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电学实验之 测电阻+电路设计

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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?)

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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

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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

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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

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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

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!

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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)

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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

Page 9: 电学实验之    测电阻+电路设计

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

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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)

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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+

接Rx

A

V分压+外接

R

Page 12: 电学实验之    测电阻+电路设计

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+

接Rx

A

V分压+外接

R

Page 13: 电学实验之    测电阻+电路设计

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+

接Rx

A

V分压+外接

R

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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)

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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——