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电阻的测量

来源:德智教育 日期:2017-10-25 声音播放

电阻的测量是高中物理的一个重要实验,也是近几年各地高考的热点问题。所测量阻值的电学元件有:金属、半导体、电流表、电压表等,所用的方法归纳如下图:

一、用电流表、电压表测电阻的大小(常规法)

所谓常规接法,指用多用电表的欧姆挡测金属导体的的电阻。同学们要掌握以下几点:电流表内接法和外接法的选择;滑动变阻器改变电路中电流或电压时串联限流和并联分压两种接法的选择;电表量程的选择等。

二、用电流表、电压表测电阻的大小(非常规法)

指电表在使用过程中不按常规的接法。我们先来认识磁电式电表的表头,其内部结构如图所示。基本的原理是通电线圈在磁场中受安培力作用而偏转。表头有一满电流Ig和电阻Rg,通过改装后成为电流表和电压表。因此电流表可以测电流,也可以测电压;反之电压表也可测电流。

三、用电流表、电阻箱(定值电阻)测电阻大小

1、若没有电压表,但有二只电流表和电阻箱(定值电阻),则可用一只电流表和电阻箱(定值电阻)串联替代电压表,设计电路如图1所示。

2、半偏法:若只有一只电流表和电阻箱,则可用电流表半偏法测电流表的电阻。

3、并联分流法:在用实验测量电阻时,如果没有符合要求的电压表,将待测电阻与已知电阻并联,分别测出待测流过电阻Rx和已知电阻R的电流I1I2,由并联分流规律即可求出Rx的值。

4、完全替代法:若只有一只电流表和电阻箱,则可用完全替代法测电阻的阻值。

四、用电压表、电阻箱(或定值电阻)测电阻大小

1、若没有电流表,但有二只电压表和电阻箱(定值电阻),则可用一只电压表V1和电阻箱(定值电阻)并联替代电流表,设计电路如图5所示。

2、半偏法:若只有一只电压表和电阻箱,则可用电压表半偏法测电压表的电阻。

3、串联分压法:若待测电阻为高值电阻,由于流过高值电阻的电流太小不便有电流表测量时,可用一已知内阻的电压表,采用非常规接法可以测出高值电阻值。

4、完全替代法:若只有一只电压表和电阻箱,则可用完全替代法测电阻的阻值,如图8所示。先合上开关S1,把单刀双掷开关S2打到1,调节滑动变阻器的阻值,使电压表有一合适的示数U0。再把单刀双掷开关S2打到2,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U0,则此时电阻箱的示数即为待测电阻Rx的阻值。

总之,用伏安法测电阻的基本原理是测定电阻两端的电压和流过电阻的电流。在缺少器材(电流表或电压表)的情况下,我们可用间接的方法得到电压值或电流值,仍然可以测量电阻的阻值。因此,在进行实验复习时要特别重视原理的理解,这是实验设计的基础

经典例题

例、已知电阻丝的电阻约为10,现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用,应选用的器材有           (只填代号)。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。

A、量程是0.6A,内阻是0.5的电流表;

B、量程是3A,内阻是0.1电流表;

C、量程是3V,内阻是6k电压表;

D、量程是15V,内阻是30k电压表

E、阻值为0~1k,额定电流为0.5A的滑动变阻器;

F、阻值为0~10,额定电流为2A的滑动变阻器;

G、蓄电池(6V);

H、开关一个,导线若干;

分析与解  ①先选电源:G。

②选电流表

电源选定后可估算总电流,不连入滑动变阻器时干路电流最大值

 选用实验器材一般应根据实验原理掌握“可行”、“精确”和“方便”的原则。“可行”是指选用的实验器材要能保持实验的正常进行;“精确”是指选用的实验器材要考虑尽可能减小实验误差(如电表的指针偏转要求较大);“方便”是指选用的实验器材要便于操作。


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