高中物理测量电阻的四种种方法

高中物理测量电阻的四种种方法

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,用电阻箱交流待测电阻,假定二者对电路所起的作用相反(如电流或电压相等),那么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)按如图电路图衔接好电路,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,调理滑片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,坚持滑动变阻器滑片P位置不变,调理电阻箱,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,调理滑片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,坚持滑动变阻器滑片P位置不变,调理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.某同窗预备把量程为0~500 μA的电流表改装成一块量程为0~2.0 V 的电压表。他为了可以更准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G 1(量程0~1.0 mA ,内电阻约100 Ω)

B .电流表G 2(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R 1(总阻值9 999 Ω)

F .维护电阻R 2(阻值约100 Ω)

G .单刀单掷开关S 1,单刀双掷开关S 2

(1)实验中该同窗先合上开关S 1,再将开关S 2与a 相连,调理滑动变阻器R ,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,坚持________不变,调理________,使电流表G 1的示数仍为I 时,读取电阻箱的读数r 。

(2)由上述测量进程可知,电流表G 2内阻的测量值r g =________。

(3)假定该同窗经过测量失掉电流表G 2的内阻为190 Ω,他必需将一个________kΩ的电阻与电流表G 2串联,才干改装为一块量程为2.0 V 的电压表。

(4)该同窗把改装的电压表与规范电压表V 0停止了核对,发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时,规范电压表V 0的指针恰恰如图乙所示。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,坚持滑动变阻器R 阻值不变,调理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反,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,规范电压表V 0的示数为1.90 V ,由此可知,该改装电压表的误差为2.0-1.901.90

×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.某同窗现应用图甲所示的电路来测量一电阻R x 的阻值。

(1)完成以下实验步骤中的填空:

①闭合开关S1,断开开关S2,调理电阻箱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R1。此时电阻箱的读数如图乙所示;

②闭合开关S2,坚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R2,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相反(电流表指针指示同一位置),那么有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调理电阻箱R的电阻电流表的示数依然为I(2)60 80(3)20

3.为了测量一微安表头A的内阻,某同窗设计了如下图的电路。图中,A0是规范电流表,R0和R N区分是滑动变阻器和电阻箱,S和S1区分是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E 是电池。完成以下实验步骤中的填空:

(1)将S拨向接点1,接通S1,调理____,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,调理____,使________________,记下此时R N的读数。

(3)屡次重复上述步骤,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,调理R0使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时规范电流表读数I。

(2)然后将S拨向接点2,调理R N,使规范电流表的读数仍为I,记下此时R N的读数。

(3)屡次重复上述进程,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规范电流表(或A0)(2)R N规范电流表(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,局部器材规格图乙中已标出。

(1)依据图甲实验电路,在图乙中用笔画线替代导线将实物图衔接完整。

(2)正确衔接电路后,断开S1,S2接1。调理好多用电表,将两表笔接触R x两端的接线柱,粗测其阻值,此进程中存在的效果__________。正确操作后,粗测出R x的阻值为R′。

(3)小明经过以下步骤,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,调理变阻器的滑片P至某一位置,使电压表的示数满偏。

②调理电阻箱R0,使其阻值________(选填〝大于R′〞或〝小于R′〞)。

③将S2拨至〝2〞,坚持变阻器滑片P的位置不变,调理电阻箱的阻值,使电压表再次满偏,此时电阻箱示数为R1,那么R x=________。

(4)实验中,滑动变阻器有两种规格可供选择,区分是: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)依据电路图衔接实物图,如下图:

(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调理电阻箱R0,使其阻值小于R′;③将S2拨至〝2〞,坚持变阻器滑片P的位置不变,调理电阻箱的阻值,使电压表再次满偏,那么此时并联局部的电阻相等,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,为方便调理,滑动变阻器应选R3。

答案:(1)见地析图(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,因此我们便可以应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,关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)按如下图衔接实验电路;

(2)断开S 2,闭合S 1,调理R 1,使电流表读数等于其量程I m ;

(3)坚持R 1不变,闭合S 2,调理R 2,使电流表读数等于12

I m ,然后读出R 2的值,假定满足R 1≫R A ,那么可以为R A =R 2。

2.实验条件:R 1≫R A

3.测量结果:R A 测=R 2

4.误差剖析

当闭合S 2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R 2的电流比电流表所在支路的电流大,R 2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R 2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)按如图衔接实验电路;

(2)将R 2的值调为零,闭合S ,调理R 1的滑动触头,使电压表读数等于其量程U m ;

(3)坚持R 1的滑动触头不动,调理R 2,使电压表读数等于12

U m ,然后读出R 2的值,假定R 1≪R V ,那么可以为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.误差剖析

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12

U m ,使R 2>R V ,从而形成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.如下图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,导线假定干

(1)为保证测量精度,电阻箱应选________;滑动变阻器应选________。(填代号)

(2)完善以下实验步骤:

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 .调理滑动变阻器使电压表恰恰满偏;

c .____________________,使电压表的指针恰恰指在中间刻度(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________。测量值和真实值比拟数值________(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,为了调理方便,故滑动变阻器应选最大阻值较小的E 。

(2)a.在测量数据时,电压要从较小数值末尾变化,因此滑动变阻器末尾时应在最左端。c.由于采用半偏法测量,因此应断开开关K 2,调理电阻箱的阻值,使电压表的指针恰恰在中间刻度,即半偏,由串联电路知识可知,电压相等,电流相等,因此电压表的内阻的测量值为R 。但开关K 2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K 2,调理电阻箱的阻值 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R 0,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E 1,电动势约为2 V ,内阻不计;电源E 2,电动势约为6 V ,内阻不计;开关2个,导线假定干。

采用的测量电路图如下图,实验步骤如下:

a .断开S 1和S 2,将R 调到最大;

b .合上S 1,调理R 使电流表A 满偏;

c .合上S 2,调理R 1使电流表A 半偏,此时可以以为电流表A 的内阻r g =R 1。 试问:

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

(2)以为内阻r g =R 1,此结果与真实值相比________。(填〝偏大〞〝偏小〞或〝相等〞) 解析:(1)依据半偏法测电阻的原理,R 1必需选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)依据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得,合上S 1,调理R 使电流表满偏,I g =E R +r g

,合上S 2,调理R 1使电流表半偏,电路中的总电流I =E R +r g R 1r g +R 1

,故I >I g 。经过电阻箱的电流I 1>12

I g ,依据并联电路的特点知r g >R 1,故以为内阻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剖析 1. 安安法测电流表内阻

(1)如图甲所示,将两电流表并联,依据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,依据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,依据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串联再与电压表并联,依据U 2=U 1+U 1r 1R 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 电路 实验条件 实验结果 ①、的满偏电压相等或差不多

①的量程大于的

量程

②R0

①、的满偏电流相

等或差不多

②r1、r2其一

①的量程大于的

量程

②R0

实践电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实践电流表G1内阻r1的电路如下图。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及导线假定干。

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

(2)用连线衔接实物图。

(3)补全实验步骤:

①按电路图衔接电路,____________________________;

②闭合开关S ,移动滑动触头至某一位置,记载G 1、G 2的读数I 1、I 2;

③________________________________________________________________________; ④以I 2为纵坐标,I 1为横坐标,作出相应图线,如下图。

(4)依据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反,实验中两电流表可同时到达满偏,读数误差较小;滑动变阻器为分压式接法,R 4阻值小,调理方便。

(2)如下图。

(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;实验中要屡次测量,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)见地析图 (3)①将滑动触头移至最左端 ③屡次移动滑动触头,记载相应的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 ,内阻可疏忽不计;

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 ,导线假定干。

(1)测量中要求两电流表的读数都不小于其量程的13

,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)假定某次测量中电流表A 1的示数为I 1,电流表A 2的示数为I 2,那么由量和测量量计算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,经过代入数据预算可得,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,经过电流表A 2的最大电流值接近量程最大值,所以这个电路契合要求,然后衔接滑动变阻器来停止调理测量多组数据即可。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)见地析图丙(R 作为限流电阻也可)

(2)I 2-I 1I 1R 0

-R 1 3.某物理实验小组应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R 1:0~200 Ω

F .滑动变阻器R 2:0~2 kΩ

G .电源E :电动势约为12 V ,内阻疏忽不计

H .开关、导线假定干

(1)现用多用电表测电压表V 1的内阻,选择倍率〝×100〞挡,其它操作无误,多用电表表盘示数如下图,那么电压表V 1的内阻约为________ Ω。

(2)为了准确测量电压表V 1的内阻,两位同窗依据上述实验器材区分设计了如图实Ⅸ-8甲和乙两个测量电路,你以为________(选填〝甲〞或〝乙〞)更合理,并在实物图中用笔

画线替代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,由于电压表V2的电阻与R0阻值相当,经过电压表V2的电流不能疏忽,故用经过R0的电流作为经过V1的电路,那么误差较大;故用乙电路较合理;电路衔接如图;

(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)依据欧姆定律可知:

R V1=U1

U2-U1 R0=

U1R0

U2-U1。

[答案](1)3 400(2)乙连图如解析图(3)R1(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,额外电流1.5 A;

电源E,电动势6 V,内阻约0.5 Ω;

开关S一个,导线假定干。

(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,试画出契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V1内阻R V的表达式________,式中各符号的物理意义是________________________________________________________________________。

(3)假定测得V1内阻R V=1.8 kΩ,现要将V1改装一个与V2量程相反的电压表,那么需

在V 1两端________联一个电阻,电阻的阻值应为________。

解析:电路如下图。

(2)电压表V 1内阻R V 的表达式为R V =U 1R 2U 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量程相反的电压表,那么需在V 1两端串联一个电阻,电阻的

阻值应为R =U 2-U 1U 1R V =5-221.8

kΩ=2.7 kΩ。 答案:(1)见地析图 (2)R V =U 1R 2U 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】 电桥法测电阻的剖析 电桥法是测量电阻的一种特殊方法,其测量电路如

下图,实验中调理电阻箱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,依据欧姆定律

有:U 1R 1=U 2R 2,U 1R 3=U 2R 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。

(2)当R 1R 2

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 。 留意:在用电桥法测电阻时要留意两点,一是要明白电路的结构,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局部就是〝桥〞,二是要明白电桥平衡的条件。

【针对练习】1.用如下图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 是一段平均的电阻丝。闭合开关,改动滑动头P 的位置,当经过电流表Ⓖ的电流为零时,测得MP =l 1,PN =l 2,那么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 2l 1+l 2R 0

[解析] 依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 2l 1

R 0。 [答案] C

2.同窗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)假定运用如图甲所示电路图停止实验,要使得R x 的测量值更接近真实值,电压表的a 端应衔接到电路的________点(选填〝b 〞或〝c 〞)。

(2)测得电阻丝的U ­I 图如图乙所示,那么R x 为________Ω(保管两位有效数字)。

(3)实验中,随电压进一步添加电阻丝逐渐进入炽热形状,某同窗发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化,他们对此现象停止探求,在控制电阻丝两端的电压为10 V 的条件下,失掉电阻丝的电阻R x 随风速v (用风速计测)的变化关系如图丙所示。由图可知当风速添加时,R x 会________(选填〝增大〞或〝减小〞)。在风速添加进程中,为坚持电阻丝两端电压为10 V ,需求将滑动变阻器R W 的滑片向________端调理(选填〝M 〞或〝N 〞)。

(4)为了经过电压表的示数来显示风速,同窗们设计了如图丁所示的电路。其中R 为两只阻值相反的电阻,R x 为两根相反的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,V 为待接入的理想电压表。假设要求在测量中,风速从零末尾添加,电压表的示数也从零末尾添加,那么电压表的〝+〞端和〝-〞端应区分衔接到电路中的________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)依据R x­v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,行将滑动变阻器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。末尾时,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

高中物理测量电阻的方法大总结要点

高中物理测量电阻方法大总结 太原市第十二中学 姚维明 电阻测量是恒定电路问题中重点,也是学生学习中难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路基本知识,并能够灵活运用电阻测量六种方法,从而提高学生综合分析问题、解决问题能力。 一.欧姆表测电阻 1、欧姆表结构、原理 它结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、满偏电流为Ig 电流计。 R 是可变电阻,也称调零电阻,电池电动势为E ,内阻为r 。 欧姆档测电阻原理是根据闭合电路欧姆定律制成。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 ) 由电流表达式可知:通过电流计电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应关系,即测出相应电流,就可算出相应电阻,这就是欧姆表测电阻基本原理。 2.使用注意事项: (1) 欧姆表指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它刻度与电流表、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,而欧姆表刻度是不均匀,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关系。 (2)多用表上红黑接线柱,表示+、-两极。黑表笔接电池正极,红表笔接电池负极,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中央附近。(一般在中值刻度1/3区域) (5)测量时,被测电阻应和电源、其它元件断开。 (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,通过改变电阻阻值,以达 到改变电路电流,但电流改变是有一定范围。其优点是节省能量;一般 在两种控制电路都可以选择时候,优先考虑限流电路。 (2)分压电路是将电源和可变电阻总值串联起来,再从可变电阻两 个接线柱引出导线。如图3,其输出电压由ap 之间电阻决定,这样其输 出电压范围可以从零开始变化到接近于电源电动势。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 滑动变阻器总值比待测电阻阻值小得多。 ③ 电流表和电压表量程比电路中电压和电流小。 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

高中物理实验测量电阻的方法

高中物理实验测量电阻的方法电阻是电路中重要的物理量之一,测量电阻能够帮助我们了解电路 的性质和特点。在高中物理实验中,有多种方法可以测量电阻,下面 将介绍几种常用的测量电阻的方法。 一、串联法测量电阻 串联法是一种常见的测量电阻的方法,其原理是将待测电阻与已知 电阻串联连接,通过测量整个串联电路的总电阻和已知电阻,可以计 算出待测电阻的值。 实验步骤: 1. 准备一块已知电阻,连接上电流表和电压表,组成串联电路。 2. 将待测电阻与已知电阻连接在一起,组成一个新的串联电路。 3. 断开电流表连接点,使电流只通过已知电阻和待测电阻。 4. 测量整个串联电路的总电阻Rt和电流I,以及已知电阻的电压V。 5. 根据欧姆定律,可以得到待测电阻的值:R = (Rt - R已知)。 二、并联法测量电阻 并联法也是常用的一种测量电阻的方法,其原理是将待测电阻与已 知电阻并联连接,通过测量整个并联电路的总电阻和电压,可以计算 出待测电阻的值。 实验步骤:

1. 准备一块已知电阻,将电流表和电压表连接在已知电阻上,组成 并联电路。 2. 将待测电阻与已知电阻连接在一起,组成一个新的并联电路。 3. 断开电压表连接点,使电压只通过已知电阻和待测电阻。 4. 测量整个并联电路的总电阻Rt和电压V,以及已知电阻的电流I。 5. 根据欧姆定律,可以得到待测电阻的值:1/R = (1/Rt - 1/R已知)。 三、电流平衡法测量电阻 电流平衡法是一种利用电流平衡实验测量电阻的方法。它利用电流 在平衡状态下等于0的特点来确定待测电阻的值。 实验步骤: 1. 准备一块已知电阻,连接在电路的一侧,形成一个分流电路。 2. 在电路的另一侧加入一个可调电阻,使电路保持平衡状态。 3. 调节可调电阻,直到电流表的指针在零刻度附近停止。 4. 通过测量已知电阻的电压V和电流I,可以计算出已知电阻的阻值。 5. 根据已知电阻的阻值和电流平衡条件,可以得到待测电阻的值。 综上所述,高中物理实验中常用的测量电阻的方法有串联法、并联 法和电流平衡法。通过这些方法,我们可以准确地测量出电路中的各

高中物理测量电阻常用的6种方法

高中物理测量电阻常用的6种方法 一、伏安法测电阻 伏安法测电阻是电学实验的基础,是高考考查的热点,也是难点。它渗透在电学实验的各个环节中,如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等。本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用。主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等。 [例1] 在伏安法测电阻的实验中,实验室备有下列器材: A .待测电阻R x 阻值约为10 Ω左右 B .电压表V 1,量程6 V ,内阻约2 k Ω C .电压表V 2,量程15 V ,内阻约10 k Ω D .电流表A 1,量程0.6 A ,内阻约0.2 Ω E .电流表A 2,量程3 A ,内阻约0.02 Ω F .电源:电动势E =12 V G .滑动变阻器R 1,最大阻值10 Ω,最大电流为2 A H .滑动变阻器R 2,最大阻值50 Ω,最大电流为0.2 A I .导线、开关若干 (1)为了较精确测量电阻阻值,尽可能多测几组数据,且两表读数大于量程一半。除A 、F 、I 以外,还要在上述器材中选出该实验所用器材________(填器材前面的字母代号)。 (2)在虚线框内画出该实验电路图。 [解析] (1)两表读数大于量程一半,根据题意电压表选B 。由欧姆定律知电 路电流最大值I =U R =610 A =0.6 A ,故电流表选D ,滑动变阻器选阻值较小的G 。 (2)因待测电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,又变阻器采用分压式 接法,电路如图所示。 [答案] (1)BDG (2)见解析图 二、伏伏法测电阻 已知内阻的电压表可作电流表使用,在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表使用,这是设计电路中的高频考点。 [例2] 用以下器材可测量电阻R x 的阻值。 待测电阻R x ,阻值约为600 Ω; 电源E ,电动势约为6 V ,内阻可忽略不计; 电压表V 1,量程为0~500 mV ,内阻r 1=1 000 Ω; 电压表V 2,量程为0~6 V ,内阻r 2约为10 k Ω;

高中物理测量电阻的四种种方法

测量电阻的四种特殊方法 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V0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V0的指针恰好如图乙所示。由此可知,该改装电压表的误差

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 测量电阻是物理学中非常基础的实验之一,它对于理解电路的特性和研究电学现象至关重要。在高中物理实验中,我们常常会使用一些简单的实验方法来测量电阻。下面是我对高中物理测量电阻方法的大致总结。1.电阻表法: 电阻表是最常用的测量电阻的仪器之一、电阻表法的测量原理是通过将待测电阻与标准电阻串联或并联连接,通过电路中的电流和电压的关系来计算待测电阻的值。使用电阻表需要注意选择合适的量程,保持电路的稳定和准确的读数。 2.桥式测量法: 桥式测量法是一种精确测量电阻的方法。其中最常见的是维尔斯顿电桥和韦斯顿电桥。这两种电桥用于测量未知电阻和已知电阻之间的比值,通过调整通入电流、调节可调电阻或测量示数等操作来测量电阻的值。3.恒流充电法: 恒流充电法是一种测量电阻的快速方法。其原理是通过连接一个已知电容和待测电阻组成的电路,并通过一个已知电压源向该电路充电,使用电容放电时间和各参数关系来计算待测电阻的值。该方法适用于测量较小阻值的电阻。 4.恒流放电法: 恒流放电法是另一种测量电阻的快速方法。该方法中,通过连接一个已知电阻和待测电阻与恒定电流源组成电路,记录放电时间和电流大小的关系,以计算电阻值。恒流放电法同样适用于较小阻值的电阻测量。

5.转子测量法: 转子测量法是一种间接测量电阻的方法。该方法通过将待测电阻作为 一个闭合电路的一部分,利用一绕转子的测量器进行旋转,观察器上的示数,通过旋转角度和旋转线圈的电阻等关系来测量待测电阻值。 6.伏安法: 伏安法是利用欧姆定律测量电阻的方法。该方法使用电压源、电流表 和电阻的组合来计算电阻值。通过测量电路中电阻两端的电压和通过电路 的电流,并应用欧姆定律来计算电阻。 7.宽阻测量法: 宽阻测量法是一种间接测量电阻的方法。利用高电阻测量绝缘小电阻 的基本原理,通过将被测电阻进行分割并使用欧姆表测量各部分的电阻值,再通过计算或合并各部分电阻值来测量待测电阻。 8.开路电压法: 开路电压法是另一种测量电阻的方法。其原理是通过将待测电阻连接 到一个巨大的电阻并连接到电压源,然后测量开路电压,再通过计算待测 电阻与巨大电阻之间的比值来确定电阻值。 以上只是对几种常见的测量电阻方法进行了简要的总结,每种方法的 适用范围和误差分析都有一定的差异。在实际测量中,需要根据具体情况 选择合适的测量方法,并且注意测量环境及仪器的准确度和精度。

高中物理实验测量电阻的方法

高中物理实验测量电阻的方法实验目的:通过合适的方法和仪器,准确测量电阻值。 实验原理: 电阻是电流通过时受到的阻碍,用符号R表示,单位为欧姆(Ω)。在高中物理实验中,常用的测量电阻的方法有串联法和并联法。串联 法是将待测的电阻和已知电阻依次串联连接,通过测量电路总电阻和 已知电阻的值,计算待测电阻的数值。并联法则是将待测电阻与已知 电阻并联连接,测量电路总电阻和已知电阻的数值,通过计算求得待 测电阻的值。 实验仪器和材料: 1. 电源 2. 连接导线 3. 直流电流表(安培表) 4. 电阻箱 5. 示波器(可选) 实验步骤: 一、串联法测量电阻的方法 1. 接线:将电源的正极与电阻箱的一个端口相连,电源的负极与已 知电阻的一个端口连接,已知电阻的另一个端口与待测电阻的一个端

口连接,待测电阻的另一个端口与电阻箱的另一个端口相连,最后用导线将电阻箱与安培表相连。 2. 电路调节:通过调节电阻箱上的旋钮,使得电流表示值在合适的范围内(如0.1A-1A),保证电流的稳定。 3. 电路测量:使用电流表测量通过电路的总电流,并记录数值。 4. 电路相关计算:使用欧姆定律计算已知电阻和待测电阻的阻值。已知电阻的阻值可通过查阅资料得到,待测电阻的阻值可通过计算得到。并进行结果的比较和分析。 二、并联法测量电阻的方法 1. 接线:将电源的正极与待测电阻的一个端口相连,电源的负极与已知电阻的一个端口连接,已知电阻的另一个端口与待测电阻的另一个端口连接,最后用导线将已知电阻与安培表相连。 2. 电路调节:通过调节电阻箱上的旋钮,使得电流表示值在合适的范围内(如0.1A-1A),保证电流的稳定。 3. 电路测量:使用电流表测量通过电路的总电流,并记录数值。 4. 电路相关计算:根据欧姆定律和并联电阻公式,计算已知电阻和待测电阻的阻值。并进行结果的比较和分析。 实验注意事项: 1. 实验过程中要保证电路连接的牢固,导线的接触良好。 2. 电流表的量程选择要合适,避免超出量程范围导致仪器损坏。

高中物理电阻的测量方法

高中物理电阻的测量方法 电阻是物质对电流流动的阻碍程度的量度,是电学基本量之一、在高中物理实验中,测量电阻是一个常见的任务。本文将介绍几种高中物理电阻的测量方法。 一、串联电阻的测量方法: 串联电阻是指多个电阻按照一定的顺序连接在一起的情况。串联电阻的总电阻等于各个电阻之和。以下是测量串联电阻的方法: 1.用万用表测量:将万用表调至电阻档位,将两个电阻端子连接到待测电阻两端,读取万用表的示数,即为该电阻的电阻值。 2.用电压表和电流表测量:通过串联电路的两端分别接入电压表和电流表,记录下电压表的示数和电流表的示数,然后用欧姆定律R=U/I计算得到电阻值。 二、并联电阻的测量方法: 并联电阻是指多个电阻按照一定的顺序连接在一起的情况。并联电阻的总电阻等于各个电阻的倒数的和的倒数。以下是测量并联电阻的方法: 1.用万用表测量:将万用表调至电阻档位,将两个电阻端子分别连接到待测电阻的两端,读取万用表的示数,即为该电阻的电阻值。 2.用电压表和电流表测量:通过并联电路的两端分别接入电压表和电流表,记录下电压表的示数和电流表的示数,然后通过欧姆定律和并联电阻公式1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn计算得到电阻值。 三、非线性电阻的测量方法:

非线性电阻是指随着电信号的强度变化,电阻值也会改变的电阻。以 下是测量非线性电阻的方法: 1.利用IV特性曲线测量:将待测电阻连接在一个电流源和电压源的 串联电路中,改变电流源或电压源的大小,记录下相应的电流值和电压值,然后绘制IV特性曲线。通过该曲线可以得到电阻值。 2.利用恒流源测量:将待测电阻连接在一个恒流源电路中,测量电压 的变化,然后根据欧姆定律R=U/I计算得到电阻值。 四、通过电阻色环测量电阻值: 电阻色环是将一个电阻上绕有不同颜色的环的一种特殊结构。每个颜 色代表一个数字,通过不同颜色的组合可以确定电阻的阻值。根据色环的 顺序以及对应的数字表,可以读取出电阻的阻值。 总结: 在高中物理中,测量电阻的方法主要包括用万用表测量、用电压表和 电流表测量、利用IV特性曲线测量、利用恒流源测量以及通过电阻色环 读数等方法。通过掌握这些方法,可以准确地测量物理实验中的各种电阻值。

高中物理测量电阻的四种种方法

高中物理测量电阻的四种种方法 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,用电阻箱交流待测电阻,假定二者对电路所起的作用相反(如电流或电压相等),那么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)按如图电路图衔接好电路,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,调理滑片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,坚持滑动变阻器滑片P位置不变,调理电阻箱,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,调理滑片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,坚持滑动变阻器滑片P位置不变,调理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.某同窗预备把量程为0~500 μA的电流表改装成一块量程为0~2.0 V 的电压表。他为了可以更准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G 1(量程0~1.0 mA ,内电阻约100 Ω) B .电流表G 2(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R 1(总阻值9 999 Ω) F .维护电阻R 2(阻值约100 Ω) G .单刀单掷开关S 1,单刀双掷开关S 2 (1)实验中该同窗先合上开关S 1,再将开关S 2与a 相连,调理滑动变阻器R ,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,坚持________不变,调理________,使电流表G 1的示数仍为I 时,读取电阻箱的读数r 。 (2)由上述测量进程可知,电流表G 2内阻的测量值r g =________。 (3)假定该同窗经过测量失掉电流表G 2的内阻为190 Ω,他必需将一个________kΩ的电阻与电流表G 2串联,才干改装为一块量程为2.0 V 的电压表。 (4)该同窗把改装的电压表与规范电压表V 0停止了核对,发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时,规范电压表V 0的指针恰恰如图乙所示。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,坚持滑动变阻器R 阻值不变,调理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反,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,规范电压表V 0的示数为1.90 V ,由此可知,该改装电压表的误差为2.0-1.901.90 ×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.某同窗现应用图甲所示的电路来测量一电阻R x 的阻值。

高中物理实验测量电阻率的方法

高中物理实验测量电阻率的方法在高中物理实验中,测量电阻率是一个常见且重要的内容。电阻率 用来描述物质阻止电流流动的能力,是物质本身的固有属性。准确测 量电阻率对于理解材料特性以及应用研究具有重要意义。本文将介绍 几种高中物理实验中常见的测量电阻率的方法。 一、细丝电阻器法 细丝电阻器法是一种简单而又精确的方法,适用于测量导体的特定 部分的电阻率。具体步骤如下: 1. 准备一根长度较长、直径较细的、电阻率已知的细丝。比如可以 使用铜细丝。 2. 将细丝固定好,形成一个平行电路。可以将细丝缠绕在一个绝缘 材料上,以防短路。 3. 测量细丝的长度和直径。使用显微镜和卡尺等仪器可以精确测量。例如,假设细丝的长度为L,直径为d。 4. 通过细丝上通过电流I可以获得电压V。计算电阻率的公式为:ρ = (π * d² * R) / (4 * L * I),其中R为测量到的电阻值。 5. 根据测量值计算得出物质的电阻率ρ。 细丝电阻器法的优点是使用简单、准确度高。在实验过程中,需要 注意保持细丝电路的平行和固定,以及对长度和直径的测量要准确。 二、悬线法

悬线法是常见的测量电阻率的方法之一,适用于测量导体的整体电阻率。具体步骤如下: 1. 准备一个横截面积已知的导线,比如可以使用均匀截面积的铜导线。 2. 将导线固定在两个绝缘材料上,形成一个悬挂状态。 3. 对悬线处注入稳定电流,测量电流值I。 4. 测量悬线两端的电压差V。 5. 计算导线的电阻率ρ,公式为:ρ = (V * A) / (I * L),其中A为导线的横截面积,L为导线的长度。 悬线法的优点是可以测量导线的整体电阻率,操作相对简便。在实验时,需要注意保持导线的悬挂和固定状态,并且对电流和电压的测量要准确。 三、桥式测量法 桥式测量法是一种较为精密的测量电阻的方法,常用于测量材料样品的电阻率。具体步骤如下: 1. 准备一个电阻桥仪器,其中包括一个未知电阻R_x和一个标准电阻(已知电阻)R_s。 2. 连接电路,并通过调整电桥上的电位器使得电流通过电路达到平衡状态。

十种测电阻方法归纳

十种测电阻方法归纳 一、电桥法:电桥法是测量电阻值最常用的方法之一、通过在电桥上调节电阻的比例,使得电桥平衡,从而确定待测电阻的值。 二、电流法:电流法是通过直接测量电流流过电阻产生的电压来求解电阻值。根据欧姆定律,电流与电阻成正比关系,可以通过电流和电压的关系计算电阻值。 三、电压法:电压法是通过直接测量电压值来求解电阻值。根据欧姆定律,电压与电阻成正比关系,可以通过电压和电流的关系计算电阻值。 四、电位法:电位法是通过在待测电阻两端施加一个电压,在测量点处测量电位,通过电压和电位的关系计算电阻值。 五、恒流源测量法:恒流源测量法是通过将待测电阻串联到一个恒定电流源上,测量电压和电流的关系来计算电阻值。 六、维尔斯通电桥法:维尔斯通电桥法是一种用于测量电阻值的精密测量方法。它利用电阻和电容的互相作用来建立电桥平衡,并通过调节电阻比例来测量电阻值。 七、自适应电桥法:自适应电桥法是一种基于自适应算法的电阻测量方法。它通过不断调节电阻比例,使电桥保持平衡,并通过计算电桥平衡时的电阻比例来测量电阻值。 八、差动放大器法:差动放大器法是一种利用差动放大器的特性来测量电阻值的方法。在差动放大器的输入端分别接入待测电阻和已知电阻,通过测量差动放大器输出端的电压差来计算电阻值。

九、交流电桥法:交流电桥法是一种利用交流电信号来测量电阻值的方法。它通过在电桥上加入交流信号,并调节电桥平衡,利用交流电信号的相位和幅值来测量电阻值。 十、数字测阻法:数字测阻法是一种利用数字电路和计算机来测量电阻值的方法。它通过将待测电阻与已知电阻串联或并联,利用数字电路测量电压和电流,并通过计算机进行数据处理,计算电阻值。

测电阻的几种典型方法

测电阻的几种典型方法 一、伏安法测电阻 1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。 2、原理:I=U R 3、电路图: 如图1所示 4、步骤: ①根据电路图连接实物。几个注意点: a 、连接实物时,必须注意 开关应断开; 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Rx 的值,求出平均值。 ④整理器材。 二、伏阻法测电阻 (一)常见的形式:a 、电压表和定值电阻;b 、电压表和已知最大阻值的变阻器。 (二)具体情形: 1、电压表+定值电阻 (1)设计思路:该实验的关键是如何找到待测电阻的电流.因此不妨采用间接测量 的方式:只要求得已知电阻的电流即可.而这一结果可通过测已知电阻两端电压,将测得值除以已知阻值得到.电路图如图8-1所示. (2)实验原理:由欧姆定律可以得到:x x x U R I =,000 U I R =,再由 串联电路电流处处相等的规律有,000 x x x U U R R I U == 因而只需测出已知电阻和未知电阻两端的电压即可. 总结:上面方法是运用一只电压表测量两次,再根据已知电阻计算出被测电阻的阻值.当然可以用两只电压表一次分别测出已知电阻和待测电阻两端的电压,再根据串联电路分压原理计算出被测电阻的阻值. b 、滑动变阻器 变阻(“一上一下” ) 阻值最大(“滑片远离接线柱” ) 串联在电路中 c 、电流表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出 量程选择:算最大电流I=U Rx 并联在电路中 电压表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出 量程选择:看电源电压 V A Rx R ′ 图1

■■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 高中物理实验中电阻的测量是一个非常重要的实验内容,常见的测量 电阻的方法主要有桥法、万用表法、伏安法和霍尔效应法。 桥法是一种非常精确的测量电阻的方法,常用的桥法有韦斯特斯通桥、蔡司通桥和魏恩桥等。桥法的基本原理是通过调整电桥中的其他元件(如 电容、电感或可变电阻等)使电桥平衡,从而得到待测电阻的准确值。桥 法测量的优点是测量精度高,适用于各种电阻值的测量,但需要一定的实 验经验和仪器条件。 万用表法是一种比较方便简单的测量电阻的方法,万用表可以直接测 量电阻值,准确度较高。测量时,通过将待测电阻接入万用表的电阻档位,读取万用表上的显示值即可得到电阻值。万用表法的优点是操作简便、准 确度较高,适用于一般的电阻测量。 伏安法是一种利用欧姆定律测量电阻的方法,通过测量电阻两端的电 压和通过电阻的电流,计算得到电阻值。在伏安法测量电阻时,需要一定 的电流源和测量电压和电流的仪器。伏安法的优点是操作简单、适用范围广。 霍尔效应法是一种通过测量电阻所生成的磁场的方法来测量电阻的方法。霍尔效应法常用于测量小电阻值,对于大电阻值的测量相对不太适用。该方法的原理是当通过电阻的电流通过金属条或半导体晶片时,会在其两 侧产生横向电势差,该电势差与电流和电阻值有关。通过测量这个电势差 和电流值就可以计算出电阻值。 除了上述的四种常见的电阻测量方法外,还有其他一些特殊的电阻测 量方法,如瞬态法、箱式法等。瞬态法是利用电流的瞬时变化和测量电压

的变化来测量电阻。箱式法是一种间接测量电阻的方法,通过将待测电阻与一组已知的标准电阻串联或并联,从而构成电阻的等效网络,通过测量整个网络的参数来计算待测电阻的值。 综上所述,高中物理实验中常见的电阻测量方法主要有桥法、万用表法、伏安法和霍尔效应法。不同的测量方法适用于不同的实验要求和电阻值范围,学生应根据实际情况选择合适的测量方法,并且在实践中不断积累实验经验,提高测量的准确度和可靠性。

高中物理测量电阻的四种种方法

高中物理测量电阻的四种种方法 在高中物理中,测量电阻的方法有很多种。下面将介绍四种常用的方法。 1.伏安法 伏安法是一种常用的方法,通过测量电流和电压之间的关系来计算电阻。具体步骤如下: 首先,将待测电阻与一个已知电阻串联,然后接入恒流电源。通过改变恒流电源的电流,可以得到不同的电压值。记录下不同电流对应的电压值,使用欧姆定律即可计算出电阻值。 伏安法的优点是测量结果准确,不受电源电压波动的影响,但需要注意电源电流不能过大,避免破坏待测电阻。 2.桥式测量法 桥式测量法使用一个称为电阻桥的电路来测量电阻。常用的桥式电路有绝对电阻桥和相对电阻桥。以下以绝对电阻桥为例进行介绍。 首先,将待测电阻与已知电阻串联,然后与一个校准电阻器相连,形成一个电阻桥。通过调节校准电阻器的阻值,使桥路两边的电压差为零,即平衡状态。同时记录下校准电阻器的阻值,即可计算出待测电阻值。相对电阻桥与绝对电阻桥的原理类似,只是相对电阻桥只对变化的电阻进行测量。 3.多用电表法 多用电表法是一种简单、直接的电阻测量方法。将待测电阻与一个多用电表相连,选择电阻档位,记录下电表的示数。根据欧姆定律,可以根

据电流值和电压值计算出电阻值。多用电表法的优点是操作简单,但由于 电表的内阻不为零,可能会对测量结果产生一定误差。 4.调零电流法 调零电流法是一种差动测量法,通过调零后,只测量被测电阻产生的 电流。通过对比待测电阻与已知电阻两者之间的电流差异,可以计算出待 测电阻的值。调零电流法的优点是可以排除电源、电表内阻等因素的影响,提高测量的准确性。 总结起来,这四种方法分别是伏安法、桥式测量法、多用电表法和调 零电流法。每种方法都有自己的特点和适用范围,需要根据实际情况进行 选择。在实际测量中,我们可以根据待测电阻的阻值、测量精度要求以及 实验条件的限制来选择合适的测量方法。

高中物理电学实验中电阻测量方法归纳与分析

高中物理电学实验中电阻测量方法归纳与分析电阻是电流通过物质时遇到的阻碍,是电阻器、导线等器件的基本特性之一、在高中物理实验中,电阻的测量是非常常见的实验内容之一、以下是对高中物理电阻测量方法的归纳与分析。 1.直流电桥法: 直流电桥法是一种常用的电阻测量方法。其中最常见的是对称法Wien桥和无极点法麦克斯韦电桥。它们都是利用交流电桥法,通过调节电桥平衡点来测量未知电阻值的方法。需要注意的是,电驱动是直流,但交流的幅度和频率仍然可变。在实验中,通过调整电桥的电阻值,使得电桥平衡,然后通过平衡时的电桥电阻值来反推未知电阻值。 2.电动势法: 电动势法是利用电动势的大小或电动势的变化来测量电阻值的方法。其中最常见的是焦耳定律法和电压分压法。以焦耳定律法为例,实验中通过测量电流通过电阻时的产生的热量大小来推导电阻值。通过一定时间内的电流和电阻的产品,再除以时间就可以计算出电阻值。而电压分压法则是通过在电路中设置一个已知电阻和一个未知电阻,根据分压规律推导未知电阻的阻值。 3.电流比较法: 电流比较法是通过比较不同电阻表或标准电阻的电流大小来测量未知电阻值的方法。电流比较法的原理是保证两个电阻表或标准电阻中的电流相等,再通过调节可调电阻的阻值使得两者相等,从而推导未知电阻的阻值。

4.桥式测量法: 桥式测量法是通过构建电桥来测量电阻值的方法,其中最常见的是维也纳电桥和魏斯顿电桥。电桥实验中,通过调整未知电阻和已知电阻之间的比例关系,使得电桥平衡,然后通过平衡时的参数值来推导未知电阻的阻值。例如在维也纳电桥中,通过调节未知电阻和已知电阻之间的比例关系来使得电桥平衡,通过平衡时的阻值比例来计算未知电阻的阻值。 总结来说,高中物理电学实验中常用的电阻测量方法有直流电桥法、电动势法、电流比较法和桥式测量法。每种方法都有其适用的实验条件和限制,需要根据实验目的和具体情况选择合适的方法。因此在实际操作中需要根据实际情况选择合适的测量方法,并充分理解其原理和特点。

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

高三物理电学实验中测电阻的几种典型方法

电学实验中测电阻的几种典型方法 电阻的测量是高考电学实验中重要考点之一,电阻测量的方法许多,而近年高考对电阻测量的考察又不但仅限于课本介绍的内容,所以,对电阻测量的方法作个全面了解很有必要,而掌握几种典型方法,就能够起到融会贯通的效果。 一.欧姆表测电阻 测电阻最直接的方法就是用多用电表的欧姆档测量,如图,把多用表选择开关打到欧姆档,就可测电阻,方法如下: 1.使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端的零刻线处。如果不在,就应该实行机械调零:用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝,使指针指左端零刻线。 2.把选择开关拨到欧姆挡时,在选好倍率后,还必须实行欧姆调零。方法是:将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指右端零刻线处。所以用多用电表的欧姆挡测电阻的操作步骤是:①选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级,如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。②实行欧姆调零。③将红黑表笔接被测电阻两端实行测量。④将指针示数乘以倍率,得测量值。⑤将选择开关扳到OFF 或交流电压最高挡。 3.用欧姆挡测电阻,如果指针偏转角 度太小(即指针所指的刻度值太大),应该增大倍率重新调零后再测;如果指针偏转角度太 大(即指针所指的刻度值太小),应该减小倍率重新调零后再测。 如图所示测量电阻的结果为:17k Ω。 二.伏安法测电阻 (一)原理:部分电路的欧姆定律R=U/I (二)内、外接法的比较与选择 伏安法测电阻有a 、b 两种接法,如图,a 叫(安培 V A V A a b ~ Ω Ω ×1k ×100 ×10 ×1 Ω OFF 2.5 10 50 250 500 2.5 50 mA 100 10 1 500 10 250 V ~ + V

电阻测量的方法归类

电阻测量的方法归类 〔 福建省邵武四中 陈新艺 〕 在高中电学实验中,涉及最多的问题就是电阻的测量,电阻的测量方法也比拟多,最常用的有: 一、归纳 1、欧姆表测量。最直接测电阻的仪表。但是一般用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。 2、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 代法测量电阻精度高,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〕。 3、伏安法。伏安法的测量依据是欧姆定律〔包括局部电路欧姆定律和全电路欧姆定律〕,需要的 根本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表时,可以用标准电阻〔电阻箱或给一个定 值电阻〕代替;当电表的内阻时,根据欧姆定律R U I 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。 4、比例法。如果有可以作为标准的电阻的电表,可以采用比例法测电表的电阻,对于一般未知电 阻,有电阻箱和电表即可。用比例法测电表内阻时,两个电流表一般是并联〔据并联分流原理〕,两个电压表一般是串联〔据串联分压原理〕。 5、半值法〔半偏法〕。 二、解题分析。 1.替代法 替代法是用与被测量的某一物理性质等效,从而加以替代的方法。 例题1、设计一个用替代法测量未知电阻R x 〔阻值约为几十欧〕的电路。要求:〔1〕画出电路图。〔2〕说明实验主要步骤。 分析与解答〔1〕电路如图15-30所示。 〔2〕先把双刀双掷开关S 2扳到1,闭合S 1,调整滑动变阻 器,使电流表指针指到某一位置,记下此时的示数I 〔最好为一 整数〕。再把开关S 2扳到2,调整电阻箱R 0,使得电流表指针仍指到示数I 。读出此时电阻箱的阻值r ,那么未知电阻R x 的阻值等于r 。 说明:〔1〕在此实验中的等效性表现在开关换位后电流表 的示数相同,即当电阻箱的阻值为r 时,对电路的阻碍作用与未知电阻等效,所以未知电阻R x 的阻值等于r 。 〔2〕替代法是一种简捷而准确度很高的测量电阻的方法,此方法没有系统误差,只要电阻箱 和电流表的精度足够高,测量误差就可以忽略。 2.比例法。 所谓“比例法〞是:要测量某一物体的某一物理量,可以把它与准确数值的标准物体进行比拟。例如,使用天平称量物体的质量,就是把被测物体与砝码进行比拟,砝码就是质量数准确的标准物体。天平的结构是等臂杠杆,因此当天平平衡时,被测物体的质量与标准物体的质量是相等的,这就省去了进一步的计算。 有很多情况下,被测物体与标准物体的同一物理量间的关系并不是相等,而是在满足一定条件下成某种比例的关系,这种方法又称为“比例法〞。 例题2、测电流表和电压表的内阻,如果有可以作为标准的电阻的电表,都可以使用比例法。请分别画出你设计的用比例法测它们内阻的电路图,并说明需要测量的物理量,写出用测量量表示的电表内阻的公式。 分析与解答 采用比例法测电阻的依据是:串联电路电压与电阻成正比,并联电路电流与电阻成反比。电压表可显示电阻两端的电压值, 电流表可显示电阻中通过的电流,所以测电流表内阻应把两电流表并联,测电压表内阻应把两电压表串联,电路图分别如图15-32〔甲〕、〔乙〕所示。 测电流表内阻时,应调节滑动变阻器R 01,使两电流表的指针都有较大偏转,记录下两电 表的示数I 1和I 2,根据并联电路分流原理,假设电流表A 1的内阻为r 1,那么电流表A 2的内阻r 2= 12 1 r I I 。 测电压表内阻时,应调节滑动变阻器R 02,使两电压表的指针都有较大偏转,记录下两电表 的示数U 1和U 2,根据串联电路分压原理,假设电压表V 1的内阻r 1,那么电流表V 2的内阻r 2= 11 2 r U U 。 说明 此题甲图采用制流电路而乙图采用分压电路,这是由于电流表内阻都较小,假设采用分压电路,那么滑动变阻器的阻值必须更小,这时电路近似于短路,是不允许的;而电压表内阻都很大,假设采用制流电路,那么滑动变阻器的电阻必须更大,这在实际上行不通。 3.半值法。 半值法是上面比拟法的一个特例,测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法,电路图如图15-33所示。 甲图实验时先断开开关S ’,闭合S ,调整滑动变阻器R 01〔限流法连接〕,使电流表A 满度〔即指针指满刻度处〕;再闭合S ’,调整电阻箱R 1,使电流表A 的指针恰好指到半满度处,读出此时电阻箱的阻值R ,那么电流表A 的电阻r A =R 。〔测量结果偏小〕 乙图实验时先闭合开关S’及S ,调整滑动变阻器R 02〔分压法连接〕,使电压表V 满度;再断 图15-30 图15-32

电阻测量的常规方法

电阻测量的常规方法(一)欧姆表法--直接测量法 (二)间接测量法 1.伏安法: 如果被测电阻阻值为R x,伏特表和安培表的内阻分别为R V、R A ,若 x R< ,则采用外接法。若x R> 如果无法估计被测电阻的阻值大小,可以利用试触法:如图将电压表的左端接a点,而将 右端第一次接b点,第二次接c点,观察电流表和电压表示数的变化。若电流表示数变化大, 说明被测电阻是大电阻,应该用内接法测量;若电压表读数变化大,说明被测电阻是小电阻,应该用外接法测量。(这里所说的变化大,是指相对变化,即ΔI/I和ΔU/U)。 例1.在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻为20kΩ,电流表的内阻约为10Ω,选择能够尽量减小误差的电路图进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,如图17-32所示. (1)根据各点表示的数据描出I—U图线,由此求得该电阻的阻值 R x = Ω.(保留两位有效数字) (2)画出此实验的电路原理图. 解析:I=0.8mA的点偏离较大,舍去,将其余各点连成直线, 得到过坐标原点的U—I图线.从图线上读取U、I值,如取 I=1.0mA,U=2.4V,算得R x =U/I=2.4×103Ω 由于待测电阻较大,R x 〉〉R A ,测量时应取电流表内接法,滑 线变阻器取分压接法. 2.利用串并联电路规律 ①利用并联电路的分流关系: 在纯电阻并联电路中,用电器上分得的电流与用电器得到电阻成反比, R 1 /R 2 =I 2 /I 1 ,用此法测电阻需具备的仪器有:两个电流表、一个电阻箱.用此法测量电阻同样可用一个单刀双掷开关和一个电流表来代替。 用此法测电阻同样有理论误差存在,实际上是忽略了电流表对电路的影响,因此 用此法是R A 远小于待测电阻Rx和可调电阻的阻值 例2.实验室中现有器材如实物图有:电池E(电动势约为10V,内阻r 1 约为1Ω); 电流表A 1 (量程为10A,内阻r 1 约为0.2Ω); 电流表A 2 (量程为300mA,内阻r 2 约为5Ω);电流表A 3 (量程为 250mA,内阻r 3 约为5Ω);电阻箱R 1 (最大阻值为999.9Ω,阻值 最小改变量为0.1Ω);滑动变阻器R 2 (最大阻值100Ω); 开关S、导线若干。要求用图7所示电路测量图中电流表A的内阻。 ⑴在所给的三个电流表中,哪几个可用此电路能精确测出内阻。 ⑶你要读出的物理量是 用这些物理量 是 。 解析:由于电流表A 1 的量程与电流表A 2 、A 3 为了使读数准确,应该选电流表A 2 、A 3 ,用此电路中并联分流 规律可精确测出内阻,若测量电流表A3的内阻r 3 ,实物图如 图所示,要读出的物理量是电流表A 2 、A 3 的读数I 2 、I 3 和电阻 箱R 1 的读数Rx,则由并联分流规律求得r 3 =(I 2 -I 3 )Rx /I 3. 练.(7分)图1为测量电阻的电路.Rx为待测电阻.R的阻 值已知.R‘为保护电阻,阻值未知.电源E的电动势未知.K 1 图3 u/v

相关文档
最新文档