时有 U ab =U ad ,U bc =U dc , 由于平衡时0=g I ,所以b 、d 间相当于断路,故有 I 4=I 3 I x =I 2 所以 44R I R I x x = 2233R I R I = 可得 x R R R R 324= 或 43 2R R R R x = 一般把 K R R =3 2称为“倍率”或“比率”,于是 R x =KR 4 要使电桥平衡,一般固定比率K ,调节R 4使电桥达到平衡。 3.自组电桥不等臂误差的消除。 实验中自组电桥的比例臂(R 2和R 3)电阻并非标准电阻,存在较大误差。当取K=1时,实际上R 2与R 3不完全相等,存在较大的不等臂误差,为消除该系统误差,实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R 4值,然后将R 2与R 3的位置互相交换(也可将R x 与R 4的位置交换),按同样方法再测 一次得到一个R ’ 4值,两次测量,电桥平衡后分别有: 43 2R R R R x ?= ' 42 3R R R R x ?= 联立两式得: ' 44R R R x ?= 由上式可知:交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。 4.电桥灵敏度 电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时,电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中,为了便于灵敏度 I 2 I x c

伏安法测电阻实验报告

实验目的 ? 掌握伏安法测量电阻时,电流表内接和外接时的条件; ? 通过对二极管伏安特性的测试,了解非线性电阻,掌握二极管的非线性特点。 实验仪器 DH6102型伏安特性实验仪 本实验仪由直流稳压电源、可变电阻器、电流表、电压表及被测元件等五部分组成。 实验原理 一、概述 伏安法测电阻是电阻测量的基本方法之一。当一个元件两端加上电压时,元件内就有电流通过,电压和电流之间存在着一定的关系。该元件的电流随外加电压的变化曲线,称为伏安特性曲线。从伏安特性曲线所遵循的规律,可以得知该元件的导电特性。 二、线性电阻和非线性电阻 ? 线性电阻 非线性电阻 对线性电阻我们可以直接通过欧姆定律, 对非线性电阻我们不能应用欧姆定律但 确定出线性电阻阻值: 是可以考虑一小段特性曲线,确定出动态 R =U /I 电阻: R =△U /△I 三、实验线路的比较与选择 实验中使用的电路对电流表有内接和外接两种: 当电流表内阻为0,电压表内阻无穷大时,两种电路都不会带来附加测量误差。 被测电阻: 非理想状态(电流表内阻非0,电压表内阻非无穷大),如果用上述公式计算电阻值,无论采用哪一种联接都将产生接入(系统)误差。 1、内接法的接入误差和修正 采用这种方法测量,我们 得到的电阻实际是电流表 内阻和待测电阻之和,即: I U R x A x R R I U

需要对其进行修正,即: 当Rx >>RA ,采用电流表内接,接入误差较小。 2、外接法的接入误差和修正 当采用外接法时,我们得到的 实际上是电压表内阻和待测电阻 并联后的阻值,即: 需要对其进行修正,即: 当RV >>Rx ,采用电流表外接,接入误差较小。 四、二极管的伏安特性 二极管是一种具有单向导电的二端器件,具有按照外加电压的方向,使电流流动或不流动的性质。 对二极管施加正向电压时,则二极管中就有正向电流通过,随着电压的增加,开始时,电流随电压变化很缓慢,而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时(硅管为 0.7V 左右),电流急剧增加,二极管导通后,电压的少许变化,电流的变化都很大。 当施加反向电压时,二极管处于截止状态,其反向电压增 加至该二极管的击穿电压时,电流猛增,二极管被击穿,在二 极管使用中应竭力避免出现击穿观察,这很容易造成二极管的 永久性损坏。所以在做二极管反向特性时,应串入限流电阻, 以防因反向电流过大而损坏二极管,并注意不要超过二极管允 许的最大反向电压值。 二极管的应用 1、整流二极管:利用二极管单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。 2、开关元件:二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。 3、限幅元件:二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V ,锗管为0.3V )。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。 4、继流二极管:在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。 5、检波二极管:在收音机中起检波作用。 6、变容二极管:使用于电视机的高频头中。 7、显示元件:用于VCD 、 DVD 、计算器等显示器上。 8、稳压二极管:反向击穿电压恒定,且击穿后可恢复,利用这一特性可以实现稳压电路。 实验内容(一) 1.测定线性电阻的伏安特性 ⑴选被测电阻器的电阻为1K Ω,电流表量程为20mA ,电压表量程为20V 。 ⑵电流表内接测试: 将电流表内接,调节直流稳压电源,取合适的电压变化值(如从2.000V 变化到14.000V ,变化步长取为2.000V ),将相应的电流值记录列表 。 A x R I U R V x R R U I 11 V x R U I R 11

测电阻的几种方法总结

V A 图1 R X0 I I X I V U A V R X0 图2 I A I X0 I U U A U X0 电阻测量 一、伏——安法 伏安法是用一个电压表V和一个电流表A来测量电阻,其测量 原理:R X= U I 。实际测量中有电流表外接法和电流表 内接法两种电路。 设电压表V内阻为R V,电流表A内阻为R A,待测电阻 真实值为R X0,测量值为R X,通过R X0的电流为I。 测量时,电压表V的示数为U,电流表A的 示数为I。 1、电流表外接法:小外偏小 2、电流表内接法:大内偏大 3、伏安法测电阻的电路的改进 如图3、图4的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差, 为什么?怎样测量? 二、测电阻的几种特殊方法 1.只用电压表,不用电流表 图3 图4

图6 方法一:伏——伏法----是用两个电压表(其中一个内阻已知,另 一个内阻未知)测量电压表的内阻。 测量电路如图5所示。 电路满足:R V1》R ,R V2》R 。 设电压表V 1内阻R V1未知,电压表V 2内阻 R V2已知;电压表V 1示数为U 1,电压表V 2示数 为U 2。由图5可得: R V1= 11V U I R V2=22 V U I 通过电压表V 1、V 2的电流为I V1=I V2 由以上三式得:R V1= 1 2 U U R V2 方法二:伏——伏——R 法(变式:伏——伏——R X 法) 伏——伏——R 法是用两个电压表(内阻均未知)和一个定值电阻R 0测量电压表的未知内阻。 测量电路如图6所示。 电路满足:R V1》R ,R V2》R ,R 0》R 。 设电压表V 1示数为U 1,电压表V 2示数为U 2,电压表V 2的量程电压大于 电压表V 1的量程电压。实验测量电压表V 1的内阻R V1。由图6可得: R V1= 1 1V U I R 0=00 R R U I 定值电阻R 0 两端电压:U R0=U 2—U 1 图5

最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

恒定电流电阻测量方法归纳 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法(V-A法) 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实 验器材的选择。 1、原理:根据部分电路欧姆定律。 图1 2、控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量;一般在两 种控制电路都可以选择的时候,优先考虑限流电路。 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的 两个接线柱引出导线。如图2,其输出电压由ap之间的电阻决定,这 样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路: ①要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。

② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外接。 (1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 (2)电流表内、外接法的选择, ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用相对误差判断 若A X R R > X V R R ,选用内接法,A X R R <X V R R ,选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当电压表的一端分别接在a 、b 两点时,如电流表示数有明显变化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接法。 (3)误差分析: 内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即 R 测 >R 真(R 测=R A +R X );

实验三 用惠斯通电桥测电阻

实验三用惠斯通电桥测电阻 【实验目的】 1.掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法; 2.理解电桥灵敏度的概念; 3.研究惠斯通电桥测量灵敏度。 【实验原理】 1.惠斯通电桥测电阻原理 惠斯通电桥的原理图如图3-1所示,它由比例臂电阻R1、R2和调节臂电阻R以及待测电阻R X用导线连成的封闭四边形ABCDA组成,在对角线AC两端接电源,在对角线BD两端接灵敏度较高的检流计。通常将BD端称为桥路,四个电阻R1、R2、R和R X称为桥臂。若适当调节R1、R2或R阻值,使桥路两端的电位相等,即检流计示值为零,这时称为电桥平衡。 图3-1 惠斯通电桥的原理图 电桥平衡时(V=0),得到: U AB=U AD,U BC=U DC 即I1R1=I2R2,I X R X=I R R(1)同时有I1=I X,I2=I R(2) 由式(1)、(2)得到R X=R(R1 R2 ?)(3)

当知道R 1R 2?的比值及电阻R 的数值后,由式(3)可算出R X 。R 1R 2?称为比率系数或倍率,R 称为比较臂。式(3)称为电桥平衡条件。惠斯通电桥适用于测量中值电阻(1Ω~1MΩ)。 2.惠斯通电桥灵敏度 当BD 端接毫伏表,毫伏表显示为零时认为电桥平衡,但现实的问题是毫伏表的灵敏度是有限的,毫伏表所示电压为零不等于实际电压一定为零。同样的道 理,R X =R (R 1R 2 ?)为电桥平衡条件,由于毫伏表的灵敏度所限,R X (或R 1、R 2、R )有一定的偏差时毫伏表仍可能指示电桥平衡。当电桥平衡时,保持3个桥臂电阻不变,1个电阻改变(假设R X 、R 1、R 2不变,R 改变ΔR ),则电桥输出电压偏离平衡为ΔU 0,电桥输出电压对桥臂电阻的相对变化反应灵敏度(简称电桥相对灵敏度)S 为: S =ΔU 0 ΔR R ×100% 与电桥灵敏度相关的物理量有:电源电压U AC 、桥臂电阻R 1+R 2+R +R X 、桥臂电阻分配比例R R 2 ?、检测仪表的灵敏度和内阻R V 。由理论可知: S =U AC R R 2+R 2R +2+R 1+R 2+R +R X R V 【实验仪器】 多用数字电表(1件)、直流电源(1件)、电阻箱(1件)、滑动变阻器(1件)、插件板(1件)、短路片(5片)、导线(6根)、定值电阻(多个)、待测电阻。 【实验内容】 1. 用数字多用电表粗测待测电阻并记录粗测值。 2. 参照图3-1连接电路,组成惠斯通电桥测量电阻。其中,U AC 取3V 。比率R 1R 2 ?依次取0.01,0.1,1,10,100,调节电阻箱R 值使电桥平衡,记录数据,计算R X 值与电桥测量灵敏度。 3. 保持电桥桥臂电阻比值R R 2 ?与电桥桥臂电阻总值R 1+R 2+R +R X 不变,研究电桥测量灵敏度与电桥端电压U AC 的关系。

伏安法测电阻实验报告

伏安法测电阻实验报告 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

科学探究的主要步骤※一、提出问题 ※二、猜想与假设 ※三、设计实验 (一) 实验原理 (二) 实验装置图 (三)实验器材和规格 (三)实验步骤 (四)记录数据和现象的表格 四、进行试验 ※五、分析与论证 ※六、评估 七、交流与合作 ※最后:总结实验注意事项 第一方面:电学主要实验 滑动变阻器复习提纲 1、原理——通过改变接入电路中电阻丝的长度,来改变电路中的电阻,从而改 变电路中的电流。 2、构造和铭牌意义——200Ω:滑动变阻器的最大阻值 :滑动变阻器允许通过的最大电流 3、结构示意图和电路符号—— 4、变阻特点——能够连续改变接入电路中

的电阻值。 5、接线方法—— 6、使用方法——与被调节电路(用电器)串联 7、作用——1、保护电路 2、改变所在电路中的电压分配或电流大小 8、注意事项——电流不能超过允许通过的最大电流值 9、在日常生活中的应用——可调亮度的电灯、可调热度的电锅、 收音机的音量调节旋钮…… 实验题目:导体的电阻一定时,通过导体的电流和导体两端电压的关系(研究欧姆定律实验新教材方案) 一、提出问题: 通过前面的学习,同学们已经定性的知道:加在导体两端的电压越高,通过导体的电流就会越大;导体的电阻越大,通过导体的电流越小。现在我们共同来探究:如果知道了一个导体的电阻值和它两端的电压值,能不能计算出通过它的电流呢即通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有什么定量关系 二、猜想与假设: 1、电阻不变,电压越大,电流越。(填“大”或“小”) 2、电压不变,电阻越大,电流越。(填“大”或“小”) 3、电流用I表示,电压用U表示,电阻用R表示,则三者之间可能会有什么关系 三、设计实验:

最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

恒定电流 电阻测量方法归纳 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法(V-A 法) 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实验器材的选择。 1、原理:根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的 电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可 以选择的时候,优先考虑限流电路。 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引 出导线。如图2,其输出电压由ap 之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零 开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路: ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外 接。 (1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 (2)电流表内、外接法的选择, ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用相对误差判断 若A X R R >X V R R ,选用内接法,A X R R <X V R R ,选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当电压表的一端分别接在 a 、 b 两点时,如电流表示数有明显变化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接 法。 (3)误差分析: 内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即 R 测 >R 真(R 测=R A +R X ); 外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即 R 测<R 真(V X V X R R R R R += 测) 4、伏安法测电阻的电路的改进 图5 图 6 0 图 1 图2 图 3 图 4 图 7 0

最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

高中物理电阻测量方法归纳总结 说明:本文归纳并整理了电阻的测量各种方法,这些方法都是全体物理教师集体智慧的结晶,期望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助,同时感谢那些为无私奉献,愿意分享的物理教师! 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法(V-A 法) 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实验器材的选择。 1、原理:根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是 节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先 考虑限流电路。 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2,其输出电压由ap 之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源 的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路: 图 1

① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外接。 (1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 (2)电流表内、外接法的选择, ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用 相对误差判断 若A X R R >X V R R ,选用内接法,A X R R <X V R R ,选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当 电压表的一端分别接在a 、b 两点时,如电流表示数有明显变 化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接法。 (3)误差分析: 内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即 R 测 >R 真(R 测=R A +R X ); 外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即 R 测<R 真(V X V X R R R R R += 测) 4、伏安法测电阻的电路的改进 图5 图 3 图4

伏安法测电阻实验报告单

黑虎中学《伏安法测电阻》实验报告 班次:____________组次:_____________ 姓名:时间: 一.测量定值电阻的阻值 (1)实验原理: (2)实验器材: (3)电路图:实物图: (4)实验步骤: 1、开关按照电路图连接电路,滑动变阻器滑片处于位置。 2、闭合开关,调节,读出值和值并记录;计算出 值。 4、继续调节重复上述实验,并记录和计算。 (5)实验数据: 实验序号电压U/V电流I/A电阻R X/Ω平均值R X/Ω1 2 3 (6)滑动变阻器的作用:

二.测量小灯泡的电阻: (1电路图: 实物图 : (2)实验数据: 实验序号 电压U/V 电流I/A 灯泡电阻R L /Ω 1 2 3 (3)灯泡正常发光时的电阻是:R L = (4)问题:计算灯泡电阻时能不能取平均值为什么 练习:1.某同学按下图所示电路连好实验器材后,闭合开关,灯泡正常发光,但电压表指针不动,这可能是 ( ) A .电流表烧坏,电路开路 B .电流表完好,与电流表相 连的导线断了 C .电压表接线柱处导线短路 D .电压表接线柱处导线断路 A V L R S

2一个20Ω的电阻,接在由4节干电池串联的电源上,要测这个电阻中的电流和两端的电压,电流表、电压表选的量程应为 ( ) A.0~,0~3V B.0~,0~15V C.0~3 A,0~3 V D.0~3 A,0~15 V 3.现有下列器材,电流表(0~ 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、滑动变阻器(10Ω 2A)、4V电源、待测小灯泡的电阻(正常发光的电压为,电阻为6Ω左右)、开关一只、导线若干。要求用伏安法测定小灯泡正常发光时灯丝的电阻,测量时两表的指针要偏过表面刻度盘的中线。 (1)试画出电路图; (2)电流表的量程应为 __________ 电压表的量程为____________ ; (3)下列步骤的合理排列顺序为________________ 。 A . 闭合开关 B .将测出的数据填入表格中 C . 计算被测小灯泡的电阻 D .读出两表的示数 E .断开开关 F .将滑动变阻器的阻值调到最大位置 G .根据电路图连接电路 H .调节滑动变阻器使电压表示数为

(完整版)最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

高中物理电阻测量方法归纳总结 说明:本文归纳并整理了电阻的测量各种方法,这些方法都是全体物理教师集体智慧的结晶,期望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助,同时感谢那些为无私奉献,愿意分享的物理教师! 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法(V-A法) 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实验器材的选择。 1、原理:根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2)(1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是 节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先 考虑限流电路。 图1 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从 可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2,其输出电压由ap之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源 的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路:

① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外接。 (1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 (2)电流表内、外接法的选择, ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用 相对误差判断 若A X R R >X V R R ,选用内接法,A X R R <X V R R ,选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当 电压表的一端分别接在a 、b 两点时,如电流表示数有明显变 化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接法。 (3)误差分析: 内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即 R 测 >R 真(R 测=R A +R X ); 外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即 R 测<R 真(V X V X R R R R R += 测) 4、伏安法测电阻的电路的改进 图5 0 图3 图4

电阻测量方法汇总

电阻测量方法汇总 电阻的测量是恒定电路问题中的重点,也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法,从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一.欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理 它的结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、 满偏电流为Ig 的电流计。R 是可变电阻,也称调零电阻, 电池的电动势为E ,内阻为r 。 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。 当红、黑表笔接上待测电阻Rx 时,由闭合电路欧姆定律可知: I = E/(R+Rg+Rx+r )= E/(R 内+R X ) 由电流的表达式可知:通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2.使用注意事项: (1) 欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。 (2)多用表上的红黑接线柱,表示+、-两极。黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。 (3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零 (4)测量时,应使指针尽可能在满刻度的中央附近。(一般在中值刻度的1/3区域) (5)测量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开。 (6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。 二.伏安法测电阻 1.原理:根据部分电路欧姆定律。 2.控制电路的选择 图 1 图2

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