内容正文:
精练22 测电阻的方法
知识点一、伏安法测电阻
1.伏安法测电阻
(1)实验目的:用电流表和电压表测未知电阻的阻值
(2)实验原理:。对于一个未知电阻,用电压表测其两端电压U,用电流表测出通过未知电阻的电流I,应用欧姆定律,就可以求出其电阻值。这种测量方法称为“伏安法”。
(3)实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。
(4)设计实验:实验电路图和实物图如图甲、乙所示,其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流,多次测量电压和电流,求出每次的电阻值,最后求平均值。
甲 乙
(5)实验步骤:
①按图甲所示电路图连接图乙中的实物电路;
②检查所连接的电路,确定无误后,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,以保护电路;
③利用试触法电流表和电压表的量程;
④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电流值和电压值,填入实验表格中;
⑤断开开关,整理器材。
(6)实验数据处理:将每次测量的数据代入公式,分别求出每次的电阻值,最后计算其平均值。如下表所示:
实验序号
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻的平均值/Ω
1
1.5
0.10
15.0
15.2
2
2.1
0.14
15.0
3
2.8
0.18
15.6
2.实验注意事项
(1)在连接电路的过程中,接线应有序进行,按照电路图从电源正极出发,把干路上的各元件串联起来,然后把电压表并联在待测电阻的两端;
(2)连接实物图时,要将开关断开;
(3)实验前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,以保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而损坏电源或电表;
(4)可采用试触法确定电表的路程;
(5)电表的正、负接线柱不能接反;
(6)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式;
(7)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小误差。
3.器材选择原则
(1)滑动变阻器:所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值;
(2)电流表、电压表量程:在不超过量程的前提下,选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确,这是因为小量程的分度值小,准确的高。因此测量时,能用小量程就不要大量程。
4.滑动变阻器在实验中的作用
(1)保护电路;
(2)改变待测电阻两端电压,实现多次测量。
知识点二、其他方法测电阻
用伏安法测电阻时,需要同时使用电压表和电流表,如果只有电流表或电压表,则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱,巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。
1.伏阻法
只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用串联电路中电流处处相同求电阻值
(1)闭合开关S,分别测出R0、RX两端第一章U0、UX;
(2)
利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值
(1) 闭合开关S,读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1;
(2) 读出变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U2;
被测电阻:
(1) 只闭合开关S,测出R0两端电压U0,闭合S、S1,测出电源电压U;
(2)
(1) 闭合S,将S1置于a,R0与Rx串联,读出电压表示数U;
(2) 闭合S,将S1置于b,R0与Rx串联,读出电压表示数U0则Ux=U-U0;
(3)
2.安阻法
只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用并联电路各支路两端电压相等求阻值
(1) 闭合S,分别测出通过R0、RX的电流I0、IX;
(2)
(1)闭合S、断开S1,此时只有R0连入电路,读出A的示数I0
(2)闭合S、S1,R0与Rx并联,读出A的示数I;
(3)
利用电源电压不变列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将滑动变阻器滑片移至a端时,此时R0=0 ,读出A的示数I1,
(2)闭合S,将滑动变阻器的滑片移至b端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R,读出此时A表示数I2,
(3)
3.等效替代法
利用电流表(或电压表)和电阻箱测量未知电阻的方法。
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用等效思想测电阻
(1)闭合S,将S1置于a,调节R0,读出A的示数I1
(2)闭合S,将S1置于