物理電阻的特殊測量方法

2022-08-21 10:54:06 字數 2492 閱讀 8219

(一)伏安法

1.原理:由歐姆定律推出r=u/i

2.電路圖:

3.滑動變阻器的作用:(1)保護電路;

(2)改變電路中的電壓和電流,多次測量取平均值減小誤差。

4.本實驗中多次測量的目的是:圖1多次測量取平均值減小誤差

圖2測出小燈泡在不同情況(亮度)下的電阻。

(二)測電阻的幾種特殊方法

一、安阻法:在用「伏安法測電阻」的實驗中,如果電壓表壞了,但又沒有多餘的電壓表,手頭卻還有乙隻已知電阻r0,此實驗怎樣繼續進行?

方法一:沒有電壓表,不能測電壓。但有了定值電阻,可以用電流錶和定值電阻組合起來,起到電壓表的作用。但必須和rx併聯。

電路圖:

步驟:如上圖所示,先用電流錶測r0中的電流,其示數為i1,這時可求出電源電壓u=i1r0 ;再測rx中的電流,其示數是i2;

表示式rx

方法二:上述方案中電流錶要兩次連線,能否只連線一次完成實驗?

電路圖:

步驟:如上圖所示,當開關s1閉合時,電流錶的示數為i1;當開關s2閉合時,電流表示數是i2

表示式rx

方法三:能否用乙隻單刀單置開關?

電路圖:

步驟:如圖所示。當開關s斷開時,電流錶的示數為i1;當s閉合時,電流示數是i2,

表示式rx

方法四:能否將r0 、rx串聯起來測量?

電路圖:

步驟:如圖所示,當開關s閉合時,電流錶的示數為i1;當s斷開時,r0和rx串聯,電流表示數是i2;

表示式rx

方法五:能否用乙隻滑動變阻器代替上題中的r0

電路圖:

步驟:如圖所示,滑動變阻器的的最大值為r0,當滑動變阻器的滑片在最左邊時,電流錶的示數為i1;當滑動變阻器的滑片在最右邊時,電流錶的示數為i2

表示式rx

二、伏阻法:在用「伏安法測電阻」的實驗中,如果電流錶壞了,但又沒有多餘的電流錶,手實卻還有乙隻已知電阻r0,此實驗怎樣繼續進行?

方法一電流錶,不能測電流。但有了定值電阻,可以用電壓表和定值電阻組合起來,起到電流錶的作用。但必須和rx串聯。

電路圖:

步驟:如圖所示,當開關s閉合時,先用電壓表測r0兩端的電壓,其示數為u1;再用電壓表測rx兩端的電壓,其示數是u2

表示式rx

方法二:能否只連線一次電路?

步驟:如圖所示,r0 與rx串聯,當開關s1閉合時,電壓表測的是電源電壓,電壓表的示數為u1;當開關s2時,電壓表測的是r0兩端的電壓,電壓表的示數為u2;

表示式rx

方法三:能否用乙隻單刀單置開關?

電路圖:

步驟:如圖所示,當開關s閉合時,電壓表示數為u1 ;當s斷開時,電壓表其示數為u2 ;

表示式rx

方法四:如果將定值電阻換成滑動變阻器呢?

電路圖:

步驟:如圖所示,滑動變阻器的的最大值為r0,當滑動變阻器的滑片在最左邊時,電壓表的示數為u1;當滑動變阻器的滑片在最右邊時,電壓表的示數為u2;

表示式rx

三.等效替代法

方法一:用圖10所示的電路也可以測出未知rx的阻值。當s扳到a時電流錶的示數為i,再將 s 扳到b時,調節r0(電阻箱)的電阻,使電流表示數仍為i,即rx=r0。

方法二:若只有乙隻電壓表和電阻箱,則可用替代法測電阻的阻值,如圖11所示。先合上開關s1,把單刀雙擲開關s2打到1,調節滑動變阻器的阻值,使電壓表有一合適的示數u0。

再把單刀雙擲開關s2打到2,調節電阻箱的阻值,使電壓表的示數仍為u0,則此時電阻箱的示數即為待測電阻rx的阻值,即rx=r0。

測電阻的方法小結:

1.伏安法測電阻

2.沒有電流錶,只有電壓表,和一定值電阻r0(或者已知最大阻值的滑動變阻器)(伏阻法)設計方法:應該採用電路,

(1)如果電路可以改接,就分別測出rx和r0兩端的電壓ux和u0 (2)如果電路不能改接,用開關改變,分別測出rx和電源兩端的電壓ux和u

3.沒有電壓表,只有電流錶,和一定值電阻r0(或者已知最大阻值的滑動變阻器)(安阻法)設計方法:應該採用電路,

(1)如果電路可以改接,就分別測出rx和r0電流ix和i0

(2)如果電路不能改接,用開關改變,分別測出rx和干路總電流ix和i

4.等效替代法:利用電阻箱代替未知電阻,並聯接在同一電路中,電流大小相同時,rx =r利用電阻箱代替未知電阻,併聯後和滑動變阻器串聯,電壓大小相同時,rx =r

1. 如圖,r0為阻值已知的電阻,閉合開關s後,根據電流錶、電壓表的示數不能計算出未知電阻rx的阻值的電路是

2.小明想利用實驗室所提供的器材測量未知電阻r (阻值約為1kω).實驗室所提供的器材有:電源(電壓約為9v)、滑動變阻器r(100ω 2a)、電流錶(量程為0~0.6a、分度值為0.02a)、電壓表(量程為0~3v、分度值為0.1v)各乙個,開關s1、s2兩隻,導線若干.

(1)小明設計了如圖所示的電路進行測量.你認為小明能否測出未知電阻rx?為什麼?

(2)請你選用上述器材設計方案測出未知電阻r.要求:

①畫出實驗電路圖;

②簡述實驗步驟;

③寫出rx的表示式(用已知量和測得量表示).

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