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电学实验之 测电阻+电路设计. 做题前先问问自己 这些问题. 一、问题引入. 1 。选用何种方法测电阻(伏安?半偏?替代?) 2 。分压电路 or 限流电路? 3 。电表内接 or 外接? 4 。选用哪些器材?(滑变器?电流电压表? 电源? | 量程?). 二、基础知识. 1 . 测电阻的常用方法. 最基本. 伏安法 半偏法 替代法 欧姆表法. 最难,易考. 最准确,较简单. 给欧姆表才会考虑它. 伏安法. 外接法. 内接法. V. V. A. A. 例如:测小灯泡的伏安特性曲线、测金属丝的电阻率. 步骤:调节滑动变阻器. - PowerPoint PPT Presentation
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一、问题引入做题前先问问自己这些问题
1 。选用何种方法测电阻(伏安?半偏?替代?)2 。分压电路 or 限流电路?3 。电表内接 or 外接?4 。选用哪些器材?(滑变器?电流电压表?电源? | 量程?)
1
.
测电阻的常用方法
伏安法
半偏法
替代法
欧姆表法
二、基础知识最基本
最难,易考
最准确,较简单
给欧姆表才会考虑它
伏安法
例如:测小灯泡的伏安特性曲线、测金属丝的电阻率
步骤:调节滑动变阻器 测量多组数据做出 U-I 图像 求斜率
外接法
V
A
内接法
A
V
半偏法
例如:测电流计内电阻 Rg
适用范围:一般是测较大电阻
( 1 )测电流表内阻 ( 2 )测电压表内阻
测电流表内阻步骤:先闭合开关 K1 断开开关 K2.
调节变阻器 R 使电流计 G 满偏
再闭合 K2 ,调节电阻箱 R0 使电流计 G 半偏,此时 R0 的值就为 R
测
误差:测量值 R 测偏小。 R 测 =R0 = R Rg/(R+Rg)> Rg
相对误差 δ = RgIg/ε
测量同一种电流计,电源电动势 ε 越 大,误差越小
G
K1
K2 R0 R
Rg
试着自己证明出来吧!(有点麻烦
噢!)要求: R 很大所以在都安
全的情况下,一般选择大
电源!
测电压表内阻( 1 )步骤:先使 R0 为零,调节滑动
变阻器使电压表 V 满偏
再调节 R0 使电压表 V 半偏
误差:测量值 R 测偏大
V
R
RO Rv
要求: R 很小为什么?(减小误
差)
测电压表内阻( 2 )V
R0 Rv步骤:先调节 R0 使电压表 V 满偏,此时 R0 的示数为 R1
再调节 R0 使电压表 V 半偏,此时 R0 的示数为 R2
要求:电源电动势与电压表 V 相近,且电源内阻很小,忽略不计
E= (R1+RV) × I
E= (R2+RV) × I/2
结果: Rv=R2-2R1
这种方法局限性比较大,不
常用
替代法应用范围:当电压表 V (电流表 A )不理想而又
不知其内阻;题中给出电阻箱
步骤:测量两次,使电表示数相同
结果: Rx = RoA
Rx
Ro
单刀双掷开关
2. 电表的内接外接
你有没有听说过“ 内大外小”?
内大外小的三种解释1. 小电阻用外接法测量大电阻用内接法测量更准确!(所谓“大小”,是与√ RVRA 比较)2. 外接法测量值偏小,内接法测量值偏大(因为电压表分流,电流表分压)3. 在不知道待测电阻阻值范围时,用“试触法”,内外接都试一试。两次测量电流表 A 示数变化 |I1 - I2|/I1,电压表 V 示数变化 |U1 - U2|/U1
A 表变化大,用内接法; A 表变化小,用外接法(注意此时的“内大外小”是针对电流表!)
结果:内接 R 测= R+RA
外接 R 侧= RRv/ ( R+Rv)
结果:内接 R 测= R+RA
外接 R 侧= RRv/ ( R+Rv)
3. 电路的选择--分压 or 限流?① 负载 Rx 两端电压变化范围 限流 ERx/(Rx+R)~E
( R 是变阻器最大阻值) 分压 0 ~ E
A
V
Rx
R限流+
外
接Rx
A
V分压+外接
R
② 能用限流一定能用分压。以下情况只能用分压:
a 、电阻 or 滑动变阻器 or 电流表允许通过的最大电流 <E/(R+r+Rx+RA) [r 是电源内阻 ,R 是滑动变阻器最大阻值〕
b 、滑动变阻器最大阻值很小 一般小于 Rx/3
(Rx 的电流、电压变化太小)
c 、题目中要求“被测部分的电压变化范围尽可能大”、“多测量几组数据”、“电压表示数从 0 开始变化”、“滑动变阻器易于调节”
A
V
Rx
R限流+
外
接Rx
A
V分压+外接
R
③ 各自优点:
限流-省电 分压-易于调节
例:测小灯泡伏安特性曲线用分压
测金属丝电阻率用限流
A
V
Rx
R限流+
外
接Rx
A
V分压+外接
R
三、技巧与注意 1. 技巧一般情况下,用分压电路(因为可用限流一定可用分压)
但是:当 R>3Rx 时,用限流,更省电。( R<Rx/3 用分压)一般情况下,选用小阻值滑动变阻器(易于调节)半偏法测电阻时,选用大电源(减小误差)
但是:当给定 Ig,R 且 E/(R+Rg)>Ig 时 , 不能选用该电源(烧坏电流计)选量程,使电流表 A 电压表 V 的示数在 2/3 ~ 1 的量程,或 1/3 ~ 1 的量程给出的电流表、电压表在准确内阻已知的情况下可有双重角色
三、技巧与注意 2. 注意 开关要控制整个电路,不能把电压表直接并
联在电源两端而不受开关控制。 连接实物图时,一圈一圈的连,导线不能交
叉。注意滑动变阻器,不能把导线连在杆上、腿上、滑片上。(否则没分了)
开关闭合开始实验,滑片的位置,要求有效阻值最大,最安全。
多次测量求平均
四、典型实验1 。描绘小灯泡--分压+外接2。测定金属丝电阻率 R=ρL/S --限流+外接注:①先连入电路再测长度 ②电流不易过大,以免温度过高影响电阻 ③多次测量求平均 ④量得一组值,断开开关3。测电源电动势及其内阻--电源外接法(唯一) ①常规方法 ②电流表+电阻箱 ③电压表+电阻箱4。电压表,电流表的改装
3 。测电源电动势及其内阻① 常规方法
V
A
U
I
图像法求内阻 r 注意原点位置
误差原因:电压表分流
等效电源-电压表与电源并联
E 测= E×Rv/(Rv+r)
r 测= r ×Rv/(Rv+r)
误差: E 测、 r 测都偏小
3 。测电源电动势及其内阻② 电流表+电阻箱 A
E=I1 ×(R1+r)
E=I2 ×(R2+r)
步骤:调节电阻箱,当电阻箱分别为R1 、 R2 时,电流表示数为 I1 、 I2
等效电源-电流表与电源串联
误差: E 测= E真 r 测 >r真
3 。测电源电动势及其内阻③ 电压表+电阻箱
V
等效电源:电压表与电源并联
E=U1+U1r/R1
E=U2+U2r/R2
误差: E 测 <E真 r 测 <r真
步骤:调节电阻箱,当电阻箱分别为R1 、 R2 时,电压表示数为 U1 、 U2
4 。电压表,电流表的改装方法:
电流计改装为电流表:并联一个小电阻
电流计改装为电压表:串联一个大电阻
U 准|U 测- U准 |百分误差= ×100%
G
VA G
校对电路
思考:半偏法测得的 Rg 偏小,则改装为电流表后示数偏大?偏小?
(偏小)
只是想给大家一
种方法,把平时
头疼的问题条理
化。
然后告诉自——