《伏安法测电阻》电路选择实验设计
伏安法测量线性电阻阻值(设计性)实验报告

成都信息工程学院物理实验报告姓名:黄春玲专业:班级:学号:实验日期:2008-9-1下午实验教室:5206指导教师:【实验名称】伏安法测线性电阻阻值(设计性)【实验目的】1.学会简单的电路设计;明确如何选择仪器和确定最佳测量条件2.学会分析实验中的系统误差,掌握其修正方法【实验要求】1.要求电阻的测量误差%5.1≤∆XX R R ,选择相应仪器并确定最佳测量条件。
2.分别计算两种接线方法(即内接法和外接法)其电表内阻引起的系统误差,选择一种方法满足实验要求的%5.1≤∆XX R R 。
3.设计并绘出适当的线路图(图中标仪器规格,元件参数)。
4.写出设计步骤,记录数据。
5.数据处理,误差分析.【仪器和用具】(根据设计需要选择)1.待测电阻两个(Ω≈Ω≈K R R X X 10;1511);2.直流稳压电源一台;3.滑线变阻器(500A 3.1,Ω一只;23一,一只;A A 11403,ΩΩ只);4.电压表:(0-1.5-3V,0.5级,电压灵敏度200V /Ω)一只;5.电流表:(0-50-100mA,0.5级,表头压降90mV)一只(0-150-300μA,0.5级,表头压降177mV)一只6.开关数个,导线若干.【设计方案】实验原理:本实验要求我们用伏安法测量线性电阻的阻值,那其实验原理一定是VR I=,即通过测量电阻两端的电压,以及流过电阻的电流,根据欧姆定律计算得到电阻的值。
设计方案:1、根据要求选择电表1)确定电表的等级根据设计要求,我们通过欧姆定律得到电阻的值的相对误差要小于1.5%,即 1.5%x R xR E R ∆=≤。
VR I =,是一个间接测量量,其误差也是间接测量误差,所以根据间接测量误差传递公式有: 1.5%x R x R I VE R I V∆∆∆==+≤假设(这是一个误差的理论假设)总误差平均的分配到每个分误差上,即误差均分原则。
根据误差均分原则,得到:1、1.5%0.75%0.75%0.75%2I V IVI V I V∆∆∆∆=≤=⇒≤≤对于电表这类的示值类的仪器,%α∆=仪量程。
九年级物理《伏安法测电阻》教案、教学设计

一、教学目标
(一)知识与技能
1.了解电阻的定义,理解电阻对电流的阻碍作用,掌握电阻的单位及换算关系。
2.掌握伏安法的原理,学会使用电压表、电流表测量电阻,并能正确读取数据。
3.学会通过实验观察电阻与电流、电压之间的关系,掌握欧姆定律的表达式。
4.能够运用所学的知识,解决实际电路中与电阻相关的问题。
(二)过程与方法
在本章节的教学过程中,引导学生采用以下过程与方法:
1.通过实验观察、数据分析,培养学生动手实践能力和科学探究精神。
2.采用问题驱动法,激发学生思考,引导学生运用已学的知识解决实际问题。
3.组织小组讨论,促进学生之间的交流与合作,提高学生的团队协作能力。
4.引导学生运用控制变量法,探究电阻与电流、电压之间的关系,培养学生科学的思维方法。
2.演示实验操作:现场演示伏安法测电阻的实验步骤,强调操作注意事项,如电路连接、仪器使用等。
3.分析电阻与电流、电压之间的关系:讲解欧姆定律,引导学生理解电阻与电流、电压之间的定量关系。
4.知识拓展:介绍电阻的串并联特性,以及在实际应用中的注意事项。
(三)学生小组讨论
1.教学活动设计:将学生分成若干小组,针对伏安法测电阻的实验原理、操作步骤、数据分析和注意事项进行讨论。
3.提醒学生关注实验安全,养成良好的实验习惯。
4.鼓励学生在课后进行拓展学习,如了解不同材料的电阻特性,进一步拓宽知识视野。
五、作业布置
1.基础知识巩固:请学生完成课后练习题,重点加强对伏安法测电阻原理、操作步骤及数据分析的理解和应用。
-练习题一:根据伏安法测电阻的原理,简述如何使用电压表、电流表测量电阻。
5.关注学生个体差异,针对不同学生的学习需求,给予个性化的指导与帮助,使全体学生都能在原有水平上得到提高。
伏安法测电阻的教学设计 -完整获奖版

电阻的测量教学设计【教材分析】用伏安法测电阻是电学里的一个基本实验,属欧姆定律变换式的具体应用。
安排这样一个实验,在理论方面可以加深学生对欧姆定律和电阻概念的理解和掌握,在实践方面可以给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会,有利于学生熟悉、掌握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用等基本技能,从而提高学生的动手操作能力。
【三维目标】1、知识与技能:学会利用”伏安法”测电阻,掌握使用电流表和电压表的方法,并能正确地进行测量和读数。
2、过程与方法:使学生进行科学探究,学会测量电阻及减小误差的方法,学会分析实验数据的方法。
3、情感态度与价值观通过探究活动,使学生体验学习方法,感受科学的魅力,初步获得成就感;通过小组共同协作,培养团队精神,合作意识。
【教学重点】根据实验原理设计电路图,并能用活动变阻器来改变待测电阻两端的电压。
【教学难点】根据电路图进行实物连接,排除电路中的故障。
【教学器材】学生电源、定值电阻(10Ω)、电流表、电压表、小灯泡()、滑动变阻器、导线等。
【教学过程】教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境周末老师整理实验器材时发现一些电阻器的铭牌脱落了,大家能不能用学过的知识帮老师测出电阻器的阻值,为他贴一个新标签呢?思考、然后回答:实际问题引入,学以致用设计 实 验(一) 测量定值电阻阻值 实验目的:用电压表、电流表间接测电阻实验原理:R =IU实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
电路图学生进行设计实验,并了解实验应该注意的问题。
同时组内进行分工电路图 :要求学生自己设计设计实验 进行探 究 教师布置任务:1、按电路图连接实物图2、进行实验 实物图实验记录表格测量次数 电压U /V 电流I /A 电阻R /Ω1 2 3平均值3321R R R R ++==注意事项1.在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。
2.连接电路时开关要断开,连接完电路要调节滑动变阻器到阻值最大端。
伏安法测电阻实验报告

伏安法测电阻实验报告
姓 名:
实验时间:
实验名称: 伏安法测量定值电阻的阻值
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
实验原理:R=U/I
实验器材: 实验电路图:
实验步骤:
(1)按照电路图连接电路。
(2)连接电路时,断开开关,将滑动变阻器阻值的滑片调到阻值最大处。
(3)用开关试触,确认电路连接正确后再闭合开关S ,改变滑动变阻器滑片的位置,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)继续移动滑动变阻器,多测几组数据,看看测得的电阻值是否相同。
实验表格:。
中考物理伏安法测未知电阻的实验(附答案)

实验二十三、伏安法测电阻的实验【实验目的】:用电流表、电压表测出未知电阻(或小灯泡)的阻值【实验器材】:电源、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线等。
【实验原理】:R=U/I【实验步骤】: ①按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处; ②检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 的位置,改变电阻两端电压分别为U 1、U 2、U 3观察电流表每次对应的数值,I 1、I 2、I 3 分别填入设计的记录表格;③根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值; ④整理器材。
【考点方向】:1、原理:欧姆定律变形式R=U/I 。
2、滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻(或灯泡)两端的电压和通过电阻的电流3、电压表量程的选择:看电源电压,一般电压表量程稍大于电源电压。
1233R R R R ++=4、电流表的量程选择:I=U/R最小值(定值电阻) I=P额/U额5、滑动变阻器规格选取:1、看电流 2、计算电阻:R滑=(U-U额)/I额6、使小灯泡正常发光的操作:移动滑动变阻器使电压表示数等于小灯泡额定电压。
7、测定值电阻的阻值,它需要求平均值,因为多次多次测量求平均值,减小实验误差。
8、测小灯泡阻值,它不需求平均值,因为灯丝电阻随温度变化而变化,求平均值失去意义。
9、测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。
根据Rx=U/I电阻偏小。
10、如果在实验中,无论如何移动滑动变阻器,电压表,或电流表的示数没有任何变化,那么可能的原因是:滑动变阻器接法错误,可能同时接成了上面的两个接线柱或同时接在了下面的两个接线柱。
11、闭合开关后,如果发现灯泡不亮,接下来的操作是:移动滑动变阻器,观察小灯泡是否会发光。
12、通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了的I﹣U图象,发现其图像并不是一条直线,是因为:小灯泡的电阻丝阻值会随温度的变化而变化。
(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?
伏安法测电阻电路中滑动变阻器选择方法
伏安法测电阻电路中滑动变阻器的选择方法实验器材选择的三个原则是:安全性原则、准确性原则、方便性原则,其中方便性原则是指在保证实验能够顺利进行的条件下,使实验操作方便易行,在伏安法测电阻的实验电路设计中方便性原则主要表现在滑动变阻器规格的选择上,那么如何具体选择滑动变阻器呢?下面通过图表数据计算来具体说明:一、限流法电路中滑动变阻器的选择待测电阻20ω,电源电动势12v、内阻不计,电流表(0-0.6a)电压表(0-12v)且均为理想表,滑动变阻器有r滑=200ωr滑=100ω,r滑=50ω,r滑=20ω,r滑=10ω五种可供选择为例,将五种滑动变阻器分别接入限流电路:由上述图表可以看出,滑动变阻器选择100ω最好,50ω次之,滑动变阻器阻值较大则使用部分所占比例小,且由于滑动变阻器阻值并不连续变化而是跳跃变化(每次至少划过一圈),使电流表读数不能精确调到设计值,给测量带来不方便。
滑动变阻器阻值较小则电流表测量范围较小画u-i图像时误差较大。
所以测电阻的实验电路在使用限流接法时选择滑动变阻器一定比待测电阻阻值大,一般大于一到四倍测量较方便,太大则测量反而不方便。
二、分压法电路中滑动变阻器的选择待测电阻20ω,电源电动势12v内阻不计,电流表(0-0.6a)电压表(0-12v)且均为理想表,滑动变阻器有r滑=100ω,r滑=50ω,r滑=20ω,r滑=10ω,r滑=5ω五种可供选择为例,将五种滑动变阻器分别接入分压电路:由上述图标可以看出,滑动变阻器选择5ω最好,10ω次之,滑动变阻器阻值较大则使用部分所占比例小,且滑动变阻器有效测量值分布不均匀,前疏后密。
由于滑动变阻器阻值并不连续变化而是跳跃变化,使电流表读数不能准精调到设计值,给测量带来不方便。
滑动变阻器阻值较小则滑动变阻器有效测量值分布接近均匀,且调整方便准确。
所以滑动变阻器使用分压接法时滑动变阻器一定比待测电阻阻值小,一般小于一到四倍测量较方便。
伏安法测量电阻阻值的电路选择以及原因深析
伏安法测量电阻阻值的电路选择以及原因深析胡治华【期刊名称】《《高中数理化》》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】1页(P28)【作者】胡治华【作者单位】广东省龙门县龙门中学【正文语种】中文电阻测量作为高中物理重点内容之一,广受高考命题人的青睐,但与之前传统的电阻测量考查方式不同,近些年来的考题对电阻测量的原理和测量方法的考查更具有创新性.笔者在此对伏安法测量电阻阻值时选择外接法还是内接法,以及选择的原因进行分析,希望能使考生对此类问题有更深的感悟.1 伏安法测量电阻阻值的两种电路伏安法测电阻的原理即欧姆定律,其表达式为其中R表示待测电阻的阻值,U表示待测电阻两端的电压,I表示流经待测电阻的电流.在实际测量中,根据待测电阻、电压表、电流表在电路中的位置关系,往往有两种电路可供选择,即外接法(将电流表接在电压表测量范围外)和内接法(将电流表接在电压表测量范围内),如图1所示.图1不管是采用外接法还是内接法,因为实验仪器(即电流表和电压表)的分流或分压作用,都会使实验产生不可避免的误差,所以高考试题中也经常考查哪一种电路对实验产生的误差更小.2 外接法电路的误差分析在外接法测量电阻阻值中,设电压表示数(待测电阻两端电压)为U,电压表的阻值为RV,电流表示数(干路电流)为I,电流表的阻值为RA,易得所以R测设外接法电阻测量的绝对误差为ΔR外,ΔR外=R测由ΔR外<0可知R测<Rx.设相对误差为δ外,则δ外在此处,因为电压表的阻值RV远大于待测电阻的阻值Rx,所以δ外3 内接法电路的误差分析在内接法测量电阻阻值中,设电压表示数(待测电阻和电流表两端电压)为U,电压表的阻值为RV,电流表示数(支路电流)为I,电流表的阻值为RA,易得R测设内接法电阻测量的绝对误差为ΔR内,则ΔR内=R测-Rx=RA>0.由ΔR外>0可知R测>Rx.设相对误差为δ内,则δ内4 选择外接法还是内接法通过上面的理论计算,我们得出了在伏安法测电阻中使用外接法和内接法的相对误差,为达到减小误差的目的,在选择电路时要考虑相对误差的大小.很明显,当δ外<δ内,即时,应选择外接法电路,此时所测待测电阻阻值会比实际阻值偏小.当δ内<δ外,即时,应选择内接法电路,此时所测待测电阻阻值会比实际阻值偏大.对以上推论可以用“大阻内接值偏大,小阻外接值偏小”来概括.。
实验十伏安法测电阻
实验十 伏安法测电阻[目的]1.学习由测量电压、电流求电阻值的方法(伏安法)及电表的选择方法;2.学习减少伏安法中系统误差的方法及最小二乘法求系统误差的方法。
[仪器和用具]1.直流稳定电源(MCH-303D-Ⅱ型 0-30V/0-3A );2.直流毫安表(C31-mA 型 a= 量程:5-10-20-50mA 内阻:约为);3.直流电压表(C31-V 型 a= 量程:.075-3-7.5-300-600V 3-600V 的电压灵敏度:500Ω/V );4.直流指针式检流计(AC5-4型);5.万用电表(MF50型 );6.滑线变阻器三个(600Ω/0.5A 、240Ω/1A 、50Ω/2A 、各一个);7.电位器(47K Ω/2W );8.电阻器(500Ω/)、电阻箱(ZX21a 型 );9.待测电阻(约Ω、); 10.单刀双掷开关; 11.单刀开关; 12.导线十六条。
[实验原理]一、伏安法如图5-1、5-2所示,用电表测出通过电阻R 的电流I 及其两端的电压U ,按欧姆定律IUR =X (5-1) 求出被测电阻值的方法,称为伏安法。
因为X R 是用电表测量值直接代入式(5-1)求得的,故称X R 为表观电阻值. 显然,由于电压表内阻的分流.............(或电流表内阻的分压.........)作用..,表观电阻值X R 与电阻的实际值R 不相等,存在一定的偏差。
这个偏差是由于电表内阻对电路的影响而产生的,属于系统误差,通常又称为电表的接入误差。
二、两种连线引入的误差由图5-1、5-2可知,伏安法有两种联线方式——电流表内接(电流表接在电压表里侧)与电流表外接(电流表接在电压表外侧)。
两种连线引入的误差如下:1.内接法引人的误差如图(5-2)所示,设电流表的内阻为 R A ,通过电阻R 的电流为I ,则电压表的测量值为:A A R IR IR U U U +=+= (5-2)则电阻的测量值(表观电阻值)为: A R R I UR +==X (5-3) 电阻的实际值(测量值的修正式)为: A R IUR -= (5-4) 电表的接入误差为:RR RR A=Xδ (5-5) 由(5-3)式可知,测量值X R 大于电阻的实际值R 。
伏安法测电阻实验报告
沭阳县塘沟中学 物理 实验报告
姓名 考号
实验名称: 伏安法测量定值电阻的阻值 实验时间:
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 实验原理:R=U/I
实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测定值电阻、开关各一个、导线若干 实验电路图:
实验步骤: 1)断开开关,按照电路图连接电路;
2)接入电路的滑动变阻器阻值调到最大; 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;。
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《伏安法测电阻》电路选择实验设计
桃源县漳江镇中学 赵霞
一。实验原理:
伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律.只要用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通
过电流,用R=U/ I 即可得到阻值.
二。电路选择:
1.测量电路
[问题提出]:测量电路有电流表外接或内接两种接法,如图甲、乙,两种接法都有误差,试对这两种
电路进行误差分析,并通过分析总结出哪种接法适合测量大电阻,哪种接法适合测量
小电阻。
[学生活动]:自主探究两种电路的误差来源,比较电阻的测量值与真实值的大小关系,并通过相对误
差的分析总结出各电路的优势。
[成果展示]:
甲图电路中,电压表的读数U表示Rx两端电压,电流表的读数I表示通过Rx与RV并联电路的
总电流,所以使用该电流所测电阻R测=xVxVRRRRIU,比真实值Rx略小些,相对误差a=
VxxVxVxx
x
RRRRRRRRRR
1
1
测
乙图电路中,电压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压,电流表的读数I
表示通过本身和Rx的电流,所以使用该电路所测电阻R测=IU=Rx+RA,比真实值Rx大了RA,相
对误差a=xAxxRRRRR测
据以上分析可得:
若:VAxxAVxRRRRRRR即此时被测电阻为小电阻,一般选用甲图所示的电流表的外接法.
A
Rx
V
甲
A
V
Rx
乙
若:VAxxAVxRRRRRRR即此时被测电阻为大电阻,一般选用乙图所示的电流表的内接法.
[鼓励评价]:该同学分析、总结的很准确!我们可以用口诀 “大阻内接值偏大,小阻外接值偏小”
来概括大家分析的结论。
[实例分析]:
【例1】现欲测一阻值约为10Ω的电阻,所用电压表内阻10KΩ,所用电流表内阻1Ω,那么
应采用哪种测量电路?(电流表外接法)
[问题提出]:在已知被测电阻的大约值和各电表的内阻时,则可用以上方法
确定电路的连接方式,若被测电阻的阻值不能估计时,怎么确
定电路的连接方式呢?
[学生回答]:可采用试接的办法,如图所示,让电压表一端接在电路上的a
点,另一端先后接到b点、c点,观察两个电表的示数变化.
[实例分析]:
【例2】有一未知电阻Rx,为较准确地测出其阻值,先后用下图中甲、乙两种电路进行测试,
利用甲图测得的数据是“2.8V,5.0mA”,而用乙图测得的数据是“3.0V,4.0mA”,那么该电阻测得
的较为准确的情况是( )
A.560Ω,偏大 B.560Ω,偏小
C.750Ω,偏小 D.750Ω,偏大
【答案】:D
【解析】:由于2.83542.85UIUI,
即电流表的变化大,电压表的分流作用大,根据试触法的原则,可知用安培表内接法比较准确;又
根据大内偏大的原则,可知读数是偏大的.
[方法总结]:若安培表示数有显著变化,则待测电阻跟电压表的内阻可比拟,
电压表应接在a c两点.若电压表的示数有显著变化,则待测电阻跟安培表的
内阻可比拟,电压表应接在a b两点.即“谁的变化大,就让谁测准”。(这里所说的变化大,是指
相对变化,即ΔI/I和ΔU/U)。
2.控制电路
A
V
a b c
。 。
S
测量电路
。 。
S
测量电路
限流接法 分压接法
A
V
a b c
控制电路的两种接法如图所示.
[问题提出]:这两种接法各有什么优点,实际测量时应如何进行选择?
[学生活动]:自主思考、总结,或者收集整理自己参考书中这方面的相关介绍
[成果展示]:
两种接法的简单比较
分压法的优势是电压变化范围大,且电压、电流可以从零开始调节;限流接法的优势在于电路
连接简便,附加功率损耗小.当两种接法均能满足实验要求时,一般选限流接法.当负载R L较小、
变阻器总阻值较大时(RL的几倍),一般用限流接法.但以下三种情况必须采用分压式接法:
①要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节,只有分压电路才能满足.
②如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无
论怎样调节,电路中实际电流(压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(压),为了保护
电表或电阻元件免受损坏,必须要采用分压接法电路.
③伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值,采用限流接法时,即使变
阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(压)变化也很小,这不利于多次测量求平均值或
用图像法处理数据.为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的
电流(压),应选择变阻器的分压接法.
[实例分析]:
【例3】用伏安法测量某电阻Rx阻值,现有实验器材如下:待测电阻Rx(阻值约为100欧);
直流电流表A(0~10mA,50Ω);电压表V(0~3V,k5);滑动变阻器R(0~15,1A);直
流电源(电动势为3V,内阻不计);电键、导线若干。
根据规格要求,画出测量电路图。
【解析】若采用限流接法,当变阻器的全值电阻接入电路中时,回路中的最
小电流:mAARRRxEIA18018.050151003min>gI,即最小电流大于电
流表的量程。故只能采用分压接法。
∵ 临界电阻5005000500VARRR>100,为小电阻,故采用电
流表外接法。电路图如图3所示,分压式的外接法。
[教学反思]:本节内容为复习课,是实验题考试的热点,教学设计内容全面,由易到难,教学过程
比较流畅,但学生在自主分析误差和总结规律方面还比较弱。
图3