伏安法测电阻和滑动变阻器的连接方式器材选择.ppt

伏安法测电阻,一.伏安法测电阻：RX=UX IX .,注意U、 I、 R三个量必须是同一段电路中的量，由于电流表和电压表都有内阻，因此，一定产生误差。,1. 电流表内接法,IA=IX UV=UX+UA UX,R测= UV IA = RX+ RA RX = UX / IX,电流表分压引起误差, 测量值大于真实值, 适用于RX RA 情形,2. 电流表外接法：,UV=UX IA=IX+IV IX,R测= UV IA = RX · RV （RX+ RV ） RX = UX / IX,电压表分流引起误差,测量值小于真实值适用于RX RV 情形,例1. 用内阻为3000的电压表和内阻为10的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为 ，真实值是 ，R2的测量值为 ，真实值是 。,乙,300,290,300,333,练习. 用伏安法测电阻，采用电流表内接法和外接法，测得某电阻Rx的阻值分别为 R1 和R2 ，则所测的测量值和真实值Rx之间的关系是 （ ） （A）R1 RxR2 （B） R1 RxR2 （C）R1R2Rx （D）R1R2Rx,A,3.如何选择内接和外接,阻值判断法： 当RXRA，采用内接法误差较小。,倍率比较法： 如果RV/RxRx/RA时，采用外接法误差小。 如果RV/RxRx/RA时，采用内接法误差小。,实验探测法： 比较U/U与I/I的大小,U/UI/I 伏特表示数显著变化,电流表外接,U/UI/I 电流表示数显著变化,电流表内接,例2、利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P，将P分别与a，b 两点接触一下，如果安培表示数显著变化，则P 应接在处，如果伏特表示数显著变化，则P 应接在 处。,解：安培表示数变化显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表内阻相比。 因此采用内接法可以减小误差，P 应接在a 处。,而当伏特表示数变化显著，说明被测电阻较小可跟安培表内阻相比。 因此采用外接法可以减小误差，P 应接在b 处。,b,a,练习：某同学用伏安法测一个未知电阻，他先将电压表接a点，读得两表示数分别为U1=3.0V，I1=3.0mA，然后将电压表改接在b点，读得两表示数分别为U2=2.9V，I2=4.0mA，如图所示，由此可知电压表应接到 点误差较小，测得Rx值应为 （设电源电压不变）,解： U/U1 =1/30.,I/I=1/3安培表示数变化显著，说明被测电阻较大，可跟伏特表内阻相比。 因此采用内接法可以减小误差，P 应接在a 处。,a,1000,二、滑动变阻器的使用,串联限流电路,并联分压电路分压器,1. 滑动变阻器的 两种主要连接方式：,（1）保护电表不受损坏；,（2）改变电流电压值，多测量几次，求R X 的 平均值，减少误差。,2. 变阻器的作用,K闭合前R置于最大,K闭合前R置于输出最小,（1）限流接法的优点是：电路连接简便， 附加功率损耗较小 （2）分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大,3.分压接法和限流接法的比较：,0U,4.分压接法和限流接法的选择,（1）.当R滑RX时，选限流接法一般R滑(35)RX （2）. 下列三种情况下，必须用分压接法： a. 当要求电压从0 变起，或问题中要求得到较多组数据，用分压接法 b.当滑动变阻器的阻值R滑（1/31/5）RX时，限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法 c.电流表、电压表、或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时电路中的最小电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许最大电流，则一定用分压接法,5.伏安法测电阻的电路,.在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20千欧,电流表的内阻约为10欧,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上(如右图所示). (1)根据各点表示的数据描出I-U图线,由此求得该电阻的阻值Rx= 欧(保留两位有效数字). (2)画出此实验的电路原理图.,2.4×103,大电阻用内接法，变阻器用分压器接法，电路图如图示.,(2)答：,三、如何选择电压表和电流表？ 问题三：用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下： 待测电阻RX（阻值大约为5，额定功率为1W）； 电流表A1 （量程00.6，内阻0.2 ）； 电流表A2（量程03A，内阻0.05）； 电压表V1（量程03V，电阻3k）； 电压表V2（量程015V，内阻15k）； 滑动变阻器R（050）； 蓄电池（电动势为6V）； 开关、导线。 为了较准确测量RX阻值，保证器材的安全，以及操作方便，电流表、电压表应选择 。,选择原则：测量值小于电表的量程或待测电阻的额值； 测量值应使表针有较大的偏转范围，一般在 1/3量程以上。,A1, V1,四.器材的选择 例3.欲用伏安法测定一个阻值约12欧的电阻，要求测量结果尽量准确，下列器材中应选用的是_ _，画出应采用的电路图。 A、电池组（6伏，内阻很小） B、电流表（03安，内阻0.0125欧） C、电流表（00.6安，内阻0.125欧） D、电压表（03伏，内阻3千欧） E、电压表（06伏，内阻6千欧） F、滑动变阻器（020欧，1安） G、滑动变阻器（0200欧，0.3安） H、电键、导线,A CEFH,电路图为:电流表外接,限流电路,五.连接实物图:试用线代替导线，按以下实验原理图连接实物图。,练习： 用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A，内阻接近1，伏特表的量程为3V，内阻为几K ；电源的电动势为6V，变阻器的阻值为020 。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。,解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：,器材的选择连接实物电路,练习：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 (1k, 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，再将如图示的实物连线。,器材的选择连接实物电路,解1）电压表、电流表的选择,若滑动变阻器用限流接法，,电路中的最小电流为,Imin = 15V /26K = 0.577mA=577A，,超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。,若电压表选V2(50V),因为电源电压15V不足其量程 的1/3，所以电压表应选V1（10V）。,由于用分压器接法时，电阻RX 中的最大电流为,Imax= 10V /25K = 0.4mA = 400A，,所以电流表选A2（500 A ）。,（2）滑动变阻器的选择,滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化， 在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值 R（35）RX 在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值 R（1/31/5）RX 在本题中不要求选择滑动变阻器。,（3）.安培表内接法和外接法的选择 因为 RX = 25K RA = 300 所以采用安培表内接法,例3,（4）分压电路和限流电路的选择,分压电路可以使待测电阻上的电压从零调到最大值，连线较复杂，分压电路消耗的额外功率大；限流电路对电压的调节范围较小但连线简单，限流电路消耗的额外功率小 我们可根据这两种电路的特点，按照实验要求进行选择。,在上面例题中，如果用限流电路，因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍，所以变阻器对电流、电压的的调节作用很小这里我们应该选用调节作用范围大的分压器电路,例3,解答: 根据上述分析，选择电流表和电压表应为：,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 ）, ,选择接法：电流表用 ，变阻器用 ，,内接法,分压器接法,画出实验电路图如下：,实物图连线如图示：,