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四种选择方式测电阻
1、原理:根据欧姆定律R=,用电压表和电流表分别测出待测电阻两端电压U和通过待测电阻的电流I,就可求出其电阻值。
2、用伏安法测电阻,可以用两种方法把电压表和电流表接入电路。如图1甲、乙所示。图甲称为电流表的外接法,图乙称为电流表的内接法:
3、伏安法测电阻的误差分析:
采用外接法测量电阻,电压表的示数为R两端的电压真实值,电流表的示数大于通过R的电流,故由R=算出的测量值小于真实值,<.
测量值实际上是被测量电阻和电压表内阻的并联电阻,不难看出比R大得多,分流越小误差越小,因此,外接法适宜测量小电阻.
采用内接法测量电阻,电流表的示数是通过R的电流真实值,电压表的示数大于R两端的电压〔由于电流表的内阻分压〕,故由R=算出的测量值大于真实值,>.
测量值实际上是被测量电阻和电流表内阻的串联电阻,不难看出比R小得越多,的分压越小,测量误差越小.因此内接法适宜测量大电阻
4、内、外接法的选择
一般地说,当R>>时选用内接法,当R<<时选用外接法,在测量电阻阻值时,选择电流表内接法和外接法非常重要,应仔细认真加以确定.
假设待测电阻的大约值、电流表的内阻和电压表的内阻,那么当>时,即>时,可认为是大电阻,选用电流表内接法.当<时,即<时,可认为是小电阻,选用电流表外接法.
滑动变阻器的作用
1〕保护电路2〕调节被测电阻两端的电压与电路中的电流,屡次实验使实验更准确。3〕改变电路中的总电阻,相当于增加了电路中导线的长度,起到分压的作用
滑动变阻器的限流和分压
〔1〕如图A所示为限流电路,其中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流,移动滑动变阻器的滑动片P可以改变连入电路中的阻值,从而控制负载中的电流电流大小,图中滑动触头P滑至B端时,连入电路中的电阻值是滑动变阻器的最大值,此时电流最小,因此,在接通电路之前,应使P移至B端.
采用限流式电路,负载R的电流I=,当减小时,I增大,I的调节范围为~,R两端的电压调节范围为~,当>R时,调节范围较大.
〔2〕分压电路的工作原理
如图b所示为一分压电路,其中滑动变阻器的作用是用来调节负载R上的电压,由电路分析可知,连结方式为AP间的电阻与R并联,然后与PB间的电阻串联.因此当滑动触头由A向B移动时,加在R上的电压逐渐增大,因此,在接通电路之前,应使P移至A端,此时R上的电压为零.
采用分压式电路,负载电阻R的电压范围约为0~U,显然比限流式调节的范围大.
〔3〕两种接法的选择
①负载电阻的阻值远大于变阻器总电阻R,必须用分压法.
②要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调,须用分压式电路.
③负载电阻的阻值小于变阻器的总电阻R或相差不多,且电压电流变化不要求从零调起,可采用限流法;
④四种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流接法总功率耗较小;
⑤特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及允许通过的最大电流来反复推敲;假设用限流接法,负载的额定电流小于用限流接法所能到达的最小电流;或所有电流表和电压表的量程小于有限流接法所能到达的最小电流和分到的电压时,采用分压接法.
例题:
1、如右图所示,电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻值为500Ω,那么待测电阻R的测量值比真实值________.测量值为__________,真实值为__________。100Ω125Ω
2、用伏安法测量定值电阻的阻值,所需器材及规格如下:
〔1〕待测电阻〔约100Ω〕;
〔2〕直流毫安表〔量程0~10mA,内阻50Ω〕;
〔3〕直流电压表〔量程0~3V,内阻5kΩ〕;
〔4〕直流电源〔输出电压4V,内阻不计〕;
〔5〕滑动变阻器〔阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A〕
〔6〕开关一个,导线假设干.
试根据器材的规格和实验要求,画出理想电路图.
3、某同学为了描绘一个“6V,6W”的小灯泡的伏安特性曲线并求出小灯泡的额定电压下的准确阻值,到实验室寻找到了一些仪器,规格及数量如下:
A.电流表一只〔0~3A,内阻0.5Ω〕
B.电压表一只〔0~3V,内阻为3KΩ〕
C.灵敏电流计一只〔0~100чA,内阻为100Ω〕
D.电阻箱一个〔0~9999.9Ω,最小调节量0.1Ω〕
E.滑动变阻器〔0~5Ω,额定电流0.6A〕
F.滑动变阻器〔0~10Ω,额定电流2A〕
G.9V直流电源一台
H.开关、导线假设干,待测灯泡一个
这位同学利用现有的器材,结合所学知识,顺利完成了实验.
〔1〕以上器材中应选用_______________〔填代号〕
〔2〕画出实验原理图;
〔3〕完成电路后,在闭合开关之前,应如何对电流进行调整;
〔4〕怎样精确地测出灯泡在额定电压下的阻值.
4、有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,假设已测
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