电阻的测量方法及电路的设计.ppt

,电阻的测量方法及电路的设计,R测U/IRx 偏大,R测U/IRx 偏小,电流表的分压,电压表的分流,x,x,一、内接法和外接法,二电路滑动变阻器的接法？,A、一般情况或者没有特别说明的情况下， 由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式 B、R变RX 或 R变 RX ，要选用限流连接方式,1) R变RX 2)要求测量电路的电压从零开始或要求测多组数据。 3)实验所提供的电压表、电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流均超过所允许的最大电流，在这种情况下，必须采用分压接法。,思考：闭合开关S前P分别放在何处？,b处,a处,a用电器两端电压要求变化范围较大，或从零开始连读可调，应选分压电路。 b如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于用电器的额定电流，应选分压电路。 c如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多，为了能使用电器两端电压有较大变化，应选分压电路。 d如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多，两种电路都可以对用电器的电压（电流）进行有效方便的控制，可以任选其中一种电路。此时假如从节省电能和电路简单考虑，应选限流电路。,使用分压电路时，一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻, 在0.10.5倍之间为好。即阻值小些,以获得较大的电流输出。,选用限流电路还是选用分压电路,以下几点可作参考 :,设计思路,外接法？ 内接法？,限流式？ 分压式？,三：如何设计完整的电阻测量电路？,测量电路,供电电路,例1.某电压表的内阻在20 k50 k之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：待测电压表V(量程3 V)，电流表A(量程200 A)，电流表A2(量程5 mA)，电流表A3(量程0.6 )，滑动变阻器R(最大阻值1 k)，电源E(电动势4 V)，电键S. (1)所提供的电流表中，应选用_(填写字母代号). (2)为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在图中画出符合要求的实验电路图(电源和电键及连线已画出).,解:,电源电动势E=4V,电压表内阻最大50k,故电流最小值I=,=80A，A2、A3量程都太大，故选A1.,由于RV在20k50k之间,远大于滑动变阻器的阻值1k,故应连成分压电路.,例2： 图1为伏安法测量一个电阻阻值的实验所 需的器材实物图，器材规格如下： 待测电阻Rx（约为100）； 电流表（量程0 10mA，内阻50）； 电压表（量程0 3 V，内阻5K）； 蓄电池（电动势4V，内阻不计）； 滑动变阻器（阻值范围0 15，允许最大电流1A）； 电键一个，导线若干条。,在图中画出符合要求的实验电路图(电源和电键及连线已画出).,【解析】 因为RxRA，故采用电流表外接。, RxR变，所以滑动变阻器只能采用分压接法. 电路图如图2.实物接线如图3.,例3：有一个电阻Rx，其阻值大约是25 k ，可供选择的器材是： 电流表A1 (0-100A, 2 k) 电流表A2 (0-500A, 300) 电压表V1 (0-10V, 100 k） 电压表V2 (0-50V, 500 K ） 直流稳压电源 E （15V，1A） 滑动变阻器 R (1 k, 1W) 电键K和若干根导线试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图并连接实物图。,上一页,下一页,解答: 画出实验电路图如下：,电流表A1 (0-100A, 2 k) 电流表A2 (0-500A, 300) 电压表V1 (0-10V, 100 k） 电压表V2 (0-50V, 500 K ）, ,上一页,下一页,点击一次,1 图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下： (1)待测电阻Rx（约100） (2)直流毫安表（量程010mA，内阻50） (3)直流电压表（量程03V，内阻5k） (4)直流电源（输出电压4V，内阻可不计） (5)滑动变阻器（阻值范围015，允许最大电流1A） (6)电键一个，导线若干条 根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线,因毫安表内阻与待测电阻相近，必须“外接”,因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接成分压电路，,分析：,电路图,实物,上一页,下一页,（2005广东物理卷）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约45。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1）、直流电压表（内阻约5k）、滑动变阻器（020）、开关、导线若干。 在图（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。 根据电路图，在图（b）的实物图上连线。 简要写出完成接线后的主要实验步骤_。,答案,（1）如答图,往保温杯中加入一些热水,待温度稳定时读出温度计值; 调节滑动变阻器，快速测出电流表和电压表的值； 重复，测量不同温度下的数据； 绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。,替代法测电阻,探究1：若现在只提供一只安培表和一个电阻箱，那又如何测电阻？,探究2：如果只提供一个伏特表和一个变阻箱，那又如何测电阻？,替代法测电阻，必要的器材是：电阻箱和安培表(或伏特表),比较法测电阻,半偏法测电阻,一对阻值过小的电流计采用半偏法测量 实验电路图如下 具体步骤：先将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表的指针转到满刻度。合上S2，调节R的阻值，使电流表的指针转到满刻度的一半。记下R的阻值，则Rg等于R。 注意：为使接上电阻箱后总电流几乎不变，要求RRg，成为整个电路电阻的主要部分，使R的接入仅使电阻发生微小变化。系统误差为R测R真。,问题：半偏法测得电阻值是偏大还是偏小？ ，在半偏法测内阻电路中，当闭合S时，引起总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R的电流比电流表电流多，R的电阻比电流表的电阻小，但我们就把R / 的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小 问题：若第二次不是电流表半偏而是 偏，测得的电流表内阻表达式是？,二对于阻值过大的电压表可以采用半偏法测内阻 实验电路图如右 主要步骤为：按电路图连接电路；把变阻器R的滑动触头滑至最右端，将电阻箱电阻调到零，闭合电键S，调节R，使电压表指针满偏；调节R0，使电压表指针半偏，记下此时电阻箱的阻值R，则RV等于R。系统误差为R测R真。,R测R真分析： 电压表内阻原电压表的满偏电压，调节R使电压表在半偏法测电压表内阻电路中，在断开S时，引起总电阻增大，滑动变阻器两端分得电压将超过半偏时，R/ 上的电压将比电压表半偏电压大，故R/ 的电阻比电压表的内阻大，所以测得偏大,三：半偏法应用（2007全国）,1 有一电流表G，量程为1mA，内阻rg约为100。要求测量其内阻。可选用器材有，电阻箱R0，最大阻值为99999.9；滑动变阻器甲，最大阻值为10k；滑动变阻器乙，最大阻值为2k；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。 采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：a.断开S1和S2，将R调到最大；b.合上S1调节R使G满偏；c.合上S2，调节R使G半偏，此时可以认为G的内阻rgR，试问： （）在上述可供选择的器材中，可变电阻R应该选择 ；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择 ；电源E应该选择 。 （）认为内阻rgR，此结果 与rg的真实值相比 。 （填“偏大”、“偏小”或“相等”） （）R0 滑动变阻器甲 E2 （）偏小,2 将满偏电流Ig=300A、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行核对 (1)利用如图7所示的电路测量电流表G的内阻(图中电源的电动势E=4V )：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R，使电流表指针偏转到满刻度的2/3 ，读出此时R的阻值为200，则电流表内阻的测量值Rg= (2)将该表改装成量程为3V的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为R0= 的电阻,答案：（1）100 （2）串联 9900,图7,3如图（甲）表示某电阻R随摄氏温度t变化的关系，图中R0表示0时的电阻，K表示图线的斜率 若用该电阻与电池（E，r）、电流表Rg、变阻器R串连起来，连接成如图（乙）所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻测温计” 实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1t2，则t1的刻度应在t2的 侧（填“左”、“右”）； 在标识“电阻测温计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R0、K等物理量表示所测温度t与电流I的关系式：t ； 由知，计算温度和电流的对应关系，需要