内容正文:
专题17 伏安法测电阻 其它方法测电阻
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:R=U/I。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R=U/I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 其他类型测电阻
类型一、等效替代法测电阻
电路设计
实验步骤及表达式
如图,(1)S至a,记下电流表(或电压表)的示数为I(或U);(2)S至b,调节电阻箱R,使电流表(或电压表)的示数仍为I(或U);读出电阻箱的阻值为R,即Rx的阻值。(其中R0起保护电路的作用)
类型二、缺表测电阻
(一)缺电压表,利用并联分流,串联电压相等测电阻
电路设计
实验步骤及表达式
如图,将R1和并联,先测出R1的电流,再测出的电流为I2,根据两次电压相等U1=U2,所以,,所以:
;;
(二)缺电流表,利用串联分压,电流相等测电阻
电路设计
实验步骤及表达式
如图,电压表测出R1两端的电压U1;再测出两端的电压U2;根据两电阻中的电流相等,所以:;
(三)缺电流表或电压表,利用滑动变阻器的最大阻值测电阻
(1)缺电流表
电路设计
实验步骤及表达式
将滑片P滑到左端测出两端的电压U1;②将滑片P滑到右端时可测出和R′两端的总电压U2.由和R′串联电流相等
;
(2)缺电压表
电路设计
实验步骤及表达式
如图。①将滑片P滑到a点,可测的电流I1;②再滑到b端测和R′的电流I2.由于电源电压相等.①;②所以可解得。
(四)缺电压表或电流表,利用短路电路测电阻
电路设计
实验步骤及表达式
如图,①闭合开关S1,和R串联,电流表示数为I1;②闭合开关S1和S2,R被短路,只有接入电路,电流表示数为I2;所以:①②;根据电源电压不变,可得
如图,①闭合开关S1,和R串联,电压表示数为U1;②闭合开关S1和S2,R被短路,只有接入电路,电压表示数为U2;所以:闭合开关S1和S2时,电源电压为U2,当只闭合开关S1时,两端的电压为U1,R两端的电压为U2—U1,根据Rx和R中的电流相等,即,解得
1. (2023•连云港)某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻Rx的阻值,图中电源电压恒为6V,滑动变阻器的最大阻值为50Ω。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“A”或“B”)。
(2)实验过程中向左移动滑片P,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)实验中测量多组电压和电流值的目的是