伏安法测电阻(含限流式与分压式详细解释)
高中物理伏安法测电阻(分压限流选择与内外接法误差分析)
可见，只有选用分压式接法。 ⑷线路连接如下：
(2)电表的读数一般不应小于量程的3. 2.电表的读数方法
最小分度是“1”的电表，测量误差出现在下一位，下一位 1
按10估读，如最小刻度是 1 mA 的电流表，测量误差出现在 毫安的十分位上，估读到十分之几毫安．
【例 2】 如图 5 甲是学生实验用的有两个量程的电 流表刻度盘，当用“＋”和“－0.6”两接线柱时， 能测量的最大电流是________ A，对应刻度盘上每 一小格代表________ A，图中表针示数为_____ A； 当使用电流表的“＋”和“－3”两接线柱时，对应 刻度盘上每一小格代表________ A，图中表针示数 为________ A.
【例 3】 用伏安法测金属电阻 Rx(约为 5 Ω)的值，
已知电流表内阻为 1 Ω，量程为 0.6 A，电压表内 阻为几千欧，量程为 3 V，电源电动势为 9 V，滑 动变阻器的阻值为 0～6 Ω，额定电流为 5 A，试
画出测量 Rx 的原理图．
解析 待测金属电阻 Rx≪ RA·RV.应采用电流表外接
< R测
UV IA
R真
UR IR IV
R测
R RV R RV
•误差原因：电压表的分流，分流越小， 误差越小．
•适合测量小电阻，即R<<RV.
电流表内接法
V
电压表示数 UV U R RA
AR
电流表示数 I A I R
R测 R RA
> R测
UV IA
R真
UV
UR IR
•误差原因：电流表的分压，分压越少， 误差越小．
在安全(I 滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压
不超额定值，电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下，若
伏安法测电阻
伏安法测电阻一、滑动变阻器1、 限流电路和分压电路的接法（1）限流电路：滑动变阻器只有部分连入电路。
（2）分压电路：滑动变阻器全部连入电路。
（1）、以下三种情况必须采用分压电路：①、要求被测电压能从零开始连续可调，②、若待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的阻值，③、若采用限流电路，电路中的最小电流都大于待测电阻的额定电流时。
（2）、两种电路都可以用时，应优先采用限流电路。
4、滑动变阻器阻值的选择 （1）、采用限流电路时，应选用滑动变阻器总阻值与被测电阻阻值接近的滑动变阻器。
x R 与R 滑相差不多，或R 比R 滑还小一些采用分压电路时，应选用滑动变阻器总阻值较小的滑动变阻器 x R >R 滑 (2)、应使滑动变阻器在调节时，要用到大部分的电阻线，否则不便于操作。
（3）、如果两个滑动变阻器都可以用时，选阻值较小的那一个。
二、伏安法测电阻1、电流表的内、外接法2、误差分析（1） 内接法：说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小，所以，该电路适合测量大电阻。
即 x A R R（2） 外接法：说明：误差来源于电压表的分流，分流越少，误差越小，所以，该电路适合测量小电阻。
即 x v R R 3、电流表内外接法的判定方法（1）、若已知待测电阻x R 的粗略值，以及A v R R 和时，则x v A x R R R R >当时，选用电流表内接法 x v AxR R R R <当时，选用电流表外接法x x R R ⎧>⎪⎨<⎪⎩内接法即外接法（2）、若不知待测电阻x R 的粗略值，则采用试触法。
I U I U ∆∆>当时，即电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用强，所以用内接法。
I U I U∆∆<当时，即电压表示数有显著变化，说明电流表的分流作用强，所以用外接法。
4、 电流表和电压表量程选择时的原则（1）、所测电流表和电压表的最大值不能超出仪表的量程 （2）、在测量电流和电压时，电流表和电压表的指针偏转角不宜过小。
电阻的测量内外分压限流接法PPT课件
0 ~ U Rx的电压可调范围
分压式电路的特点:
0
1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调 节范围较大. 但电路结构较为复杂.
2.电能损耗较大.
限流和分压电路的特点:
可调范围 变阻器 电能损耗
限流式
Rx U ~ U Rx R
较大阻值
较小
分压式
0~U
较小阻值 较大
若实验要求电压从零开始变化，应选择分压式电路 如无此要求，即 R＞10Rx，应选择限流式电路
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
测量结果 R真＞R测
R真＜R测
测量条件
R<<RV
R>>RA
伏安法测电阻电路选择
即
Rx RV RA 用内接法． Rx RV RA 用外接法．
用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:
A.待测电阻Rx：范围在5—8Ω，额定功率1W
B.电流表A1：量程0—0.6A（内阻0.2Ω）
C.电流表A2：量程0—3A（内阻0.05Ω）
伏安法测电阻的误差分析
电流表内接法
V
电压表示数
UV
UR
RA
A
UR
R
电流表示数 IA IR
R测
UV IA
> R真
UR IR
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误 差越小．所以该电路适合测量大电阻，即 R R A
伏安法测电阻
外接法
内接法
(完整版)伏安法测电阻(分压限流选择与内外接法误差分析)
. . . . +
C
E
_
A
R1
R2 D R3
R4 F
B
专题二、伏安法测电阻
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，利用 部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻 值R，
RU I
1、伏安法测电阻的两种电路
• 电流表接在电压表 两接线柱外侧，通常叫 “外接法”
2、在安全、便于调节等均满足的前提下应优先考虑 限流电路。限流电路耗能小，电路简单 。
【例 3】 用伏安法测金属电阻 Rx(约为 5 Ω)的伏安
特性曲线，已知电流表内阻为 1 Ω，量程为 0.6 A， 电压表内阻为几千欧，量程为 3 V，电源电动势为 9 V，滑动变阻器的阻值为 0～6 Ω，额定电流为 5
1.限流式(一上一下)
Rx
图中变阻器AP部分串联接
入电路起限流作用
待测电阻Rx的电压可调范围
Rx E ~ E Rx R
限流式电路的特点:
P
E
s AR B
1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.
但电路结构较为简单.
2.电能损耗较小.
注：要使限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R0.
当Rx与R0相差不多时便于调节
(b)
2.限流和分压电路的选取
滑动变阻器
C
D
P
AБайду номын сангаас
B
1、滑动变阻器的结构如图所示，A、B是绕在绝缘桶上的两个端 点，C、D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P接触的地 方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。
2、把A和C接线柱接入电路中，当滑片P由B向A移动时，接入 电路的电阻将由大变小。这是为什么？
专题：伏安法测电阻
伏安法测电阻实验的问题可以分拆成三个问题：
电学仪器的选择 电流表内接外接的选择 控制电路的选择（限流式和分压式）
一、伏安法测电阻原理
由I U 得：R U
R
I
二、电流表的两种接法
IV
电压表分电流
小外偏小
IR
IA
外接法
UV
UR
UA
大内偏大
内接法
电RA 时，Rx 为大电阻，采用内接法误差较小，但测量值
比真实值偏大；
当 Rx≪RV 时，Rx 为小电阻，采用外接法误差较小，但测量值
比真实值偏小。 (2)公式计算法 当 Rx＞ RARV时，Rx 为大电阻，采用电流表内接法， 当 Rx＜ RARV时，Rx 为小电阻，采用电流表外接法， 当 Rx＝ RARV时，两种接法效果相同。
三、滑动变阻器的两种接法
滑动变阻器在物理实验中有两种接法，分别如图 所示，其中甲称为限流式接法，乙称为分压式接法。
限流式结构 简单、节能
分压式调 节范围大
三、滑动变阻器的两种接法
1．两种接法的特点： ①限流式接法，用以控制或调节电路中的电流； ②分压式接法，是从滑动变阻器上分出一部分电阻与待测电 阻电阻并联，使得待测电阻RL上可分得从零开始连续变化的 电压(限流式不能)，电压的调节范围是0～E，比用限流式调 节范围要大。
F．滑动变阻器 R：0～10 Ω
G．蓄电池：电动势 12 V H．导线，开关 为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选______， 电压表应选________，并画出电路图．
【解析】待测电阻 Rx 的额定电流为 0.45 A，应选电流表 A1；额定
电压
Umax＝0.45×8 V＝3.6 V，
伏安法测电阻、分压、限流电路选择知识点讲座及练习题(有答案123)
一、伏安法测电阻1．原理：根据欧姆定律R ＝U I，只要测量出待测电阻R x 两端的电压U 及流过的电流I 即可． 2．测量器材：电流表、电压表34、两种电路的选择①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx 较小，宜采用电流表外接法；若Rx 较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内偏大，小外偏小”．②临界值计算法：当R x <R V R A 时，用电流表外接法． 当R x >R V R A 时，用电流表内接法．③实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表的一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．二、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法RER ＋R0≤U≤E 0≤U≤E E R ＋R0≤I≤ER0≤I≤E2.两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．因为Rx小，限流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大．(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)．因为Rx大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节3．两种接法的选择原则(1)在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低．(2)若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法．(3)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法．(4)若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法．4、典型题一、伏安法测电阻1、如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：待测电阻Rx阻值在900 Ω～1 000 Ω之间电源E 具有一定内阻，电动势约9.0 V电压表V1 量程2.0 V，内阻r1＝1 000 Ω电压表V2 量程5.0 V，内阻r2＝2 500 Ω电流表A 量程3.0 A，内阻r＝0.10 Ω滑动变阻器R 最大阻值约100 Ω，额定电流0.5 A开关S、导线若干（1）为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量选用哪些电表？（2）画出余下的电路连线1.【答案】测量Rx阻值的电路如图解析由于待测电阻约为1 000 Ω，滑动变阻器阻值为100 Ω，且要使电表读数有较明显的变化，因此滑动变阻器应采用分压接法，由于加在待测电阻的最大电流约为10 mA，显然3 A的电流表不能用，因此将V1当作电流表使用．由于V1表的电压能够测量，故采用V1表内接法．时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化．请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路．2、某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：A．电流表(量程100 μA，内阻约2 kΩ)B．电流表(量程500 μA，内阻约300 Ω)C．电压表(量程15 V，内阻约100 kΩ)D．电压表(量程50 V，内阻约500 kΩ)E．直流电源(20 V，允许最大电流1 A)F．滑动变阻器(最大值1 kΩ，额定功率1 W)G．电键和导线若干电流表应选____________，电压表应选____________．(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：①____________________________________________；②_____________________________________________.2.【答案】B C①电流表应采用内接法．②滑动变阻器应采用分压式接法．（a PQ（b 解析 最大电流I m ＝E R x ＝2025×103 A ＝800 μA ，故电流表应选B.电源电动势20 V ，电压表D 的量程为50 V ，测量误差过大，故应选C.①R 0＝R A R V ＝0.3×500 kΩ＝150 kΩ<R x ，故电流表应采用内接法．②由于滑动变阻器最大阻值比被测电阻小很多，为了便于调节和为了保证电表的安全，滑动变阻器应采用分压式接法．3．太阳能是一种清洁、绿色能源。
伏安法测电阻PPT课件
接方式如图甲或图乙所示，计算结果由 Rx
=
U I
计算得出，式中
U
与
I 分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得
的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2，则 ① （填“Rx1”或“Rx2”）更接近待 测电阻的真实值，且测量值 Rx1 ② （填“大于”、“等于”或“小于”） 真实值，测量值 Rx2 ③ （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。 例.用电流表和电压表测量电阻 Rx 的阻值．如图所示，分别将图甲和
U2 U1 U1 RV 2 RV1 Rx
U1 U2 U2
Rx
1R2V 2
4．“替代法”
原理：
①S接1，调节R2，读出电流表示数为I； ②S接2，保持R2不变，调节电阻箱R1，使电流表示数也为I。 由上可得：RX=R1
· S2 a
R0
· +
· · A
b
RX
· S1
V
+
R0
· S2 a
RX
I1RA
I1
R1Rx R1 Rx
U2
I 2 RA
I2
R2 Rx R2 Rx
调整电阻箱，使其阻值为R1，记录此时电压、电流的值U1、I1； 改变电阻箱的电阻值为R2时，记录此时电压和电流的值U2、I2
没有系统误差 10
2．“安安法”电流表的创新使用－－测电压．
Rx
I2 (R0 RA2 ) I1 I2
可见ΔI>ΔU，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影 IU
响比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，
R
x
＝ 2.5 4.60×10－3
高中物理伏安法测电阻(1)讲解
※①在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围， 又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻，R0大于RX，一般在 2—5倍为好。
※②在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1RX— 0.5RX之间为好。
(2) R' RA RV 500
RX=100Ω, ∵RX＜R’ ∴采用电流表外接法
例 2、要用伏安法来测量一个电阻RX(约为25KΩ) 。器材如下： 直流电流表（0~50μA，内阻r=0.3kΩ)
直流电压表（０～１０Ｖ，内阻r=１００kΩ）
电源（１５Ｖ，额定交流１Ａ）
滑动变阻器（０～１ＫΩ，额定功率１Ｗ）导线，开关。
1、变阻器的常规处理
将变阻器从滑动触点P分成两个部分，把一个完整的变阻器 看成是由两部分串联组成的，如下图所示。
P AR B
P AR B
2、滑动变阻器的限流式和分压式
（1）.限流式
Rx
P
E
s AR B
图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx的
电压可调范围
Rx E ~ E
限流式电路的特点: Rx R
通常叫“内接法”
V
A R
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用, 因此两种方法测量电阻都有误差．
2、误差分析 （1）电流表外接法
电压表示数 UV U R即IV RV I R Rx
V
电流表示数 IA IR IV IR
R测
UV IA
<
R真
UR IR
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电学实验
仪器的选择的基本原则
（1）安全性原则 （2）精确性原则
即不超过电流表和电压表的量程， 和不超过用电器的额定电压和额定 电流 即在不超过量程的前提下，应使电 流表和电压表的偏转角尽量大 即在不违反前两个原则的前提下， 尽量使测量电路简单好接，测量 中的调节控制操作方便 即在同时满足以上三个条件的基 础上，应当尽量选用成本低廉， 能量消耗比较小的电路。
分压式电路，电流表外接法
测量电路（电流表的内接法和外接法）
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫 “外接法” V
A R
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫 V “内接法”
A R
因为电流表、电压表分别有分压、分流作 用,因此两种方法测量电阻都有误差．
伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法
电压表示数 UV U R
A R V
电流表示数 I A I R I V I R
UV R测 IA
UR < R真 IR
测量值偏小，适于测量小阻值电阻 . 说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误 差越小．所以该电路适合测量小电阻，即R R V
V
A R
R RV R测 R R RV
电流表内接法
Rx
1.限流式
P
E
s
A
R
B
图中变阻器起限流作用，可求得待测电阻Rx的
电压可调范围
电流可调范围
限流式电路的特点: 1.电压不能从零开始调节,调节范围较小. 但电路结构较为简单. 2.电能损耗较小.
Rx E~E Rx R E E ~ Rx R Rx
Rx
2.分压式
A
E
P R
B
s
0~ E E 电流可调范围 0~ Rx 分压式电路的特点:
收费说明：
本课件中有关于限流式电路和分压式电路 的区别与选择的详细解释， 解释来源于大学物理实验中关于限流式电 路和分压式电路的区别与选择， 这在之前的课件中是没有的！！！
伏安法测电阻
四川省万源中学 王锴
原理：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，利用部 分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R
下列三种情况必须选用分压接法 (1)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从 零开始可连续调节时必须采用分压接法。 (2)当被测电阻阻值Rx远大于滑动变阻器的最大 值R，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多 组数据)时，必须采用分压接法。 (3)若采用限流接法，电路中实际电压(电流)总 是超过实验仪器的量程时，只能采用分压接法。
)时用外接法 Rx 小
R A RV 时，用内、外接法均可
当Rx、RA、Rv的阻值未知时
用试触法进行判断
实验试触法：
若伏特表示数有明显变化，即
I U 若安培表示数有明显变化，即 宜内接 I U
I U 宜外接 I U
测量电路（电流表内外接法）选择的依据 比较项目 电路 电流表内接法 电流表外接法
U R I
电路的选择
电流表的外接法
V A
测量电路
电流表的内接法
滑动变阻器的 限流式接法 滑动变阻器的 分压式接法
A
V
控制电路
电路连接方式： 两种测量电路和两种控制电路共有四种连接方式： V V A RX RX A
·
·
限流式电路，电流表内接法
限流式电路，电流表外接法
V A
RX
V A
RX
分压式电路，电流表内接法
误差来源 测量结果 适用条件
电流表的分压 R测＝U/I＞Rx 偏大
电压表的分流 R测＝U/I＜Rx 偏小
控制电路（滑动变阻器的两种接法）
1）、限流式： V A
RX
R V S E, r A
优点：电路简单，省电 不足：电压不能从零开始
2）、分压式： V
RX
RL
A V
A
RL
A
C
B S
优点：电压能从零开始 不足：电路复杂，费电
电流表内、外接判断方法 当Ｒx<<Rv时，采用外接法 当Ｒx>>RA时，采用内接法 口诀：“大内小外”
A R V
A
V
R
当不满足Rx>>RA和Rv>>Rx关系时
当R x
当 Rx 当 Rx
Rx Rv )时用内接法 R 大 R A R（即 V x RA Rx
Rx Rv R A RV （即 R R A x
（3） 根据方便性原则，限流式适合测量阻值 较小的电阻（即当R0>Rx时应选限流式,且R0 是Rx的1-5倍 ）。分压式适合测量阻值较大 的电阻（ 即当R0<Rx时应选分压式,且R0是 Rx的1/2-1/10）。 （4）若待测电阻的阻值比滑动变阻器总 电阻大得多，以至在限流电路中，滑动变 阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待 测电阻上的电流或电压变化范围不够大， 此时，应改用分压电路。
电压表示数 UV U R U A U R
电流表示数
IA IR
V
A R
UV R测 IA
UR > R真 IR
测量值偏大,适于测量大阻值电阻. 说明：误差来源于电流表的分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，分压越少，误 差越小．所以该电路适合测量大电阻，即 R R A
V
A R
R测 R RA R
控制电路（滑动变阻器的接法）的选择： 比较项目 电路 限流式接法 分压式接法
电压调节的 范围 电流调节的 范围 电能损耗
EIR 电源负担轻 简便
E（IR+Iap） 电源负担重 复杂
电路连接
（3）方便性原则
（4）经济性原则
对方便性的解释：
2
限流电路和分压电路选择
（1）根据电路特点，若实验中要求电压调节 从0开始连续可调，需要测出多组数据，则必 须采用分压式电路。
（2）根据安全性原则，若采用限流式不能控制电流满 足实验要求，即滑动变阻器阻值调至最大时（此时 电路中电流最小）。待测电阻上的电流（或电压） 仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电 阻的额定电流，则必须选择分压式。
电压可调范围
图中变阻器起分压作用，可求得待测电阻Rx的
1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大. 但电路结构较为复杂. 2.电能损耗较大.
两种连接方式应注意的问题
• 1、用限流式电路时，开关闭合前应把滑动 变阻器的阻值调到最大，以避免因电流过 大而损坏用电器 • 2、用分压式电路时，开关闭合前应把滑动 变阻器的输出电压调到最小（即为零）， 以避免因电流过大而损坏用电器