論文测量电阻的方法.doc

PAGE 测量电阻的方法 关键词 : 测量电阻、 分压式接法、 限流式接法、 伏安法、正比法、 半偏法、 替代法。 在高中电学实验教学或复习时，利用中学现有的仪器及学生所掌握的相关知识，可以设计多个测量电阻RX的电路，可是学生最头痛的就是这些测量电阻的电路不知如何设计，面对眼前各种仪器(如电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、电源、开关等)，学生措手无策 ，不知如何选器材、设计电路。究其原因，是学生还未掌握好测量电阻的原理、设计测量电路的思路，尤其是新课改的今天，更要求培养学生具有应用理论知识去解决实际问题的知识迁移能力，它是源于教材、高于教材。下面谈谈如何培养学生设计测量电阻的思路。 一、 相关知识的准备 1、仪表读数原则： 对电压表、电流表、欧姆表进行读数时，为减少读数误差，必须遵循相关读数原则：读数时,指针必须在刻度盘的中央左右。所谓“中央左右”一般指：中间部分刻度约占全部刻度的三分之一，那种在左端或右端刻度读数都是不可取的。 2、滑动变阻器的接法. 在电学实验中,滑动变阻器的接法有两种：一种是限流式接法，如图1 示；另一种是分压式接法，如图2示。其中R是滑动变阻器的最大阻值，RX是被测电阻。限流式接法的优点是，电路简单，电流变化范围受R限制，对稳定电流有好处，缺点是RX两端电压变化范围不大，受限制；分压式接法的最大优点是两端电压变化范围大，可达0 ～ E。 E．rAV E．r A V 图1 RX R K RX R A V 图2 E．r K 如何应用这两个接法测量Rx呢？可采用比较电阻的方法粗略判断。为确保不违反仪表的读数原则，当R RX 时，取限流式接法；当R RX时，取分压式接法；当R = RX时，两种接法都可以，但最好还是分压式接法。 3、用伏安法测电阻时，有安培表内接法和外接法之分。若RX RA，且RX与Rv相当时，可用安培表内接法；若RX Rv，且RX与RA相当时，可用安培表外接法；若Rv RX RA时，用安培表内接法、外接法都可以。其中 “”符号是指远远大于，在这里一般指超过100倍以上即可。 二,测量电阻的方法 如果按测量电阻的常用原理来分有：伏安法(也叫欧姆定律法)、正比法、半偏法和替代法；如果按使用的测量仪表来分有：伏安法、电压表测电阻法、电流表测电阻法。不同的测量原理、不同的测量仪表，设计测量电路的思路也不同。下面按使用测量仪表的分类来论述测量电阻的方法。 1、伏安法测电阻RX 伏安法测RX的原理是，用安培表把流过RX的电流I测出来，用电压表把RX两端电压Ｕ测出来，再根据欧姆定律(RX = Ｕ／I）将RX求出来。 根据这一原理，在设计测量电路时，必须有电压表和安培表，同时还要满足三个条件：第一，选好电压表、安培表的量程，量程太大或太小，都会违反读数原则；第二，正确选择好安培表的内、外接法；第三，确定滑动变阻器的限流式接法或分压式接法。此外，在选择各种仪器时，还要考虑仪器所能承受的最大电压、电流及电功率，这一点学生最容易忽视的。 例１、 测一个阻值约为250KΩ的电阻,备有下列器材： A、电流表(量程100μA，内阻2KΩ ) B,电流表(量程500μA，内阻300Ω) C,电压表(量程10V，内阻100kΩ ) D,电压表(量程50v，内阻500KΩ ) E,直流稳压电源(电动势15V，允许最大电流为1A) F,滑动变阻器(最大电阻为1KΩ ，额定功率为1W) G,导线若干 (1)电流表应选 ________，电压表应选________。 (2)画出测量RX的电路原理图。 分析：①仪器选择：流过RX的最大电流I=15V／250KΩ=60μA ，RX两端最大电压接近15V，根据读数原则,电流表选A，电压表选C。②伏安法采用安培表内接法，原因是RXRA。③因RXR，滑动变阻器采用分压式接法。综合以上情况，测量电阻电路的设计思路如图3示。 R RX R A 图3 E．r K V 2、电压表测电阻RX的方法 该电路特点是，测量电阻时只能使用电压表，再配备电阻箱或滑动变阻器，它的测量原理有：正比法和半偏法。正比法是指,，将被测电阻RX跟一个已知电阻RO串联(RO可以是电阻箱或电压表内阻Rv)，根据串联电路特点，电压与电阻成正比,即RX／RO = Ux／UO ，