电路实验专题探讨 电阻的测量
电阻的测量实验

电阻的测量实验实验目的:掌握电阻的测量方法,了解电阻的基本概念和特性。
实验器材:1. 电源:直流电源供电。
2. 电阻测量仪器:万用表(或电表)。
3. 电阻箱:提供不同阻值的电阻。
4. 电线:用于连接电路。
5. 开关:用于控制电路开关状态。
实验原理:电阻是电路中的一种元件,用于限制电流的流动。
电阻的单位为欧姆(Ω)。
根据欧姆定律,电阻的大小与电压和电流成正比,电阻的大小可以通过测量电压和电流的比值来得到。
实验步骤:1. 连接电路:将电源与电阻测量仪器和电阻箱依次连接起来。
确保电路连接正确。
2. 调整电阻箱:将电阻箱的阻值设定为一个适当的范围,如100Ω。
3. 读取电流值:将电流表测量端和电阻的连接线分别连接到电流表的两个端口,读取电流表上的电流数值。
4. 读取电压值:将电压表测量端分别与电阻的两端相连接,读取电压表上的电压数值。
5. 计算电阻值:根据欧姆定律,计算电阻的值。
将电阻值用Ω表示。
实验注意事项:1. 在接线时,确保电路连接牢固,避免接触不良导致测量结果不准确。
2. 调整电阻箱时,注意选择合适的阻值范围,避免电流过大或过小。
3. 读取电流和电压时,注意观察仪器的量程范围,并使用相应的量程档位。
4. 测量过程中要保持仪器和电路干净、整洁,避免杂质或污染对测量结果的影响。
实验结果与分析:通过上述实验步骤,我们可以获得电流和电压数值,并根据欧姆定律计算得到电阻值。
不同的电阻会有不同的电阻值,通过实验可以验证电阻值的大小。
同时,在实验中我们也可以调整电阻箱的阻值,观察电阻值的变化规律。
实验总结:电阻的测量实验是电学基础实验中的重要实验之一。
通过实验的进行,我们对电阻的概念和测量方法有了更深入的了解。
掌握电阻的测量方法对于电路设计和实际应用具有重要意义。
在实验中,我们还需要注意实验操作的准确性和仪器的使用方法,确保实验结果的准确性和可靠性。
参考文献:[1] 电气工程基础实验教程. 上海:上海电力学院出版社,2006.[2] 罗红主编. 电工电子学实验教程. 北京:北京航空航天工业出版社,2010.。
高中电学实验第一讲:电阻的测量方法及原理

高中电学实验第一讲:电阻的测量方法及原理一、伏安法测电阻1、电路原理“伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。
电路图如图一所示。
如果电表为理想电表,即 R V=∞,R A=0用图一(甲)和图一(乙)两种接法测出的电阻相等。
但实际测量中所用电表并非理想电表,电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻,因此实验测量出的电阻值与真实值不同,存在误差。
如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢?若将图一(甲)所示电路称电流表外接法,(乙)所示电路为电流表内接法,则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字:“大内小外”。
2、误差分析(1)、电流表外接法由于电表为非理想电表,考虑电表的内阻,等效电路如图二所示,电压表的测量值 U 为ab间电压,电流表的测量值为干路电流,是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和,故:R测 = U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值)可以看出,此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用,其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R)( 2)、电流表内接法其等效电路如图三所示,电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流,电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和,故:R测 = U/I = RA+R > R此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用,其相对误差为: δ内= ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R综上所述,当采用电流表内接法时,测量值大于真实值,即"大内";当采用电流表外接法时,测量值小于真实值,即“小外”。
3、电路的选择(一)比值比较法1、“大内”:当 R >> RA 时,,选择电流表内接法测量,误差更小。
实验室中常用的测量电阻的技术

实验室中常用的测量电阻的技术实验室中,测量电阻是非常常见的一项技术。
电阻是电流通过的阻碍,测量电阻可以帮助我们了解电路的特性,判断元件是否正常工作,以及评估电路的性能。
一、电压法测量电阻电压法是一种常用的测量电阻的技术。
大致原理是通过测量在已知电压下的电流大小,从而计算出电阻值。
通常使用万用表或电压表、电流表来进行测量。
在实验室中,我们通常使用由外部电源提供电压的电路。
首先,将电源的正极连接到电阻的一端,将电源的负极连接到电阻的另一端。
然后,通过将万用表的正极和负极依次连接到电阻的两端,测量电压差和电流。
测量电压差时,需要将万用表或电压表调至电压档位,并将正负极正确连接。
测量电流时,需要将电流表置于电流测量档位,并将电流表直接串联到电路中,测量通过电阻的电流。
通过测量得到的电压值和电流值,我们可以根据欧姆定律(U = I×R)计算出电阻的值。
二、电桥法测量电阻电桥法是另一种常用的测量电阻的技术。
它利用了电桥电路的平衡原理进行测量。
电桥法通常用于测量较小的电阻值,具有较高的精度。
在实验室中,我们通常使用维尔斯通电桥进行测量。
维尔斯通电桥由四个电阻、一个滑动变阻器、一个电流表和一个电压表组成。
通过调节滑动变阻器的阻值,使得电桥电路平衡,即电压表读数接近零。
在进行电桥测量时,首先将要测量的电阻与一个已知的电阻串联。
然后,选择合适的滑动变阻器阻值,并通过调节滑动变阻器的阻值,使得电桥电路平衡。
最后,根据已知电阻和滑动变阻器的阻值,计算出待测电阻的值。
电桥法测量电阻的精度较高,但需要在实验室环境中进行操作,以保证测量的准确性。
三、四引脚法测量电阻四引脚法是一种用于测量电阻的精确方法。
它通过使用四个接线点,使得测量电阻时,忽略了电阻线的电阻和接触电阻的影响。
在实验室中,我们通常使用四引脚法测量较小的电阻值。
通过使用四线表,它可以以准确的方式测量电阻。
首先,将四线表附带的电极线与电阻的四个引脚连接起来。
物理实验技术中的电阻测量与电路分析

物理实验技术中的电阻测量与电路分析在物理实验中,电阻测量是一项基础性的技术,而电路分析则是对电路中电流、电压等物理量的定性与定量研究。
本文将探讨电阻测量与电路分析的相关知识和实验技术。
一、电阻测量技术电阻是描述电路中物质阻碍电流通过的程度的物理量,它的单位是欧姆(Ω)。
在实验中,常用的电阻测量仪器有电阻箱和电桥。
电阻箱是一种精度较高的电阻测量仪器,能够提供较准确的电阻值。
它通常由多个可调的电阻组成,通过调节电阻箱上的开关,可以设置特定的电阻值。
实验中,我们可以将电阻箱与待测电阻并联连接,通过采用电阻箱的电阻值逐渐逼近待测电阻的阻值,从而测量出待测电阻的阻值。
电桥是另一种常用的电阻测量仪器,包括韦斯通电桥和莫斯特电桥等。
通过建立一个电桥平衡条件,可以很精确地测量待测电阻值。
韦斯通电桥是一种基本的电桥,它由一个感应式测量仪和三个电阻组成。
我们可以通过调节电阻值,使得电桥两个相对的电位差为零,从而确定待测电阻的阻值。
二、电路分析技术电路分析是对电路中电流、电压和功率等物理量进行定性和定量分析的工具和方法。
电路分析的主要目标是求解电路中各个分支的电流和各个元件的电压。
电路分析中常用的技术有基尔霍夫定律和欧姆定律。
基尔霍夫定律是电路分析中的基本法则之一,它根据电流守恒和电势守恒原理,将电路中各个节点的电流和各个回路的电压进行求解。
欧姆定律则是电路中电压、电流和电阻之间的基本关系,它表明电阻两端的电压与通过电阻的电流成正比,比例系数就是电阻的阻值。
在电路分析中,还常用到戴维南等效电路和电路的简化方法。
戴维南等效电路是一种将复杂电路简化为等效电源和等效电阻的方法,通过等效电源和等效电阻可以减少电路分析的复杂度。
同时,电路的简化方法也有助于更方便地求解电路中的电流和电压。
三、实验案例为了更好地理解电阻测量与电路分析的应用,我们来看一个实验案例。
假设我们需要测量一个未标定的电阻R,我们可以通过电阻箱与待测电阻并联连接,将电阻箱上的电阻值逐渐逼近待测电阻的阻值,通过电流表和电压表进行测量,并通过欧姆定律进行计算,即可得到待测电阻的阻值。
电阻的测量 实验报告

电阻的测量实验报告1. 实验目的本实验旨在掌握电阻的测量方法,了解电阻的基本特性以及影响电阻的因素,并运用所学知识进行实际测量。
2. 实验仪器和材料- 多用途数字万用表- 不同阻值的电阻器- 电源- 连接线等其他辅助器材3. 实验原理电阻是指电流在导体内流动时,受到阻碍的大小。
电阻的单位为欧姆(Ω)。
电阻的大小取决于导体的材料、长度、横截面积以及温度等因素。
实验中常用的电阻测量方法有两种:串联法和并联法。
串联法在待测电阻两端连接其他电路元件,通过测量总电阻和其他电路元件的电压、电流来计算电阻值;而并联法则相反,待测电阻与其他电路元件并联,测量总电流和其他电路元件的电压来计算电阻值。
在实际测量中,根据实际情况选择合适的测量方法。
4. 实验步骤1. 将待测电阻与万用表连接至串联测量电路,确保连接线连接牢固。
2. 打开电源,调节电压至适宜范围。
3. 万用表选择电阻测量档,记录下测量结果。
4. 将待测电阻与万用表连接至并联测量电路,确保连接线连接牢固。
5. 打开电源,调节电压至适宜范围。
6. 万用表选择电阻测量档,记录下测量结果。
7. 重复以上步骤,使用不同阻值的电阻器进行测量,确保准确性和可靠性。
5. 实验数据记录与分析实验数据如下:电阻值(Ω)串联法测量(Ω)并联法测量(Ω)-10 10.12 9.8847 46.94 47.09100 99.89 100.11从数据可以看出,串联法和并联法的测量结果基本符合预期,都在待测电阻的附近。
6. 实验结果与讨论通过本次实验,我们掌握了电阻的测量方法,并运用实际测量到的数据进行分析。
电阻的测量结果可能会受到一些因素的影响,如电源的稳定性、接触电阻等。
为了提高测量结果的准确性,我们应该选择质量较好的电源,并保持测量线路的良好接触。
在实验中,由于测量仪器的精度有限,测量结果可能会略有误差。
我们可以通过多次测量取平均值的方法来降低误差。
此外,在实际应用中,应根据测量目的和所需精度选择合适的测量方法和仪器。
电阻的测量方法与实验

电阻的测量方法与实验导言:电阻是电流在电路中通过的阻碍物,是电器元件的重要参数之一。
准确测量电阻能够保证电路正常工作,因此电阻的测量方法和实验显得尤为重要。
本文将介绍常见的电阻测量方法和实验。
一、电桥法电桥法是一种常见的电阻测量方法,它基于电桥平衡原理进行测量。
常用的电桥有韦斯顿电桥和维尔斯通电桥。
其测量原理是通过调节电桥中的元件,使电桥平衡,从而获得电阻值。
实验步骤:1. 连接电桥电路;2. 将电阻待测物件连接到电桥的两端;3. 通过调节电桥中的元件,使电桥平衡;4. 记录电桥平衡时的电桥示数。
二、伏安法伏安法是一种利用欧姆定律测量电阻的方法。
通过测量电阻两端电压和电流的关系来求得电阻值。
实验步骤:1. 连接电路,将待测电阻连接到电压源和电流表之间;2. 调节电路中的电压源使电阻通电;3. 分别测量电阻两端的电压和电流,并记录数据;4. 根据欧姆定律计算电阻值。
三、滑线电阻法滑线电阻器是一种可以连续改变电阻值的仪器,通过滑线移动的位置,可以得到不同电阻值。
滑线电阻法可以用来测量未知电阻和校准仪器。
实验步骤:1. 连接电路,将待测电阻连接到滑线电阻器的两端;2. 将滑线电阻器调整到一个标准电阻值,并记录数据;3. 移动滑线电阻器的滑线,逐渐改变电阻值,直到电路平衡;4. 记录滑线电阻器上标注的电阻值,并计算待测电阻值。
四、差动电压法差动电压法是一种基于差模信号传输原理的电阻测量方法。
通过测量电阻两端的电压差,可以求得电阻值。
实验步骤:1. 连接电路,将电阻连接到测量仪器上;2. 调节测量仪器,选择差动电压模式;3. 测量电阻两端的电压差;4. 根据高斯定理计算电阻值。
五、四端测量法四端测量法是一种能够消除接线电阻对测量结果影响的方法。
通过将电流引入电阻的一端,测量电压位于另一端,可以准确测量电阻。
实验步骤:1. 连接电路,将电流源和测量仪器依次连接到电阻上;2. 调节电流源使电流通过电阻;3. 测量电阻两端的电压,并记录数据;4. 根据欧姆定律计算电阻值。
专题七 测量电阻的“五种方法”

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a.先将滑动变阻器 R1 的滑动端移到使电路安全的位置, 再把电阻箱 R2 的阻值调到________(选填“最大”或“最 小”)。
b.闭合开关 S1、S,调节滑动变阻器 R1,使两电流表的 指针在满偏Leabharlann 近,记录电流表 A2 的示数 I。
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(2)根据实验测得的 6 组数据,在图 2 中描点,作出了 2 条图线。你认为正确的是________(选填“①”或“②”),并 由图线求出电阻 Rx=________Ω。(保留 2 位有效数字)
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[解析] (1)电压表示数变化较大,说明电流表分压较大, 而电流表示数基本不变,说明电压表分流较小,可以忽略,故 采用电流表外接法,即 c 接 a 点;电压表测量的电压为准确值, 但电流表测量的电流为电阻和电压表电流之和,即电流测量值 偏大,根据 R=UI 可得电阻测量值偏小;
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[例 2] (2019·浙江选考)为了比较精确地测定阻值未知的 定值电阻 Rx,小明设计了如图所示的电路。
(1)实验时,闭合开关 S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置 保持不变,将 c 点先后与 a、b 点连接,发现电压表示数变化 较大,电流表示数基本不变,则测量时应将 c 点接________(选 填“a 点”或“b 点”),按此连接测量,测量结果________(选 填“小于”“等于”或“大于”)Rx 的真实值。
效果,R1 就需要选一个尽可能大的电阻,可以是电阻箱,也可 以是滑动变阻器,也可以是电位器,但阻值要尽可能地大,经 此分析,R1 应选用 D。该实验要通过可变电阻 R2 阻值来间接 反映出电流表的内阻值,因此可变电阻 R2 的选取原则是:能 读数且尽量和电流表的内阻在同一数量级上。经此分析,可变
电阻测量实验的步骤与技巧

电阻测量实验的步骤与技巧电阻是电学基础中非常重要的一个参数,它在电路分析和设计中扮演着至关重要的角色。
因此,了解如何准确地测量电阻值是必不可少的。
本文将介绍一些电阻测量实验的步骤与技巧,帮助读者更好地掌握电阻测量方法。
一、实验步骤1. 准备工作在进行电阻测量实验之前,应先确保所需的仪器设备和元件齐全。
通常需要一台数字万用表、一块电阻器、电源和连接导线等。
同时,检查电源是否正常并确保实验环境安全可靠。
2. 连接电路将电阻器的两端分别连接到万用表的两个测试引脚上,确保连接牢固。
此外,还需将电源的正极与电路的一端连接,将负极与电路的另一端连接。
3. 调整电源和测量范围根据电路中电阻器的阻值范围,调整万用表的测量范围。
一般建议选择能够包含待测电阻值的最小测量范围,以提高测量的准确性。
同时,设置适当的电源电压,确保电流合理。
4. 测量电阻值当所有的连接都完成后,可以开始测量电阻值。
关闭电源,观察万用表的读数。
如果万用表自动测量功能可用,直接读取测量值即可,否则需要手动记录读数并进行判断。
二、技巧与注意事项1. 保持电路稳定在进行电阻测量实验时,要保持电路稳定。
避免因电源波动、导线接触不良等问题造成误差。
定期检查电路连接和电源状态,确保测量结果的准确性。
2. 避免温度差异电阻值与温度密切相关,应尽量避免温度差异对实验结果产生影响。
如果电阻器较热,可以等待一段时间,使其温度趋于稳定再进行测量。
3. 考虑电路拓扑在实际电路测量中,电路的拓扑结构会对电阻值的测量产生影响。
对于多电阻器串并联的电路,需要根据具体情况选择合适的测量方法。
例如,如果是串联电路,应在待测电阻两端测量电压,通过欧姆定律计算出电阻值,而对于并联电路,则需分别测量电流和电压再计算电阻。
4. 多次测量取平均值为了提高测量结果的准确性,建议进行多次测量并取平均值。
每次测量结束后,记录读数并进行比对。
如果测量结果相差较大,可能存在误差,需重新进行测量或检查电路连接。
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电路实验专题探讨电阻的测量自从实行“3+x”高考后,理综试卷中物理试题的整体难度明显下降,但是就实验部分内容的考查来看却进一步地加强,命题形式灵活,考查角度多变,设问方式新颖,这充分体现新高考对学生的实验操作、分析和处理能力的高度重视。
而在物理实验中,电学实验又是考查频率最高的一部分,是高考的重点,几乎每年必考。
当然,我们可以发现既定的学生实验已经很少在高考实验试题中出现,取而代之的是学生尚未接触过的,而与学生做的实验有着联系的新颖实验。
这要求我们不仅要注重基础实验教学,加强对学生实验操作技能和实验能力的培养,还要全面提高学生对知识进行迁移的科学素质。
让学生真正做到“三会一理解”:能在理解的基础上独立完成考纲中所要求的学生实验及课堂演示实验;会用这些实验中学过的实验方法;会正确使用仪器;会分析数据得出结论。
预测未来几年的高考物理实验题将继续考查考生的各种实验能力,而电学实验中:电阻的测量、电源电动势和内阻的测量、小灯泡的伏安特性曲线等几个知识点,仍然是重点中的重点。
以下通过探讨电学实验中电阻(包括电表阻)的测量,总结出这类设计实验的一般原则和思路。
第一部分:定值电阻的测量方法一、伏安法:需要的基本测量仪器是电压表和电流表。
1.电流表内外接法2.电流表内外接2.电路的选择方法口决:“大内偏大,小外偏小”,即内接法适合测大电阻结果偏大,外接法适合测小电阻测量结果也偏小。
3.伏安法中电表量程的选择及滑动变阻器的选择基本的原则:即“安全性”、“精确性”、“方便性”例1、有一电阻rx,其阻值在100ω—200ω之间,额定功率为0.25w。
要用伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有:安培表a1,量程为50ma,ra1约100ω安培表a2,量程为1a,ra2约20ω;电压表v1,量程为5v,rv1约10k;电压表v2,量程为15v, rv2约30k变阻器r1,变阻范围0—20ω,2a;变阻器r2,变阻范围0—1000ω,1a;电源e=9v;电键及若干导线;。
(1)实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是:(2)画出所用实验电路【分析解答】:计算允许通过电阻中电流可能的最大值则电流表应选a1。
计算允许加在电阻两端的电压的最大值可能是5v,因此电压表应选v1。
因为 r135ma,所以应选变阻器r1。
因为r1rx/ra1(=1-2),所以应选用外接电路二、伏安法以外的其他方法1.欧姆表测量。
只能进行粗测,为下一步的测量提供一个参考依据。
用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻(注意不是正常工作时的电阻,与正常工作时的阻值比较?)。
2.用闭合电路欧姆定律测电阻e=i(r外+r)3.电桥法测电阻:当a、b两点电位相等时,检流计g中无电流通过,称电桥达到了平衡。
通过计算,电桥四个臂上电阻的关系应为:4.替代法。
替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。
替代法测量电阻不需要计算,方法简单,但必须有可调的标准电阻(一般给定的仪器中要有电阻箱)。
三、伏安法的拓展(重点内容)伏安法的变式:伏安法的测量需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当实验条件中没有办法同时提供这两种电表时,而是提供两个电压表,或者两个电流表时,我们就必须想到伏安法的变式。
其原理是:当电表的内阻已知时,根据欧姆定律i=u/r,电压表同时可以当电流表使用,同样电流表也可以当电压表用。
1.已知内阻的电压表当电流表使用,并用串联电路分压特点“”测电阻例2、(2004年全国卷)用以下器材测量一待测电阻rx的阻值(900~1000ω):电源e,具有一定内阻,电动势约为9.0v;电压表v1,量程为1.5v,内阻r1=750ω;电压表v2,量程为5v,内阻r2=2500ω;滑线变阻器r,最大阻值约为100ω;单刀单掷开关k,导线若干。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。
(2)若电压表v1的读数用u1表示,电压表v2的读数用u2表示,则由已知量和测得量表示rx的公式为rx=________。
【分析解答】测电阻的实验题,首先想到的应该是“伏安法”,由于没有给出电流表,而是两个已知内阻的电压表,只要将其中一个电压表当电流表用,便可以解决。
但是,将哪一个电压表当电流表用呢?是采用内接法还是外接法呢?因为两个表的内阻都是已知的,所以,如图所示的甲、乙、丙、丁四种接法都有可能。
经计算可知两个表的额定电流,则符合题意的实验设计电路原理是甲和丙。
关于控制电路,因为滑动变阻器的总阻值小于待测电阻值,故应设计成分压式接法,如图a如图b若采用a电路,根据并联电路的电流分配关系,若采用b电路,根据串联电路的电压分配关系,2.已知内阻的电流表当电压表使用,并用并联电路分流特点“”测电阻例3、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250ma,内阻r1为5ω);标准电流表a2(量程300ma,内阻r2约为5ω);待测电阻r1(阻值约为100ω);滑动变阻器r2(最大阻值10ω);电源e(电动势约为10v,内阻r 约为1ω);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,画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号.(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=_____.【分析解答】首先想到的应该是“伏安法”测电阻”,由于没有给出电压表,给出的是两个已知内阻的电压表,只要将其中那个已知内阻的电流表当电压表用,也可以解决.(1)实验电路图如图所示.(2)两电流表a1、 a2的读数为i1、i2和电流表a1的内阻为r1,待测电阻r1的阻值的计算公式是第二部分:电表内阻的测量方法与定值电阻不一定的是,电表看成可以直接读出电流或者电压的电阻。
一、替换法1.用替代法测电流表的内阻:电路及操作过程请自行补充2.用替代法测电压表的内阻:电路及操作过程请自行补充二、半偏法1.半偏法测量电流表的内阻:半偏法测量原理是利用电表的满偏电流与半偏电流之间的关系,求出电阻值。
测量的电路:(1)仪器:电源、滑动变阻器、电阻箱,待测电流表要求:r1远大于电表内阻(如何保证呢?)(2)基本步骤(略)(3)误差分析:在半偏法测内阻电路中,当闭合s2时,引起总电阻减小,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的电流比电流表电流多,r2的电阻比电流表的电阻小,但我们就把r2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。
但如果是r1》rg的话,总电流的变化可以忽略(要求电源的电动势用较大的)。
2.用半偏法测电压表的内阻(要求r1远小于电压表内阻)(1)基本步骤:先将r1调到最左端,闭合s1和 s2,调节r1使电压表满偏,然后使r1不变,断开s2调节r2使电压表指到满刻度的一半,此时电阻箱r2的读数即为电压表的内阻rv。
(2)误差分析:类似上面的方法可以分析得:r2的电阻比电压表的内阻大,所以测得电压表内阻偏大。
三、伏安法:1.测电压表内阻,如图a:rv=u/i2.测电流表内阻,如图b:ra=u/i四、伏安法的拓展1.伏安法的变式:伏安法的测量电流表内阻需要的电压表,若实验条件只提供另一个电流表,我们就用伏安法的变式:把已知内阻的电流表当电压表使用,并用并联电路分流特点“”测得电表的内阻伏安法的测量电压表内阻需要的电流表,若实验条件只提供另一个电压表,我们就用伏安法的变式:把已知内阻的电压表当电流表使用,并用串联电路分压特点“”测得电表的内阻例4.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表a1的内阻r1。
要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
(1)画出电路图,标明利用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式r1=________________,式中各符号的意义是_____________________________。
附仪器表:【分析解答】测量电流表a1的内阻,通常用伏安法,将电压表并联在待测电流表两端,但经分析即该电流表满偏时两端电压仅为0.4v,远小于10v量程。
根据所列仪器的特点,电流表a2内阻已知,由此可采用伏安法的变式,把已知的电流表当电压表使用,根据两电流表两端电压相则i2r2=i1r1得r1=2.比值法:利用一个已知的定值电阻。
如右图利用两个非理想电流表分别测量两个并联电阻的电流利用两个非理想电压表分别测量两个串联电阻两端的电压例5、为了测量量程为3v的电压表v的内阻(内阻约2000ω)实验室可以提供的器材有:电流表a1,量程为0.6a,内阻约0.1ω;电压表v2,量程为5v,内阻约3500ω;变阻箱r1阻值范围为0-9999ω;变阻箱r2阻值范围为0-99.9ω;滑动变阻器r3,最大阻值约为100ω,额定电流1.5a;电源e,电动势6v,内阻约0.5ω;单刀单掷开关k,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v的内阻的实验电路,画出电路原理图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确。
(2)写出计算电压表v的内阻的计算公式为。
【分析解答】先考虑“伏安法”,由于待测电压表的最大电流为,则电流表不能准确测量。
于是想到伏安法的变式,把电压表当作电流表用,但是由于电压表的内阻未知,也无法使用。
注意到题目中有一个已知的定值电阻,于是可以用比值法--两个非理想电压表分别测量两个串联电阻两端的电压.答案:(1)测量电压表v的内阻的实验电路如图1所示。
(2)电压表v的示数u,电压表v2的示数u2,电阻箱r1的读数r1。
根据欧姆定律,利用通过电压表的电流与通过电r1阻的电流相等,算出电压表的电阻为。
五、注意“加r”法使电表的量程匹配“加r”法又叫“加保护电阻”法。
在运用伏安法或其拓展测电阻时,由于电压表或电流表的量程太小或太大,为了满足安全、精确的原则,加r法使电表的量程匹配。
例6、(2006年全国理综)现要测量某一电压表的内阻。
给定的器材有:待测电压表(量程2v,内阻约为4kω);电流表(量程1.2ma,内阻约500ω);直流电源e(电动势约2.4v,内阻不计);固定电阻3个:r1=4000ω,r2=10000ω,r3=15000ω;电键s及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。
(1)试从3个固定电阻中选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在虚线框内画出测量电路的原理图。
(要求电路中各器材用题中给定的符号标出。
)(2)电路接通后,若电压表读数为u,电流表读数为i,则电压表内阻rv=______________。
【分析解答】(1)选r1。