高中物理电阻测试方法

高中物理电阻测试方法
高中物理电阻测试方法

电阻测量特殊方法

一.等效替代法测电阻

【方法解读】等效替代法测电阻:测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时,用电阻箱替换待测电阻,若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等),则待测电阻与电阻箱是等效的。

1.电流等效替代

该方法的实验步骤如下:

(1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。

(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。

(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效,即R x=R0。

2.电压等效替代

该方法的实验步骤如下:

(1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。

(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。

(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍为U。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效,即R x=R0。

【针对练习】1.某同学准备把量程为0~500 μA的电流表改装成一块量程为0~2.0 V 的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内阻,设计了如图甲所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:

A.电流表G1(量程0~1.0 mA,内电阻约100 Ω)

B.电流表G2(量程0~500 μA,内电阻约200 Ω)

C.电池组E(电动势3.0 V,内电阻未知)

D.滑动变阻器R(0~25 Ω)

E.电阻箱R1(总阻值9 999 Ω)

F.保护电阻R2(阻值约100 Ω)

G.单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2

(1)实验中该同学先合上开关S1,再将开关S2与a相连,调节滑动变阻器R,当电流表G2有某一合理的示数时,记下电流表G1的示数I;然后将开关S2与b相连,保持________不变,调节________,使电流表G1的示数仍为I时,读取电阻箱的读数r。

(2)由上述测量过程可知,电流表G2内阻的测量值r g=________。

(3)若该同学通过测量得到电流表G2的内阻为190 Ω,他必须将一个________kΩ的电阻与电流表G2串联,才能改装为一块量程为2.0 V的电压表。

(4)该同学把改装的电压表与标准电压表V 0进行了核对,发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时,标准电压表V 0的指针恰好如图乙所示。由此可知,该改装电压表的误差为________%。

解析:(1)当电流表G 2有某一合理的示数时,记下电流表G 1的示数I ;然后将开关S 2

与b 相连,保持滑动变阻器R 阻值不变,调节R 1,使电流表G 1的示数仍为I 时,读取电阻箱的读数r 。

(2)电流表G 2的内阻与电阻箱的阻值相同,为r 。

(3)将电流表改装成电压表要串联电阻分压,串联的阻值为R =U

I g -r g =3.81 kΩ。

(4)由题图乙可得,标准电压表V 0的示数为1.90 V ,由此可知,该改装电压表的误差为2.0-1.90

1.90

×100%≈5.26%。 答案:(1)滑动变阻器R 阻值 R 1 (2)r (3)3.81 (4)5.26 2.某同学现利用图甲所示的电路来测量一电阻R x 的阻值。

(1)完成下列实验步骤中的填空:

①闭合开关S 1,断开开关S 2,调节电阻箱R 和滑动变阻器R ′,使电流表指针指向一个适当的位置。记下此时______________和电阻箱的阻值R 1。此时电阻箱的读数如图乙所示;

②闭合开关S 2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,然后________________,使___ ___________,

记下此时电阻箱的读数R 2,此时电阻箱的读数如图丙所示;

(2)在步骤①中电阻箱的读数为R1=________Ω;在步骤②中电阻箱的读数为R2=________Ω。

(3)电阻R x的阻值为R x=________Ω。

[解析](1)略。

(2)由图乙和图丙可知R1=60 Ω,R2=80 Ω。

(3)由于R1加上R x在电路中所起的作用与R2相同(电流表指针指示同一位置),则有R1+R x=R2,故有R x=R2-R1=80 Ω-60 Ω=20 Ω。

[答案](1)①电流表的示数I②调节电阻箱R的电阻电流表的示数仍然为I(2)60 80(3)20

3.为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路。图中,A0是标准电流表,R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池。完成下列实验步骤中的填空:

(1)将S拨向接点1,接通S1,调节____,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________________的读数I。

(2)然后将S拨向接点2,调节____,使________________,记下此时R N的读数。

(3)多次重复上述步骤,计算R N读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。

解析:(1)将S拨向接点1,接通S1,调节R0使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时标准电流表读数I。

(2)然后将S拨向接点2,调节R N,使标准电流表的读数仍为I,记下此时R N的读数。

(3)多次重复上述过程,计算R N读数的平均值,此即为待测微安表头内阻的测量值。

答案:(1)R0标准电流表(或A0)(2)R N标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值

4.小明用如图甲所示的电路测量电阻R x的阻值(约几百欧)。R是滑动变阻器,R0是电阻箱,S2是单刀双掷开关,部分器材规格图乙中已标出。

(1)根据图甲实验电路,在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。

(2)正确连接电路后,断开S1,S2接1。调节好多用电表,将两表笔接触R x两端的接线柱,粗测其阻值,此过程中存在的问题__________。正确操作后,粗测出R x的阻值为R′。

(3)小明通过下列步骤,较准确测出R x的阻值。

①将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的________(选填“A”或“B”)端。闭合S1,将S2拨至1,调节变阻器的滑片P至某一位置,使电压表的示数满偏。

②调节电阻箱R0,使其阻值________(选填“大于R′”或“小于R′”)。

③将S2拨至“2”,保持变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表再次满偏,此时电阻箱示数为R1,则R x=________。

(4)实验中,滑动变阻器有两种规格可供选择,分别是:R2(0~10 Ω);R3(0~5 000 Ω)。为了减小实验误差,滑动变阻器应选________(选填“R2”或“R3”)。

解析:

(1)根据电路图连接实物图,如图所示:

(2)测量电阻时,要把电阻与其他元件断开。

(3)①闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的A端,使电压表示数都为零;

②调节电阻箱R0,使其阻值小于R′;③将S2拨至“2”,保持变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表再次满偏,则此时并联部分的电阻相等,R x的阻值等于电阻箱的阻值,即R x=R1。

(4)由于电阻R x的阻值约几百欧,为方便调节,滑动变阻器应选R3。

答案:(1)见解析图(2)待测电阻未与其他元件断开(3)①A②小于R′③R1(4)R3

二.电表半偏法测电阻

【方法解读】电表有着自己神奇的一面,那就是当它接入电路中时,可以显示自己的读

数,因此我们便可以利用它自身读数的变化(如半偏)巧妙地测量出它的内阻。半偏法常用于

测量电表的内阻,对于半偏法测电表内阻有以下两种设置方法:

(一)电流表半偏法

1.实验步骤

(1)按如图所示连接实验电路;

(2)断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表读数等于其量程I m;

(3)保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表读数等于1

2I m,然后读出R2的值,若满足

R1?R A,则可认为R A=R2。

2.实验条件:R1?R A

3.测量结果:R A测=R2

4.误差分析

当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。

(二)电压表半偏法

1.实验步骤

(1)按如图连接实验电路;

(2)将R2的值调为零,闭合S,调节R1的滑动触头,使电压表读数等于其量程U m;

(3)保持R 1的滑动触头不动,调节R 2,使电压表读数等于1

2U m ,然后读出R 2的值,若

R 1?R V ,则可认为R V =R 2。

2.实验条件:R 1?R V

3.测量结果:R V 测=R 2>R V 4.误差分析

当R 2的值由零逐渐增大时,R 2与电压表两端的电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于12U m 时,R 2两端的电压将大于1

2U m ,使R 2>R V ,从而造成R V 的测量值偏大。显然半偏电压法适于测量内阻较大的电压表的电阻。

【针对练习】1.如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图。以下是备用仪器:

A .待测电压表(3 V ,内阻1 500 Ω左右)

B .电源E (4 V,2 A ,内阻很小)

C .电阻箱(0~999.9 Ω)

D .电阻箱(0~9 999.9 Ω)

E .滑动变阻器(0~20 Ω,3 A)

F .滑动变阻器(0~2 000 Ω,2 A)

G .开关两个,导线若干

(1)为保证测量精度,电阻箱应选________;滑动变阻器应选________。(填代号) (2)完善下列实验步骤:

a .闭合开关K 2并将滑动变阻器的滑片调至________,然后闭合开关K 1;

b .调节滑动变阻器使电压表恰好满偏;

c.____________________,使电压表的指针恰好指在中间刻度(半偏),此时电阻箱的示数为R。那么,该电压表内阻的测量值为________。测量值和真实值比较数值________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。

解析:(1)在半偏法测电阻的实验中,电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近,故电阻箱应选D,而滑动变阻器采用分压式接法,为了调节方便,故滑动变阻器应选最大阻值较小的E。

(2)a.在测量数据时,电压要从较小数值开始变化,因而滑动变阻器开始时应在最左端。

c.由于采用半偏法测量,因而应断开开关K2,调节电阻箱的阻值,使电压表的指针恰好在中间刻度,即半偏,由串联电路知识可知,电压相等,电流相等,因而电压表的内阻的测量值为R。但开关K2断开,电阻增大,分压增大,而电压表示数为原来的一半时,电阻箱分压要略大于一半,故电阻箱的阻值即测量值比电压表的内阻要偏大。

答案:(1)D E(2)a.最左端c.断开开关K2,调节电阻箱的阻值R偏大

2.有一电流表A,量程为1 mA,内阻r g约为100 Ω,要求测量其内阻。可选用的器材有:电阻箱R0,最大阻值为99 999.9 Ω;滑动变阻器甲,最大阻值为10 kΩ;滑动变阻器乙,最大阻值为2 kΩ;电源E1,电动势约为2 V,内阻不计;电源E2,电动势约为6 V,内阻不计;开关2个,导线若干。

采用的测量电路图如图所示,实验步骤如下:

a.断开S1和S2,将R调到最大;

b.合上S1,调节R使电流表A满偏;

c.合上S2,调节R1使电流表A半偏,此时可以认为电流表A的内阻r g=R1。

试问:

(1)上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选择________;为了使测量尽量精确,可变电阻R应该选择________;电源E应该选择________。

(2)认为内阻r g=R1,此结果与真实值相比________。(填“偏大”“偏小”或“相等”)

解析:(1)根据半偏法测电阻的原理,R 1必须选R 0;由于电流表的电阻很小,要求R 的阻值很大,故R 应选滑动变阻器甲,电源选择电动势较大的E 2,误差较小。

(2)根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得,合上S 1,调节R 使电流表满偏,I g =E

R +r g

合上S 2,调节R 1使电流表半偏,电路中的总电流I =E

R +

r g R 1

r g +R 1,故I >I g 。通过电阻箱的电

流I 1>1

2

I g ,根据并联电路的特点知r g >R 1,故认为内阻r g =R 1,结果比真实值偏小。

答案:(1)R 0 滑动变阻器甲 E 2 (2)偏小

三.安安法、伏伏法测电表的内阻

【方法解读】安安法、伏伏法测电表内阻的分析

实验原理

1. 安安法测电流表内阻

(1)如图甲所示,将两电流表并联,根据I 1r 1=I 2r 2求出电流表

(或

)的内阻r 1(或r 2)。 (2)如图乙所示,将电流表与定值电阻R 0并联再与电流表

串联,根据I 1r 1=(I 2-I 1)R 0,求出的内阻r 1(该法又称为电流表差值法测

电流表内阻)。 2.伏伏法测电压表内阻

(1)如图丙所示,将两电压表串联,根据U 1r 1

U 2r 2

,求出电压表 (或

)的内阻。

(2)如图丁所示,将电压表

与定值电阻R 0串联再与电压表

联,根据U 2=U 1+U 1

r 1

R 0,求出电压表

的内阻(此法又称为电压表

差值法测电压表的内阻)。

方法分析方法电路实验条件实验结果

安安

图甲①、的满偏电压相

等或差不多

②r1、r2已知其一

r1=

I2

I1r2或r2=

I1

I2r1

图乙

①的量程大于的

量程

②R0已知

r1=

(I2-I1)R0

I1

伏伏

图丙

①、的满偏电流相

等或差不多

②r1、r2已知其一

r1=

U1

U2r2或r2=

U2

U1r1

图丁①的量程大于的

量程

②R0已知

r1=

U1

U2-U1

R0

【针对练习】1.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下:

①待测电流表G1(0~5 mA,内阻约300 Ω),

②电流表G2(0~10 mA,内阻约100 Ω),

③定值电阻R1(300 Ω),

④定值电阻R2(10 Ω),

⑤滑动变阻器R3(0~1 000 Ω),

⑥滑动变阻器R4(0~20 Ω),

⑦干电池(1.5 V),

⑧开关S及导线若干。

(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________。(在空格内填写序号)

(2)用连线连接实物图。

(3)补全实验步骤:

①按电路图连接电路,____________________________;

②闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;

③________________________________________________________________________;

④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。

(4)根据I 2I 1图线的斜率k 及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式____________。 [解析] (1)定值电阻R 1阻值与待测电流表内阻大约相同,实验中两电流表可同时达到满偏,读数误差较小;滑动变阻器为分压式接法,R 4阻值小,调节方便。

(2)如图所示。

(3)为保证开关S 闭合前待测电流表电压为零,应将滑动变阻器滑动触头移至最左端;实验中要多次测量,减小偶然误差。

(4)由串并联规律:I 2=I 1+I 1r 1R 1=I 1????1+r 1R 1,图线斜率k =1+r

1R 1

,r 1=(k -1)R 1。 [答案] (1)③ ⑥ (2)见解析图 (3)①将滑动触头移至最左端 ③多次移动滑动触头,记录相应的G 1、G 2读数I 1、I 2 (4)r 1=(k -1)R 1

2.用以下器材测量待测电阻R x 的阻值。 待测电阻R x ,阻值约为100 Ω;

电源E ,电动势约为6.0 V ,内阻可忽略不计; 电流表A 1,量程为0~50 mA ,内阻R 1约为20 Ω; 电流表A 2,量程为0~300 mA ,内阻R 2约为4 Ω; 定值电阻R 0,阻值为20 Ω; 滑动变阻器R ,最大阻值为10 Ω; 单刀单掷开关S ,导线若干。

(1)测量中要求两电流表的读数都不小于其量程的1

3,试在方框中画出测量电阻R x 的实验

电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注)。

(2)若某次测量中电流表A 1的示数为I 1,电流表A 2的示数为I 2,则由已知量和测量量计算R x 的表达式为R x =________。

解析:(1)在尝试设计电路中,很容易设计出图甲所示的测量电路,通过代入已知数据估算可得,此时电流表A 2的最大电流值只能是70 mA ,远小于其量程的三分之一,所以不满足实验要求。

另一种测量电路如图乙所示,电流表A 1和待测电阻的串联阻值约是120 Ω,和定值电阻R 0的比是6∶1,通过电流表A 2的最大电流值接近量程最大值,所以这个电路符合要求,然后连接滑动变阻器来进行调节测量多组数据即可。最终的电路图如图丙所示。滑动变阻器用分压式、限流式接法都可以。

(2)用字母表示待测电阻阻值可得R x =I 2-I 1I 1R 0-R 1。

答案:(1)见解析图丙(R 作为限流电阻也可) (2)I 2-I 1I 1R 0

-R 1

3.某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V 1的内阻,可选用的器材如下: A .待测电压表V 1:量程3 V ,内阻约3 kΩ B .电压表V 2:量程15 V ,内阻约20 kΩ C .电流表A :量程3 A ,内阻约0.1 Ω D .定值电阻R 0:9.0 kΩ

E.滑动变阻器R1:0~200 Ω

F.滑动变阻器R2:0~2 kΩ

G.电源E:电动势约为12 V,内阻忽略不计

H.开关、导线若干

(1)现用多用电表测电压表V1的内阻,选择倍率“×100”挡,其它操作无误,多用电表表盘示数如图所示,则电压表V1的内阻约为________ Ω。

(2)为了准确测量电压表V1的内阻,两位同学根据上述实验器材分别设计了如图实Ⅸ-8甲和乙两个测量电路,你认为________(选填“甲”或“乙”)更合理,并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整。

(3)该实验中滑动变阻器应该选用________(选填“R1”或“R2”)。

(4)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻R V1=________。

[解析](1)用多用电表测得的电压表的内阻为34×100 Ω=3 400 Ω;

(2)甲图中,因为电压表V2的电阻与R0阻值相当,通过电压表V2的电流不能忽略,故用通过R0的电流作为通过V1的电路,则误差较大;故用乙电路较合理;电路连接如图;

(3)实验中滑动变阻器要用分压电路,故应选取阻值较小的R1;

(4)根据欧姆定律可知:

R V1=U1

U2-U1

R0=

U1R0

U2-U1

[答案](1)3 400(2)乙连图如解析图(3)R

1(4)

U1R0

U2-U1

4.要测量某电压表V1的内阻R V,其量程为2 V,内阻约2 kΩ。实验室提供的器材有:

电流表A,量程0.6 A,内阻约为0.1 Ω;

电压表V2,量程5 V,内阻约为5 kΩ;

定值电阻R1,阻值为30 Ω;

定值电阻R2,阻值为3 kΩ;

滑动变阻器R3,最大阻值10 Ω,额定电流1.5 A;

电源E,电动势6 V,内阻约0.5 Ω;

开关S一个,导线若干。

(1)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻R V的实验电路。要求测量尽量准确,试画出符合要求的实验电路图,并标出所选元件的相应字母代号。

(2)写出电压表V 1内阻R V 的表达式________,式中各符号的物理意义是________________________________________________________________________。

(3)若测得V 1内阻R V =1.8 kΩ,现要将V 1改装一个与V 2量程相同的电压表,则需在V 1两端________联一个电阻,电阻的阻值应为________。

解析:电路如图所示。

(2)电压表V 1内阻R V 的表达式为R V =U 1R 2

U 2-U 1

,其中U 1表示电压表V 1的读数,U 2表示

V 1和R 2串联的总电压即电压表V 2的读数。

(3)要将V 1改装一个与V 2量程相同的电压表,则需在V 1两端串联一个电阻,电阻的阻值应为R =U 2-U 1U 1R V =5-2

21.8

kΩ=2.7 kΩ。

答案:(1)见解析图 (2)R V =U 1R 2

U 2-U 1

U 1表示电压表V 1的读数,U 2表示V 1和R 2串联

的总电压(或电压表V 2的读数) (3)串 2.7 kΩ

四.电桥法测电阻

【方法解读】 电桥法测电阻的分析

实验原理

电桥法是测量电阻的一种特殊方法,其测量电路如图所示,实验中调节电阻箱R 3,当A 、B 两点的电势相等时,R 1和R 3两端的电压相等,设为U 1。同时R 2和R x 两端的电压也相等,设为U 2,根据欧姆定律有:U 1R 1=U 2R 2,U 1R 3=U 2

R x ,由以上两式解得:R 1×R x =R 2

×R 3,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件也可求

出被测电阻

R x 的阻值。

方法分析

在上面的电路图中: (1)当R 1R 2=R 3

R x

时,U AB =0,I G =0。

(2)当

R 1R 2<

R 3R x

时,U AB >0,I G ≠0,且方向:A →B 。

(3)当

R 1R 2>R 3R x

时,U AB <0,I G ≠0,且方向B →A 。

注意:在用电桥法测电阻时要注意两点,一是要明确电路的结构,电路中由四个电阻先两两串联,然后在中间串上电流计,那么串联电流计的那部分就是“桥”,二是要明确电桥平衡的条件。

【针对练习】1.用如图所示的电路可以测量电阻的阻值。图中R x 是待测电阻,R 0是定值电阻, ?是灵敏度很高的电流表,MN 是一段均匀的电阻丝。闭合开关,改变滑动头P 的位置,当通过电流表?的电流为零时,测得MP =l 1,PN =l 2,则R x 的阻值为( )

A.l 1l 2R 0

B.l 1l 1+l 2R 0

C.l 2l 1R 0

D.l 2

l 1+l 2

R 0 [解析] 根据电桥平衡的条件及电阻定律可易知,当灵敏电流表的电流为零时,有R 0l 1

R x l 2,可得R x =l 2

l 1

R 0。 [答案] C

2.同学们测量某电阻丝的电阻R x ,所用电流表的内阻与R x 相当,电压表可视为理想电压表。

(1)若使用如图甲所示电路图进行实验,要使得R x的测量值更接近真实值,电压表的a 端应连接到电路的________点(选填“b”或“c”)。

(2)测得电阻丝的UI图如图乙所示,则R x为________Ω(保留两位有效数字)。

(3)实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态,某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化,他们对此现象进行探究,在控制电阻丝两端的电压为10 V的条件下,得到电阻丝的电阻R x随风速v(用风速计测)的变化关系如图丙所示。由图可知当风速增加时,R x会________(选填“增大”或“减小”)。在风速增加过程中,为保持电阻丝两端电压为10 V,需要将滑动变阻器R W的滑片向________端调节(选填“M”或“N”)。

(4)为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如图丁所示的电路。其中R为两只阻值相同的电阻,R x为两根相同的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,错误!为待接入的理想电压表。如果要求在测量中,风速从零开始增加,电压表的示数也从零开始

增加,则电压表的“+”端和“-”端应分别连接到电路中的________点和________点(在“a”“b”“c”“d”中选填)。

解析:(1)由于电流表的内阻与R x相当,即R x较小,所以电流表外接时误差较小,故电压表的a端应接电路的c点。

(2)由UI图像可知电阻R x=ΔU

ΔI=

0.80

0.195Ω≈4.1 Ω。

(3)根据R x v图像可知,风速越大时电阻R x越小。要使R x两端的电压不变,需增大与R x并联的R W的电阻,即将滑动变阻器R W的滑片向M端滑动。

(4)当风速增大时,受气流影响的电阻丝R x的阻值逐渐减小,d点的电势逐渐降低。开始时,b、d两点电势差为零,所以电压表的“+”端接b点、“-”端接d点时能满足条件。

答案:(1)c(2)4.1(4.0~4.2均可)(3)减小M(4)b d

中考物理(真题版)专题练习题:电阻的测量

电阻的测量 1.(2019福建,30)现要测量电阻R X的阻值,提供的实验器材有:待测电阻R x(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干° (1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。 (2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是。 (3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,该示数为V,则R x=Ω。 (4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0﹣999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻R x的阻值,设计的电路如图3.完成下列实验步骤: ①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大; ②; ③; ④电阻R x=。(用测得量的符号表示) 2.(2019天水,20)利用图甲所示的电路测量未知电阻R x的阻值,阻值大约为5Ω。 (])请你根据电路图用笔画线代导线,将图乙的实验电路连接完整。 (2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于______端(选填“A”或“B”)。 (3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b 之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是______。 (4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。画出了待测电阻R x的I-U图象,如图丙所示。由图象可得R x=______Ω.

安阻法与伏阻法测电阻

安阻法与伏阻法测电阻 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-DQS58-MG

安阻法与伏阻法测电 阻 摘要:欧姆定律的实验应用之一就是提供了一种测电阻的方法——伏安法,这也是初中物理学生必须掌握的实验技能之一。为加深对欧姆定律的理解和灵活应用,一般教师都要求学生掌握在缺少电压表或缺少电流表的情况下,补充一个己知阻值的电阻来测一未知电阻。本文总结了用安阻法与伏阻法测电阻的几种思路,并对这几种方法进行了评价。 关键词:欧姆定律、伏安法、安阻法、伏阻法 欧姆定律给我们提供了一种测电阻的方法——伏安法,在缺少电压表或电流表的情况下,同样我们可以根据欧姆定律设计出测未知电阻的方法。近年来,各地的中考试题在探究实验题型中也加强了对这一方法的考查。 一、只用电流表测未知电阻Rx ——安阻法 1、方法一: (1)、电路图 (2)、方法 R 0、R x 并联,用电流表分别测量R x 中的电流I x 、R 0中的电流I 0、干路中的电流I 这三个电流中的任意两个。 (3)、器材 电流表(1或2块)、待测电阻R x 、己知阻值的电阻R 0、电源、开关(1个)、导线若干。 (4)、R x 的表达式 (5)、方法评价 如果只用一块电流表,需用电流表测出一个电流后,再改接到另外的位置再测 另一电流;如果用两块电流表,则可用一固定的电路完成实验。 2、方法二: (1)、电路图 (2)、方法 R 0、R x 并联,通过只闭合S 1;只闭合S 2;同时闭合S 1、S 2,分别记下电流表的示数I x 、I 0、I 三个电流中的任意两个。 (3)、器材 电流表(1块)、待测电阻R x 、己知阻值的电阻R 0、电源、开关(2个)、导线若干。 (4)、R x 的表达式 (5)、方法评价 该方法用2个或3个开关实现了电路的固定,不需更换电流表的位置来测不同的电流。 3、方法三: (1)、电路图 (2)、方法

用单臂电桥测电阻带实验数据处理

本科实验报告 实验名称: 用单臂电桥测电阻 实验13 用单臂电桥测电阻(略写)【实验目的】 (1)掌握用单臂电桥测量电阻的原理和方法。 (2)学习用交换法减小和消除系统误差。 (3)初步研究电桥的灵敏度。 【实验原理】 单臂电桥,也叫惠斯登电桥,适用于精确测量中值电阻(10~的测量装置。 电桥法测电阻,其实质是把被测电阻与标准电阻相比较,已确定其值。由于电阻的制造可以达到很高的精度,所以用电桥法测电阻也可以达到很高的精度。 电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥。惠斯登电桥是直流电桥中的单臂电桥;双臂电桥又称为开尔文电桥,适用于测量低电阻(~10Ω)。 单臂电桥的线路原理 单臂电桥的基本线路如图所示。它是由四个电阻R1,R2,Rs,Rx连成一个四边形ACBD,在对角线AB上接上电源E,在对角线CD上接上检流计P组成。接入检流计(平衡指示)的

对角线称为“桥”,四个电阻称为“桥臂”。在一般情况下,桥路上检流计中有电流通过,因而检流计的指针偏转。若适当调节某一电阻值,例如改变Rs的大小可使C,D两点的电位相等,此时流过检流计P的电流Ip=0,称为电桥平衡。则有 (1) (2) (3) 由欧姆定律知 = 2 (4) =s (5) 由以上两式可得 (6) 此式即为电桥的平衡条件。若R1,R2,Rs已知,Rx即可由上式求出。通常取R1,R2为标准电阻,称为比率臂,将称为桥臂比;Rs为可调电阻,成为比较臂。改变Rs使电桥达到平衡,即检流计P中无电流流过,便可测出被测电阻Rx的值。 用交换法减小和消除系统误差 分析电桥线路和测量公式可知,用单臂电桥测量Rx的误差,除其他因素外,还与标准电阻R1,R2的误差有关。可以用交换法来消除这一系统误差,方法是:先连接好电桥线路,调节Rs使P中无电流,可求出Rs,然后将R1与R2交换位置,再调节Rs使P中无电流, 记下此时的Rs',可得,相乘可得Rx=, 这样就消除了由R1,R2本身的误差引起的对Rx引入的测量误差。Rx的测量误差只与电阻箱Rs的仪器误差有关,而Rs可选用高精度的标准电阻箱,这样系统误差就可减小。 电桥的灵敏度 检流计的灵敏度总是有限的,如实验中所用的检流计,指针偏转一格所对应的电流大约为A。当通过它的电流比A还要小时,指针偏转小于0.1格,就很难察觉出来。假设电桥在R1/R2=1时调到了平衡,则有Rx=Rs。这时,若把Rs改变ΔRs,电桥就失去了平衡,检流计中有电流Ip流过。但是如果Ip小到使检流计觉察不出来,还会认为电桥还是平衡的,因而得出Rx=Rs+ΔRs。这样就会因为检流计的反应不够灵敏而带来一个测量误差ΔRx=ΔRs。为表示此误差对测量结果影响的严重程度,引入电桥灵敏度的概念,定义为 S=(7) 之中,是在电桥平衡后Rx的微小改变量(实际上是改变Rs,可以证明,改变任意臂所得出的电桥灵敏度是一样的)是由于电桥偏离平衡而引起的检流计的偏转格数。S越大,说明电桥越灵敏,带来的误差也越小,举例来说,检流计有五分之一格的偏转时既可以觉察

-伏阻法跟安阻法

初中物理多种方法测电阻方法 测电阻的几种特殊方法 1.只用电压表,定值电阻R 不用电流表(伏阻法)所给器材:(电源(电压未知) 导线若干、未知电阻R X(要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式) 2.只用电流表定值电阻的阻值R0,不用电压表(安阻法)所给器材:(电源(电压未知)、 导线若干、未知电阻R X,要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式)3、已知最大阻值的滑动变阻器和电压表或电流表 所给器材:(电源(电压未知) 导线若干、未知电阻R X,要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式) 4.等效替代法。 所给器材:电源(电压未知)导线若干、未知电阻R X (要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法)

初中物理多种方法测电阻方法 (二)测电阻的几种特殊方法 不用电流表(伏阻法)所给器材:(电源(电压未知) 1.只用电压表,定值电阻R 导线若干、未知电阻R X(要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式) 方法一:如果只用一只电压表,用图3所示的电路可以测出未知Rx的阻值。 具体的作法是: 1、电压表测出Rx两端的电压为Ux; 2、再用这只电压表测出定值电阻R0两端的电压为U0。 根据测得的电压值Ux、U0和定值电阻的阻值R0, 可计算出Rx的值为: 用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。方法 二:如果只用一个电压表,并且要求只能连接一次电路,用图4所示的电路可以测出未知Rx的阻值。具体的作法是 1、先闭合S1,读出电压表的示数为U1, 2、再同时闭合S1和S2,读出这时电压表的示数为U2。 根据测得的电压值U1、U2和定值电阻的阻值R0。根 据分压公式可计算出Rx的值: 方法三:实验步骤: 1、S接a时,读出电压表示数U1; 2、S接b时,读出电压表示数U2。 表达式: 方法四、实验步骤: 1、S断开时,读出电压表示数U1; 2、S闭合时,读出电压表示数U2。 表达式: 以上方法,需要测量两次电压,所以也叫“伏伏法”;根据所给器材有电压表和一个已知阻值的电阻R0,所以又叫“伏阻法”。 2.只用电流表定值电阻的阻值R0,不用电压表(安阻法)所给器材:(电源(电压未知)、 导线若干、未知电阻R X,要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式) 方法一:如果只用一只电流表,用图6所示的电路可以测出未知Rx的阻值。实验步骤: 1、闭合S,先测出R的电流I1; 2、拆下电流表,接到另一支路上,测出R x的电流I2。 根据测得的电流值I 0、Ix和定值电阻的阻值R0,计算出Rx的值为

安阻法与伏阻法测电阻

安阻法与伏阻法测电阻 摘要:欧姆定律的实验应用之一就是提供了一种测电阻的方法——伏安法,这也是初中物理学生必须掌握的实验技能之一。为加深对欧姆定律的理解和灵活应用,一般教师都要求学生掌握在缺少电压表或缺少电流表的情况下,补充一个己知阻值的电阻来测一未知电阻。本文总结了用安阻法与伏阻法测电阻的几种思路,并对这几种方法进行了评价。 关键词:欧姆定律、伏安法、安阻法、伏阻法 欧姆定律给我们提供了一种测电阻的方法——伏安法,在缺少电压表或电流表的情况下,同样我们可以根据欧姆定律设计出测未知电阻的方法。近年来,各地的中考试题在探究实验题型中也加强了对这一方法的考查。 一、只用电流表测未知电阻Rx ——安阻法 1、方法一: (1)、电路图 (2)、方法 R 0、R x 并联,用电流表分别测量R x 中的电流I x 、R 0中的电流I 0、干路中的电流I 这三个电流中的任意两个。 (3)、器材 电流表(1或2块)、待测电阻R x 、己知阻值的电阻R 0、电源、开关(1个)、导线若干。 (4)、R x 的表达式 x x I R I R 00= 000I I R I R x -= x x x I R I I R 0 )(-= (5)、方法评价 如果只用一块电流表,需用电流表测出一个电流后,再改接到另外的位置再测另一电流;如果用两块电流表,则可用一固定的电路完成实验。 2、方法二: (1)、电路图 (2)、方法 R 0、R x 并联,通过只闭合S 1;只闭合S 2;同时闭合S 1、S 2,分别记下电流表的示数I x 、I 0、I 三个电流中的任意两个。 (3)、器材 电流表(1块)、待测电阻R x 、己知阻值的电阻R 0、电源、开关(2个)、导线若干。 (4)、R x 的表达式 x x I R I R 00= 000I I R I R x -= x x x I R I I R 0 )(-= (5)、方法评价 该方法用2个或3个开关实现了电路的固定,不需更换电流表的位置来测不同的电流。 3、方法三: (1)、电路图 (2)、方法 R x 和滑动变阻器串联,将滑动变阻器的滑片分别置于阻值最小(R 0=0)和阻值最大(R 0 己知),分别记下电流表的示数I 1、I 2。 (3)、器材 电源、开关(1个)、电流表(1块)、待测电阻R x 、己知最大电阻R 0的滑动变阻器、导线若干。 (4)、R x 的表达式 当P 置于最小阻值0时: x R I U 1= 当P 置于最大阻值R 0时: )(02R R I U x +=

初中测量电阻的几种常用方法-教育文档

初中测量电阻的几种常用方法 测量电阻是初中物理教学的最重要的实验之一,也是考察学生能力的重要命题热点之一。通过近几年中考试题我们就会发现,测量电阻方法多种多样,其应用的原理和计算方 法也不尽相同,而电路图的设计更是灵活多变,如果学生对 该部分知识不加以总结、消化的话,就会在做题时容易出错、造成不必要的丢分现象,因此电阻的测量看似简单, 实则在教学中常常是学生的弱点,在各种考试中通过对电阻的测量的考察也可以反映出学生对电学基本知识掌握的情况,另外命题者还在不断的推陈出新,用不同的形式对学生 进行考察。下面我们就对初中测量电阻的几种常用方法进行一个简单的总结,希望对同学们能有所帮助。 一、初中最基本的测电阻的方法 (1)伏安法测电阻 伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻,因为电压表也叫伏特表物理论文,电流表也叫安培表,因此,用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。它的具体方法是:用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I, 用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U,则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值RX。最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示, 用图1的方法虽然简单,也能测出电阻,但是由于只能测一次,

因此实验误差较大,为了使测量更准确,实验时我们可以把 图1进行改进,在电路中加入滑动变阻器,增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压,这样我们 就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差,改进后的 电路设计如图2所示。伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律,在试验中,滑动变阻器每改变一次位置,就要记一次 对应的电压表和电流表的示数,计算一次待测电阻Rx的值。多次测量取平均值,一般测三次。 (2)伏阻法测电阻 伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系,如图3 就是伏欧法测电阻的电路图,在图3中,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,记下此时电压表的示数U1;然后再把电 压表并联接在未知电阻Rx的两端,记下此时电压表的示数U2。根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有: I1=I2 即:U1/R0=U2/RX 所以: 另外,如果将单刀双掷开关引入试题,伏阻法测电阻的电路 还有图4、图5的接法,和图3比较,图4、图5的电路设计 操作简单物理论文,比如,我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷

2020中考物理重点知识专题三:电阻的测量(解析版)

2020中考物理重点知识专题三:电阻的测量 考点一:伏安法测电阻 1.(2019四川绵阳)测量标有“ 2.5 V”字样的小灯泡在额定电压下工作时的电阻,小灯泡的额定功率估计在0.8 W左右。实验室提供的器材有:两节干电池、电压表V(量程0~3 V)、滑动变阻器、导线若干、开关、待测小灯泡。供选择的电流 表: A 1(量程0~0.6 A)、A 2 (量程0~3 A)。回答下列问题: (1)电流表应选用(选填“A 1”或“A 2 ”)。 (2)连接好如图所示的实验电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有较大的示数。电路的故障可能是(选填序号)。 A.电压表断路 B.小灯泡断路 C.电压表短路,且小灯泡断路 D.电流表短路,且小灯泡断路 (3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表示数为2.5 V,电流表示数如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻是Ω(小数点后保留一位数字)。 2.(2019湖南湘潭)在“测量电阻”的实验中,设计了如图甲所示的电路图。

(1)请根据电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路。 (2)按图甲所示电路连接器材时,开关要处于(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最(选填“左端”或“右端”)。(3) 闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将(选填“增大”或“减小”)。 (4)某次测量时,电压表的示数为1.5 V,电流表的示数如图丙所示,为A,根据欧姆定律求出此时这个电阻R的阻值为欧姆。 (5)以上这种测量电阻的方法叫。 (6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻R的值。 3.(2019安徽)图甲为伏安法测电阻的实验电路图。

初中物理上册安阻法测电阻和伏阻法测电阻练习沪科版.docx

一、“安阻法”测电阻 安阻法,因为没有电压表,所以就将已知电阻与未知电阻 并联,用电流表分别测出两电阻的电流,用已知电阻两端电压 代替未知电阻两端电压。 1、替代法测实验步骤: ( 1)用电流表测出通过Rx 的电流为I ; ( 2)接上电阻箱R’调节阻值使电流表的示数仍为I ; (3)则 Rx=R’。 2、只有电流表(无电压表)如何测电阻 1. 电路设计实验步骤: (a) S 闭合测出 R0的电流为 I 0; U=I0R0 ( b)在测出Rx 的电流为Ix ; U=IxRx ( c) Rx= I 0R0/Ix 改进方案一:实验步骤 : (1)S 1 合,S2 开电流表的示数为I 1;( U=I 1Rx) ( 2) S2合,S1开电流表的示数为I 2;(U=I2R0) ( 3) Rx=I2R0/I1 改进方案二:实验步骤 ( a) S1 合 S2 开测出电流表的示数为I 1;U=I1Rx ( b)S1 、S2 闭合测出电流表的示数为I2; U=(I 2– I 2) R0 ( c)则待测电阻Rx=(I2- I1)R0/ I1 3、若没有定值电阻R0, 有一个最大阻值为R0的滑动变阻器 , 能否测出待 测电阻Rx呢 ?(有电流表) 实验步骤: (1)P到 a 时电流表的示数为Ia;U=IaRx (2)P到 b 时电流表的示数为Ib;U=I b(Rx+R0) (3)则Rx= I b R0/(Ia-I b) 改进方案三:只有电流表和定值电阻串接测出待测电阻Rx 实验步骤: ( a) S1、 S2合电流表的示数为I 1;U=I1*Rx ( b) S1 合 S2开电流表的示数为I2 ;U=I 2*(Rx+R0)( c) Rx=I 2*R0/ ( I 1-I2)

直流电桥法测电阻(单电阻)实验报告

一实验预习(20分) 学生进入实验室前应预习实验,并书写实验预习报告。预习报告应包括:①实验目的,②实验原理,③实验仪器,④实验步骤⑤实验数据记录表等五部分。以各项表述是否清楚、完整,版面 验前还应预习实验)。 二实验操作过程(20分) 学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步,第一步实验准备,包括①连接线路;②检流计调零;③预置C、R三部分;第二步测量并记录数据,要注意操作的规范性;第三步实验仪器整理,并填写相关登记表格。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成,数据记录是否准确、正确分三档给分。 三实验纪律( 学生进入实验室,按照学生是否按规定进入实验室,是否按照操作要求使用仪器,是否在实验结 以上三项成绩不足30分者,表示实验过程没有完成,应重新预约该实验。实验完成后,学生课后完成一份完整的实验报告。 四、数据记录及处理(35分) 1 2数据记录及处理 学生在数据处理过程中,是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有 二、思考题(10 学生在实验结束后,根据指导教师的布置完成思考题,抄写题目并回答。按照问题回答是否准 三、格式及版面整洁(5分)

学生进入实验室,用15分钟的时间看书,15分钟之后将书收起来,开始进行实验测试。测试期间禁止看书。 测试内容:利用单电桥测量实验室提供的未知中值电阻阻值,并分析测量不确定度。 评分标准如下: 一实验操作部分(70分) 第一步:实验准备。 1.连接线路。正确连接电源、待测电阻。分四档给分。 2.检流计调零,并正确设置各个档位、开关。分四档给分。 第二步:实验测量和数据采集。 1.正确运用点触式按键。分四档给分。 2.合理利用万用表测出待测电阻大致阻值,并根据大致阻值合理设置C档位和电阻盘R值,保证R的千位档不为零。分四档给分。 3.确定C档位后,调整R,使检流计不偏转。分四档给分。 5.记录实验数据。要求数据清晰,单位明确、统一,有效位数保留合理。分四档给分。 6.实验结束后整理实验台。关闭所有电源,开关,并使仪器、设备还原。分四档给分。

上海市各区2018中考物理一模专题汇编《伏安法测电阻》

30 伏安法测电阻集锦 1.甲、乙两位同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。两位同学所用器材完全相同,电源电压为6伏,待测电阻的阻值约为10欧,滑动变阻器标有“20Ω 1.5A”。 (1)甲同学按照18(a)所示电路图正确连接电路,在闭合电键前,他应将滑动变阻器的滑片P 移到(选填“A”或“B”)端。 (2)甲同学闭合电键,将滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,两电表示数如图18(b)所示,由此可知:电压表示数为伏,电流表示数为安。 R x R 2P A B 5 01 10 2150 12 0.20.43 V A0V A0.6 S (a)图18(b) (3)甲同学继续移动滑片获取多组数据,其目的是。 (4)乙同学将测得的三组数据记录在下表中,甲同学发现乙同学的实验数据存在问题,请你判断甲同学说的是否正确(选填“是”或“否”),并简述你的理由:。 物理量电压电流电阻电阻平均值 实验序号(伏)(安)(欧)(欧) 1 2 3 1 3.5 4 0.1 0.34 0.42 / / / 2.为测量某个未知阻值的电阻,老师提供了两节新的干电池、电压表、电流表、电键、滑动变阻器、若干导线。小红和小华分别设计了图12甲、乙所示的实验电路图。 ①由设计的电路图可知,他们的实验原理是:________________________; ②比较两个实验电路,你认为更为合理的是图______,理由是_____________________; ③小华按照图12乙连接实物继续实验,并设计了如下实验数据记录表。 (a)闭合电键S后,移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表、电流表有示数,但示数变化范围很小,简述产生该现象的原因。________________________________________ (b)请在下表中补上实验数据表格的有关栏目。

电桥法测电阻

实验十 电桥法测电阻 电桥是一种精密的电学测量仪器,可用来测量电阻、电容、电感等电学量,并能通过这些量的测量测出某些非电学量,如温度、真空度和压力等,被广泛应用在工业生产的自动控制方面。 【实验目的】 ⒈ 掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和特点。 ⒉ 学会QJ19型两用直流电桥的使用。 ⒊ 了解双臂电桥测低电阻的原理和特点。 【实验原理】 直流电桥主要分单臂电桥和双臂电桥。单臂电桥又称惠斯登电桥,一般用来测量102 ~ 106Ω的电阻。双臂电桥又称开尔文电桥,可用来测量10-5~10-2 Ω范围的电阻。实验所用的 QJ19型电桥是单、双臂两用直流电桥。 ⒈ 惠斯登单臂电桥的工作原理 惠斯登电桥的原理电路如图3-10-1所示,四个电阻1R 、2R 、3R 、和x R 称为电桥的四个臂,组成一个四边形ABCD ,对角D 和B 之间接检流计G 构成“桥”,用以比较“桥”两端的电位,当D 和B 两点的电位相等时,检流计G 指零,电桥达到了平衡状态。此时有 2211R I R I =,33R I R I x x = 由于x I I =1,23I I =因此可得 32 1 R R R R X = (3-10-1) (3-10-1)式为惠斯登电桥的平衡条件,根据1R 、2R 和3R 的大小,可以计算出待测电阻x R 的阻值,一般称1R 、2R 为比率臂,3R 为比较臂。 图 3-10-1 惠斯登电桥的原理电路图

⒉ 开尔文双臂电桥的工作原理 在惠斯登电桥电路中,存在着接触电阻和接线电阻,这对低电阻的测量将带来很大的误差。特别是当待测电阻的阻值与接触电阻同数量级时,测量便无法进行。在此情形下,为了获得准确的测量结果,必须采用开尔文双臂电桥进行测量。开尔文双臂电桥的电路结构如图3-10-2所示,x R 为待测电阻,S R 为低值标准电阻,1R 、2R 、内R 和外R 均为阻值较大的电阻,Y 表示联接x R 和 S R 的接线电阻(其中包括这一接线与x R 和S R 的接触电阻)它与x R ,S R 同数量级,是引 起测量误差的重要因素,必须设法消除它的影响。对图中以7、2、4为顶点的△形电路变换成Y 型电路后,就可把双臂电桥变成一个惠斯登电桥,根据惠斯登电桥的平衡条件,不难得到开尔文电桥的平衡方程。 )(2 1221R R R R r R R r R R R R R S X 内外内外-++?+= (3-10-2) 不难看出,如果在电桥结构上能够做到内R =外R 和1R =2R (3-10-2)式右边的第二项为零,此时平衡方程就变成如下形式: S R R R R 1 2外= (3-10-3) 实际上不可能完全做到内R =外R ,1R =2R ,但只要把r 值做得很小,(3-10-2)式右边的第二项便为二阶无限小量,此时就可以认为(3-10-3)式成立。 ⒊ 电桥的灵敏度 (3-10-1)式和(3-10-3)式是在电桥平衡条件下推导出来的,在实验中测试者是依据检流计G 的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的。然而,检流计的灵敏度是有限的。例如,选用电流灵敏度为1格/1微安的检流计做为指零仪,当通过检流计的电流小于10-7 安培时,指针 图3-10-2双臂电桥的电路结构图

初三物理伏安法测电阻

教师姓名 杨升木 学生姓名 年 级 九年级 上课时间 2013/12/14 第15周 学 科 物理 课题名称 伏安法测电阻 教学目标 掌握伏安法测电阻实验的各种类型题。 教学重难点 伏安法测电阻,是初中物理中的一个重要实验。几乎集中了初中电学的所有重点知识,如串联电路的 电流、电压特点,电流表、电压表的使用及读数,电学实验的操作步骤,实验故障,滑动变阻器的使 用,欧姆定律,电阻的计算、表格的设计等。 上周学校问题汇总 上周的作业检查 上次课内容简要复习 新课 知识精解 一、概念 1. 定义:用电压表和电流表分别测某一导体两端的电压和通过电流,根据欧姆定律I=U/R 的变换公式R=U/I 求得 导体电阻的方法。 2. 实验依据:R=U/I 3. 测量的物理量:U ,I 4. 实验电路图 5. 实验步骤: (1)根据电路图连接实物。 实验时注意事项: ① 熟悉伏安法测电阻的实验电路图。 ② 连接电路时,滑动变阻器的电阻处于电阻最大的状态,开关应断开。 对于三个基本电路仪器的连接处理: ③ 连接完毕,在待测电阻值无法估计时,电流表、电压表都应选大量程或用试触的方法选择量程以免损坏电表。 ④ 实验中存在误差。为了减小误差,应选择适当的量程并进行多次测量再取平均值。 (2)检查电路无误后,闭合开关S ,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。 (3)算出三次R x 的值,求出平均值。 (4)整理器材。 6. 数据的记录:多次测量求平均值。 滑动变阻器 变阻(“一上一下”) 阻值最大(“滑片远离下接线柱”) ____联在电路电流表 “__”接线柱流入,“__”接线柱流出 量程选择:算最大电流I=U/R x ____联在电路 电压表 “__”接线柱流入,“__”接线柱流出 量程选择:

安阻法与伏阻法测电阻

安阻法与伏阻法测电阻 摘要:欧姆定律的实验应用之一就就是提供了一种测电阻的方法——伏安法,这也就是初中物理学生必须掌握的实验技能之一。为加深对欧姆定律的理解与灵活应用,一般教师都要求学生掌握在缺少电压表或缺少电流表的情况下,补充一个己知阻值的电阻来测一未知电阻。本文总结了用安阻法与伏阻法测电阻的几种思路,并对这几种方法进行了评价。 关键词:欧姆定律、伏安法、安阻法、伏阻法 欧姆定律给我们提供了一种测电阻的方法——伏安法,在缺少电压表或电流表的情况下,同样我们可以根据欧姆定律设计出测未知电阻的方法。近年来,各地的中考试题在探究实验题型中也加强了对这一方法的考查。 一、只用电流表测未知电阻Rx ——安阻法 1、方法一: (1)、电路图 (2)、方法 R 0、R x 并联,用电流表分别测量R x 中的电流I x 、R 0中的电流I 0、干路中的电流I 这三个电流中的任意两个。 (3)、器材 电流表(1或2块)、待测电阻R x 、己知阻值的电阻R 0、电源、开关(1个)、导线若干。 (4)、R x 的表达式 x x I R I R 00= 000I I R I R x -= x x x I R I I R 0 )(-= (5)、方法评价 如果只用一块电流表,需用电流表测出一个电流后,再改接到另外的位置再测另一电流;如果用两块电流表,则可用一固定的电路完成实验。 2、方法二: (1)、电路图 (2)、方法 R 0、R x 并联,通过只闭合S 1;只闭合S 2;同时闭合S 1、S 2,分别记下电流表的示数I x 、I 0、I 三个电流中的任意两个。 (3)、器材 电流表(1块)、待测电阻R x 、己知阻值的电阻R 0、电源、开关(2个)、导线若干。 (4)、R x 的表达式 x x I R I R 00= 000I I R I R x -= x x x I R I I R 0 )(-= (5)、方法评价 该方法用2个或3个开关实现了电路的固定,不需更换电流表的位置来测不同的电流。 3、方法三: (1)、电路图 (2)、方法 R x 与滑动变阻器串联,将滑动变阻器的滑片分别置于阻值最小(R 0=0)与阻值最大(R 0己知),分别记下电流表的示数I 1、I 2。 (3)、器材 电源、开关(1个)、电流表(1块)、待测电阻R x 、己知最大电阻R 0的滑动变阻器、导线若干。 (4)、R x 的表达式 当P 置于最小阻值0时: x R I U 1= 当P 置于最大阻值R 0时: )(02R R I U x +=

2.4电桥平衡法测电阻

2.4电桥平衡法测电阻 【实验目的】 1.掌握单臂电桥(惠更斯电桥)测电阻的基本原理和方法,了解桥式电路的特点; 2.通过实验的方法了解电桥灵敏度与元件各参量的关系 3.学习实验的记录和结果的误差分析。 【预习题】 1.单臂电桥的平衡条件是什么? 2.测量电阻的原理是什么? 【实验仪器】 DHQJ-3型非平衡电桥;待测电阻;导线 DHQJ-3型非平衡电桥是专门为教学实验设计的,面板图和内部结构如图所示。它将平衡电桥和非平衡电桥合为一体,可以组成属于平衡电桥的惠更斯电桥、开尔文电桥,也可以组成多种形式的非平衡电桥,是一种综合性的电桥实验仪器。 图2-4-1 DHQJ-3型非平衡电桥面板图

图2-4-2 DNQJ-3型非平衡电桥面板示意图 1.工作电源负端; 2.R 1电阻端; 3.R 2电阻端; 4、5.双桥电流端; 6.' 3R 电阻端; 7.单桥被测端; 8.R 3电阻端; 9.工作电源正端; 10.数显直流毫伏表; 11、12、13、14为R 1电阻调节盘,分别为:×1000、×100、×10、×1电阻盘; 15、16、17、18为R 2电阻调节盘,分别为:×1000、×100、×10、×1电阻盘; 19、20、21、22为R 3和'3R 电阻调节盘,分别为:×1000、×100、×10、×1电阻盘; 23.电源指示灯; 24.电源选择开关,分别可选:双桥、3V 、6V 、9V 四种工作电源; 25.电桥输出转换开关,扳向下为内接,扳向上为外接;26、27.电桥输出“外接”端; 28.屏蔽端,接仪器外壳;29、30.电桥的B 、G 按钮,即工作电源和电桥输出通断按钮。 【实验原理】 1.单臂电桥是平衡电桥,其原理如图2-4-3所示,从图中可知:R 1、R 2、R 3、R 4构成一电桥,A 、C 两端供一恒定桥压U s ,B 、D 之间为有一电压表,当平衡时,BD 无电流流过,BD 两点为等电位,则:U BC =U DC 下式成立: I 1R 1=I 2R 2 (2-4-1) I 1R 3=I 2R 4 (2-4-2) 由于R 4=R x ,于是有 4321R R R R = ( 2-4-3) R 4为待测电阻R x ,R 3为标准比较电阻,式中K=R 2/R 1,称为比率,一般单臂电桥的K 有0.001、0.01、0.1、1、10、100、1000等。本电桥的比率K 可以任选。根据待测电阻大小,选择K 后,只要调节R 3,使电桥平衡,检流计为0,就可以根据(1)式得到待测电阻R x 之值。 3312KR R R R R x =?= (2-4-4)

高中的物理电学实验经典模型总结

电学实验经典模型总结 实验设计的基本思路 (一)电学实验中所用到的基本知识 在近年的电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为:Ir U E I U R +== ,。由此可见,对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样,在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法,做到以不变应万变。 1.电路设计原则:正确地选择仪器和设计电路的问题,有一定的灵活性,解决时应掌握和遵循一些基本的原则,即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,灵活运用。 ⑴正确性:实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 ⑵安全性:实验方案的实施要安全可靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率,电源也有最大允许电流,不能烧坏仪器。 ⑶方便性:实验应当便于操作,便于读数,便于进行数据处理。 ⑷精确性:在实验方案、仪器、仪器量程的选择上,应使实验误差尽可能的小。 2.电学实验仪器的选择: ⑴根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。 ⑵根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器,注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,如果是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用。 ⑶应根据实验的基本要求来选择仪器,对于这种情况,只有熟悉实验原理,才能作出恰当的选择。总之,最优选择的原则是:方法误差尽可能小;间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过仪表的量程;实现较大范围的灵敏调节;在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度。 明确目的 →选择方案 → 选定器材 → 拟定步骤 数据处理 → →误差分析

电学复习-伏阻法测电阻

【学习目标】 1.会用电压表测电压。 2.会设计伏阻法测电阻的电路。 3.会连接伏阻法测电阻的电路。4.会推导伏阻法测电阻的表达式。 【知识梳理】 1.用伏安法测电阻的原理是 。 2.在串联电路中电流 。 3.某已知电阻R 0=10Ω,用电压表测出电阻R 0两端的电压为4V ,则通过电阻的电流为 A 。 4.在串联电路中,电阻R 1和R 2两端的电压分别为U 1和U 2,则电阻R 1= R 2。 【学习指导】 一、用电压表测电压和电流。 1.用电压表可以直接测出某电路两端的电压U 。 2.用电压表和已知电阻R 0还可以间接测出通过电阻的电流为I 0=U 0/ R 0。因此,用一个电压表和一个已知电阻可以代替一个电流表。 二、用电压表和已知电阻测电阻(伏阻法或双伏法测电阻)。 1.根据伏安法测电阻的原理 R x =U x /I x ,U x 可以直接用电压表测出,而用电压表和已知电阻R 0间接测出通过的是电阻R 0的电流为I 0=U 0/ R 0,因此,要将I 0转化为I x ,必须使R x 与R 0串联,才能有I x = I 0。 2.对于伏阻法测电阻的表达式推导,要通过I x = I 0,I 0=U 0/ R 0,I x =U x / R x ,U x /R x =U 0/ R 0进行推导。 3.对于R x 与R 0两端电压U x 与U 0的测量,一般有三种情况:(1)有两只电压表。此种情况最为简单,可采用如图1所示电路。如果只有一只电压表并允许换位置,也可视为有两只电压表。(2)只有一只电压表,电源电压不变。可采用如图2所示电路。(3)只有一只电压表,电源电压会变。可采用如图3所示电路。 【应用训练】 【例1】如图4所示电路, 电源电压不变。闭合开关S ,断开开关S 1,电压表V 的示数为U 1;闭合开关 图1 图2 图3

电桥测电阻实验报告

实验目的 1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法,理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义; 2、掌握开尔文电桥测量电阻的原理及操作方法; 3、熟悉综合性电桥仪的使用方法及电桥比率和比率电阻的选择原则。 实验原理 电阻是电路的基本元件之一,电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻,虽然原理简单,但有系统误差。在需要精确测量阻值时,必须用惠斯通电桥,惠斯通电桥适 宜于测量中值电阻(1~106 Ω)。 惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R 0、R 1、R 2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K E 和K G 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 0、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。 图6-l 惠斯通电桥原理图 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 1 I 1 R 0 = I 2 R 2 两式相除,得 102 X R R R R = (1) (1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得 1 02 X R R R R = (2) 即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。通常将R 1 / R 2称为比率臂,将R 0称为比较臂。 2.双电桥测低电阻的原理 图1

高中物理电学实验专题(经典)

电学实验(经典) 实验设计的基本思路 (一)电学实验中所用到的基本知识 , 电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是 考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为: Ir U E I U R +== ,。 可见,对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样,在此往往也是高考试题的着力点之处。 1.电路设计原则:正确地选择仪器和设计电路的问题,解决时应掌握和遵循一些基本的原则,即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,灵活运用。 (1)正确性:实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 (2)安全性:实验方案的实施要安全可靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注 意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率,电源也有最大允许电流,不能烧坏仪器。 (3)方便性:实验应当便于操作,便于读数,便于进行数据处理。 (4)精确性:在实验方案、仪器、仪器量程的选择上,应使实验误差尽可能的小。 2.电学实验仪器的选择: (1)选择电表:首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。 — (2)选择滑动变阻器:注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,如果是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用。 (3)应根据实验的基本要求来选择仪器,对于这种情况,只有熟悉实验原理,才能作出恰当的选择。总之,最优选择的原则是:方法误差尽可能小;间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过仪表的量程;实现较大范围的灵敏调节;在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度。

中考物理专题复习《伏安法测电阻》教学设计

电学中的“伏安法”实验 一、考査功能: 试题对学生的能力考查主要涉及对实验原理的理解,实验探究中科学方法的运用,连接实物图,包括滑动变阻器、电流表及电压表的接法,电路故障,主要有断路及短路故障的分析,实验误差分析,实验设计能力,数据读取、分析与处理能力等。 二、考査重点和热点: 初中物理电学中的“伏安法”实验主要包括探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系,伏安法测电阻的阻值,伏安法测灯泡的电阻,伏安法测灯泡的功率等几个重要实验. 三、考查难点: 1、对这部分知识系统的掌握,特别是几个重要实验的相同和不同点的比较; 2、学生分析问题、灵活解决问题、语言表达、论证问题等能力; 3、滑动变阻器在几个实验中的作用,电路故障分析,实验误差分析,实验设计能力等。 四、知识回顾: 电学中的“伏安法”实验

五、题型分析: 【典例1】探究电流与电压和电阻的关系 (成都中考)在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中,两 小组同学提出了以下猜想: 小组1猜想:电流可能跟电压成正比; 小组2猜想:电流可能跟电阻成反比。 (1)小组1的做法是:按如图所示连接电路,此时开关应处于____________(选填“断开”或“闭合”)状态。 保持定值电阻R=10Ω不变,闭合开关S后,调节滑动变阻器R′,得到多组数据。在分析数据的基础上得出正确结论。 (2)小组2连接了如图所示的电路。 正确的实验步骤为:

①让5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.5V,记录电流表示数; ②将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关后发现电压表示数大于1.5V,应将滑动变阻器的滑片向_________(选填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为_________V时,记录电流表示数; ③将10Ω电阻换成15Ω电阻,闭合开关后发现:当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数如图所示。出现上述情况的原因可能是( ) A.滑动变阻器最大阻值太大 B.滑动变阻器最大阻值太小 C.滑动变阻器断路 D.定值电阻短路 【思路分析】本题考查电流与电压、电阻关系的探究。 (1)在连接电路过程中,开关应处于断开状态,以便保护电路,避免因误接、错接而引起电路及电路元件的损坏。 (2)在探究电流与电阻的关系时,要保证电阻两端的电压不变,当将5Ω电阻换成10Ω电阻时,电压表示数大于1.5 V,应将滑动变阻器的滑片向右移动,此时滑动变阻器接入电路的电阻变大,其两端电压变大,而电源电压保持不变,所以定值电阻两端的电压就会变小,直至电压表示数减小到1.5 V为止。当将10Ω电阻换成15Ω电阻时,滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电压表的示数仍大于1.5 V,说明滑动变阻器最大阻值太小,无法分得更多的电压。 答案:(1)断开;(2)②右;1.5;③B 【延伸探究】结合典例探究以下问题: (1)小组1通过实验得出表中数据:

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