电阻的测量.docx
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测量电阻的方法 1.欧姆表 2.伏安法 3.等效替代法 4.半偏法 5.电桥法 电学实验的考点 1. 实验原理 2. 实验电路:外接法与内接法 限流式与分压式 电表的改装 3. 实验过程 (1) 电表的选择 (2) 电路的连线 (3) 读数:电流表、电压表、欧姆表的读数。游标卡尺,螺旋测微器的读数 (4) 数据的记录 (5) 数据的处理:代数法,图像法 4. 误差分析 5. 注意事项:滑动变阻器,电池的新旧 欧姆调零 测量时间的长短 1.多用电表 伏安法测电阻 1某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱形元件的电阻,步骤如下: (1)用多用电表“×100”倍率的电阻挡测量该元件的电阻时,发现指针偏角过大,此时需换用________(选填“×10”或“×1 k”)倍率的电阻挡,并重新进行________后再进行测量,若表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值Rx=________Ω. (2)该同学想更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下: 待测元件Rx; 电流表A1(量程为0~10 mA,内阻约为50 Ω); 电流表A2(量程为0~50 mA,内阻约为30 Ω); 电压表V1(量程为0~3 V,内阻约为30 kΩ); 电压表V2(量程为0~15 V,内阻约为50 kΩ); 直流电源E(电动势为3 V,内阻不计); 滑动变阻器R1(阻值范围为0~50 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A); 开关S、导线若干. ①要求较准确地测出其阻值,电流表应选________,电压表应选________;(均选填电表符号) ②根据以上仪器,该同学按图连接实验线路,在实验中发现电流表示数变化范围较小,现请你用笔在图中添加一条线对电路进行修改,使电流表示数的变化范围变大; ③修改后的电路其测量结果比真实值偏________(选填“大”或“小”). 2 用伏安法测电阻的其它方法 测量思路 实验电路 测量原理或实验步骤 1.利用定值电阻和两个电流表测量电阻 根据并联电路的特点I1R=I2Rx,可得被测电阻为Rx= 2.利用定值电阻和两个电压表测量电阻 根据串联电路的特点=,可得被测电阻为Rx= 3.等效替代法测电阻(1)——电阻箱和电流表 ①电路图如图所示; ②闭合开关S,把开关S1拨到1,调节滑动变阻器R0,使电流表指针有一较大的偏角; ③把开关S1拨到2,调节R使电流表的示数与步骤②中相同,注意R0保持不变; ④读出电阻箱的阻值为R1; ⑤被测电阻Rx=R1 4.等效替代法测电阻(2)——电阻箱和电压表 ①电路图如图所示; ②闭合开关S,把开关S1拨到1,调节滑动变阻器R0,使电压表指针有一较大的偏角; ③把开关S1拨到2,调节R使电压表的示数与步骤②中相同,注意R0保持不变; ④读出电阻箱的阻值为R1; ⑤被测电阻Rx=R1 2为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路.图中A0是标准微安表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空: (1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,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,调节________,使________,记下此时RN的读数; (3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此为待测微安表头内阻的测量值. 3利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20 Ω.带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上.在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有: 电池组E(电动势为3.0 V,内阻约为1 Ω); 电流表A1(量程0~100 mA,内阻约为5 Ω); 电流表A2(量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω); 电阻箱R(0~999.9 Ω);开关、导线若干. 实验操作步骤如下: A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径; B.将选用的实验器材,按照图甲连接实验电路; C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大; D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L; E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表再次满偏,重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L; F.断开开关,整理好器材. (1)某次测量电阻丝直径d时,螺旋测微器示数如图乙所示,则d=________mm. (2)实验中电流表应选择________(选填“A1”或“A2”). (3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的RL关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,写出电阻丝的电阻率表达式ρ=________(用给定的物理量符号和已知常数表示). (4)本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果______(选填“有”或“无”)影响. 3.测量电路中电流表的两种接法 (1)两种接法的比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电阻测量值 适用条件 (2)两种接法的选择 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__________;若Rx较大,宜采用______________. ②临界值计算法 Rx< 时,用______________法; Rx> 时,用________________法. ③试触法:按图接好电路,让电压表一根接线柱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______________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__________法. 4.在“伏安法测电阻”的实验中,待测电阻Rx的阻值约为200 Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图Z63(a)或(b)所示,结果由公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则______(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值. 4半偏法测电表的内阻 电路图如图所示 步骤:(1)断开S2,闭合S1,调节R0,使表满偏为I0; (2)保持R0不变,闭合S2,调节R,使表读数为; (3)由上可得RA=R. 特别提醒 当R0≫RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样表满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小. 5.为了较准确地测量一只微安表的内阻,采用图所示实验电路图进行测量,实验室可供选择的器材如下: A. 待测微安表(量程500,内阻约 300Ω B. 电阻箱(最大阻值999.9Ω) C. 滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω) D. 滑动变阻器R2(最大阻值为1KΩ) E. 电源(电动势为2V,内阻不计) F. 保护电阻R0(阻值为120Ω) ①实验中滑动变阻器应选用_____(填“C”或“D”); ②按照实验电路在图所示的方框中完成实物图连接。 ③实验步骤: 第一,先将滑动变阻器的滑片移到最右端,调节电阻箱的阻值为零; 第 二,闭 合 开 关S,将滑片缓慢左移,使微安表满偏; 第三,保持滑片不动,调节R的电阻值使微安表的示 数正好是满刻度的2/3时,此时接入电路的电阻箱的示数如图10所示,阻值R为______Ω。 第四,根据以上实验可知微安表内阻的测量值RA为_______Ω ④若调节电阻箱的阻值为时,微安表的示数正好是满刻度的1/2,认为此时微安表 内阻就等于0则此时微安表内阻的测量值与微安表的示数正好是满刻度的 2/3时微安表内阻的测量值RA相比,更接近微安表真实值的是______。(填“”或“RA”) 5- 配套讲稿:
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