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电流表 电压表 伏安法测电阻

2015-6-4 2:06:52 点击:1888 来自:admin
一. 教学内容:实验 电流表 电压表 伏安法测电阻
 
二. 知识要点:
1. 理解并掌握电流表和电压表的制作原理,会将电流计改装成电流表和电压表。
2. 理解并掌握伏安法测电阻的原理,并会合理选择实验电路。
 
[重点、难点解析]
一、电流表和电压表
1. 灵敏电流计
我们所应用的灵敏电流计,其主要参数有三个:
(1)电流计的电阻Rg,通常叫电流计的内阻。
(2)满偏电流:即电流表指针偏转到最大刻度时的电流 Ig,也叫电流表的量程。
(3)满偏电压:电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压Ug,也叫电压量程。
2. 电压表
电流表的电压量程 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
即电压扩大量程的倍数为n时,需要串联的分压电阻 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee ,由并联电路的特点得
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
所以, 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 就可算出电阻的阻值。
由于电压表、电流表本身具有内阻,接入电路测量时也不可避免改变了被测电路中的电压和电流,给测量带来了误差。为了减小这种误差,电压表和电流表的位置有两种接法?D?D电流表内接法和外接法。
2. 电流表内接法
如图所示即为电流表的内接法,设电压表和电流表的内阻分别为 Rv和RA。
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
① 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 。
3. 电流表外接法
①如图所示即为电流表的外接法.  物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
测量值小于真实值。
②因为电压表内阻的分流作用引起系统误差,要减小系统误差,应满足 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 。若RX>RO,则为大电阻;若RX< RO,则为小电阻。
③如果待测电阻的大体数值无法已知,则可用试探法进行试探。若电流表示数变化明显,则用内接法;若电压表示数变化明显,则用外接法。
物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
5. 滑动变阻器的两种接法
(1)限流电路如图所示,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R中的电流大小,上图中滑动触头滑至B端时,连入电路中的电阻值为最大值,此时电流最小,因此,在一些具体电路中,在闭合电键前,应使P移至B端。
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
(2)
(3)两种电路的比较:负载上的电压调节范围不同。设电源的电动势为E,内阻不计。则在(1)图中负载上的电压变化范围为E;则在(2)图中负载上的电压变化范围为0~ 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
(5)为了调节方便(即调节过程中电流表、电压表的示数变化明显),在限流电路中,所选的滑动变阻器R与待测电阻Rx的阻值相差不太大;分压电路中,所选的滑动变阻器R的阻值要小一些较好。
【典型例题
例1.
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
例2. 如图所示,一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0 V,3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V,4.0mA,由此可知,用 图测得Rx的误差较小,测量值 Rx= .
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
解:比较两次测量的数据,电压表的变化较小,说明电流表分压不明显,即电流表内阻 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 。所以采用(a)图测量时误差较小,且
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
【点拨】待测电阻Rx的大小是相对的,当 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee ,即认为是大电阻,这时电流表与R:串联时分压很小,故采用内接法时误差较小。而当 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 时,即认为是小电阻,这时电压表与R:并联时分流很小,故采用外接法误差较小。
例3. 一个电阻R,其阻值大约在40 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee ~50 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 之间,现要进一步测量其电阻,手边现有下图所示器材如下:
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
电源E(电动势12 V,内阻为0.5 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee );
电压表(0~3 V~15 V,内阻约10 k 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee );
电流表(0~0.6 A~3 A,内阻约1  物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee );
滑动变阻器R1(阻值0~10 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee ,额定电流2 A);
滑动变阻器R2(阻值0~1700  物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee ,额定电流0.3 A);
电键S和导线若干。
(1)电压表的量程应选 ,电流表的量程应选 ,滑动变阻器应选用 
(2)请画出实验电路图。
(3)用笔画线代替导线,在实物图上连好实验电路。
物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee  物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 。所以电流表量程应选0~0.6 A。分别将待测电阻与电压表内阻、电流表内阻相比较可知,属于 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 的情况,所以测量电路应采用电流表外接法,实验电路图如下图所示。
物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
在实物图上连线应按下列顺序:如下图,从电源正极开始,依次画线①②③,然后再依次画线④⑤⑥,最后画线⑦⑧。
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
启迪 该题是设计用“伏安法”测电阻电路的典型题目,希望同学们通过该题把握:①电路设计中分析问题的思路。②器材选取、电路设计的一般原则。③电路连线的原则:先连主干,再连分支,做到脉络清晰。
【模拟试题
1、用伏安法测电阻时,电压表、电流表有两种接法,测量电阻值用Rc表示,如下图所示,则 ( )
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
A. 当 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 时,采用(a)接法,且 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
C. 当 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 时,采用(a)接法,且 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
2、用伏安法测量未知电阻的阻值时,不知Rx的大概值,为选择正确的电路以减小误差,按图所示的电路将仪器连接好,并空出电压表的一个接头K,将K与a点接触一下,电表的示数为“2.8V 4.0Ma”;将K与b点接触一下,电表的示数为“2.7V 5.0mA”,则K与
点接触实验误差较小,此时电阻的测量值为  物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee ,测量值比真实值偏 
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
3、用伏安法测量一个定值电阻,实验所备器材如下:
A. 待测电阻R(约100欧)
B. 直流毫安表:0?D100mA,内阻50欧
C. 直流电压表:0?D3V,内阻5千欧
D. 直流电压输出电压:4V,内阻不计
E、滑动变阻器:0?D15欧,允许最大电流1A
F、电键一个,导线若干
(1)根据器材规格和实验要求,设计并画出实验电路图。
(2)按照设计的电路图连好实物图
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
4、用伏安法测量一个定值电阻,实验所备器材如下;
A. 待测电阻R(约5欧)
B. 直流电流表:0?D0.6A,内阻l欧
C. 直流电压表:0?D3V,内阻5千欧
D. 直流电压输出电压:9V,内阻不计
E. 滑动变阻器:0?D6欧,额定电流5A
F. 电键一个,导线若干
(1)根据器材规格和实验要求,设计并画出实验电路图。
(2)按照设计的电路图连好实物图
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
5、在“测量金属电阻率”的实验中,实验所备器材如下
A. 电源:干电池一节(1.5V),内阻不计
B. 金属丝电阻(约为3欧)
C. 直流电流表:0?D0.6A,内阻0.1欧
D. 直流电流表:0?D3A,内阻0.02欧
E. 直流电压表:0?D3V,内阻3千欧
F. 直流电压表:0?D15V,内阻15千欧
G. 滑动变阻器:0一10欧,
H. 滑动变阻器:0?D1500欧
(1)本实验采用限流电路,电压表选 ,电流表选 ,滑动变阻器选 
(2)本实验采用电流表 接,以减小实验误差。
(3)在提供的框图中画出实验电路图。连接实物图。
物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
(3)连接实物图
 
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee 【试题答案】
1. AD 2. a ,700, 大
3. (1)
 物理实验:电流表 电压表 伏安法测电阻 - morixinguan - ↘Bruce Lee
(2)略
4. 同3题
5. (1)E,C,G (2)外 (3)滑动变阻器限流接法,安培表外接。图略。
6. B,C,E
滑动变阻器分压接法,安培表外接。图略

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