15电阻的测量

电阻的测量方法一：伏安法1电路图2推导：RX=U/I方法二：电流表开关法(串联)(1)S断开，测电流I1(2)S闭合，测电流I2I1(R0+RX)=I2RX故RX=I1R0/(I2-I1)方法三：电流表开关法(并联)1电路图2推导：S断开，测Rx电流IxS闭合，测总电流I故IxRx=(I-Ix)R0Rx=(I-Ix)R0/Ix方法四：电流表两次接法1电路图2推导：S闭合，电流表两次测Rx、R0中电流I1、I2，故Rx=R0I1/I2方法五：电流表电阻器法1电路图2推导：P滑到左端测电流I1；P滑到右端测电流I2，故I1Rx=I2(Rx+R)所以Rx=I2R/(I1-I2)方法六：电压表开关法1电路图2推导：S断开，测电压Ux，S闭合测电压U故Ux/Rx=(U-Ux)/R0所以Rx=UxR0/(U-Ux)方法七：电压表变阻器法1电路图2推导：P滑到右端测Rx电压U1；P滑到左端测电源电压U，故U1/Rx=(U-U1)/R所以Rx=U1R/(U-U1)方法八：电压表两次接法1电路图2推导：S闭合分别测Rx、R0电压U1和U2故Rx=U1R0/U2实验仪器的选择根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提，一般遵循以下三原则：⑴安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过其最大允许电流等。⑵准确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。⑶操作性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表．首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程．然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏的1/3-2/3左右），以减少测读的误差．根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器．注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值．在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻，R0大于RX，一般在2—5倍为好在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1RX—0.5RX之间为好。（1）若需要被测电阻R两端电压变化范围较大，或需要从零开始连读可调电压，应选图4乙的分压电路；（2）若采用限流电路时，如果电路中最小电流大于或等于被测电阻Ｒ的额定电流，必须采用分压电路；（3）当R0R时．为使被测电阻中电流有明显变化，也应选分压电路；（4）当R0R时（或两者相差不多），虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制．或两种电路都满足实验要求时．但图４甲的限流电路具有节省电能、电源负担轻、电路连接简便等优点，应选图4甲的限流电路较好．1、用伏安法较准确测量一个阻值约50欧的定值电阻，器材规格如下：A、电池组（6伏，内阻很小）B、电流表（0—50毫安，内阻20欧）C、电压表（0—3伏，内阻5千欧）D、滑动变阻器（0—10欧，1安）E、电键一个，导线若干条G2.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5Ω，额定功率为1Ｗ）；电流表A1(量程０～０.６Ａ，内阻0.2Ω)；电流表A2（量程0~3A，内阻0.05Ω）；电压表V1（量程0~3V，电阻3kΩ）；电压表V2（量程0~15V，内阻15kΩ）；滑动变阻器R（0~50Ω），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，并画出实验电路图。从下列器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值大约值，有些器材的阻值是准确值），设计一个测量阻值约为15kΩ的电阻RX的电路，要求方法简捷，有尽可能高的精度，RX两端的电压能从零开始。实验室提供下列器材：电流表A1：量程1mA，内阻r1≈50Ω。电流表A2：量程300μA，内阻r2≈300Ω。电流表A3：量程100μA，内阻r3≈500Ω。电压表V1：量程10V，内阻r1=15kΩ。电压表V2：量程3V，内阻r2=10kΩ。保护电阻R0：阻值约25Ω，额定电流1A，滑动变阻器R1：阻值约50Ω，额定电流1A，滑动变阻器R2：阻值约1000Ω，额定电流1A，电池E：电动势ε=30V，内阻很小但不可忽略电键K和导线若干。电路中电流表应选，电压表应选，滑动变阻器应选。画出电路图在所测量数据中选出一组计算RX，计算表达式为RX=，表达式中的各符号表示的意义是。用伏安法测电阻，可接成以下两种电路．当用图11-49（a）电路测量时，电压表和电流表示数分别为5V，0.6A．当用图（b）电路测量时，电压表和电流表示数分别为4.6V、0.8A．电源两端电压不变，求被测电阻R的准确值．7.83Ω测量电表的电阻（一）替代法图1用一个标准的已知量替代被测量，并调整此标准量，使整个测量系统恢复替代前的状态，则被测量等于标准量。图1为了测量电流表G1的内阻，电路如图2所示，其中电流表G1的量程0-300μA、内阻约100Ω，G2为标准电流表，量程为0-200μA；R1为电阻箱，阻值范围0-999.9Ω；ε为电池，电动势3V、内阻不计，S1为开关，S2单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器R3和电阻箱R1适当调节后，将单刀双掷S2扳到接点1处，接通开关，调节可变电阻R2，使两电表的读数都是150μA，然后将将单刀双掷S2扳到接点2处，调节变阻箱R1，使标准电流表的读数仍为150μA，若此时电阻箱的读数为75Ω。（1）为了保证两块电流表的安全使用，限流电阻R3的阻值应选：A、100ΩB、150ΩC、10kΩD、15kΩ（2）可变电阻器的阻值应选：A、200ΩB、500ΩC、2kΩD、5kΩR3图2要测出一个未知电阻的阻值Rx，现有如下器材：读数不准的电流计A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关K1、单刀双掷开关K2、电源和导线。(1)画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。(2)写出主要的实验操作步骤。半偏法在实验过程中，让某块电表的第二次读数为第一读数的1/2，然后运用电路的相关知识规律列出计算式。即为半偏法。此种方法可以减少处理实验数据过程中繁琐程度，简化了实验过程。如图所示，是一种半偏法的电路，实验时接通开关S，调节电阻箱的阻值，记下电表指针指指示满量程时的电阻R和半量程时的电阻R/，若略去电源内阻不计。则：Ｒｇ=R/-2R图8如果待测电表的内阻比较小，电源内阻就不能忽略，此时可心采取图的电路，调节R使毫伏表读数不变，调整半偏时，就对R1和R协同调整。GmV图8-1R1GmVR1利用电压表的一种半偏法实验。现有一量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ。为了较准确地测量其内阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图7所示，按此电路可以测出电压表的内电阻。其中R是最大阻值为9999Ω的电阻，R是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。根据电路图，按顺序写出本实验的主要操作步骤。V图7V如图所示是另一种半偏法的电路，写出实验步骤和说明两个电阻箱的功能。图9-1mA图9电路中变阻器Ｒ１选什么样的电阻器?变阻器Ｒ２选多大阻值的电阻箱?哪个电阻箱用精度为0.1欧的较好?这样测出的表头内电阻是偏大还是偏小?为什么?为什么在Ｒ１Ｒｇ（Ｒ１=100Ｒｇ）的情况下，半偏法测量表头内电阻才误差较小?如果干路中增加一只毫安表（如图9-1所示），在实验中反复调整的阻值，使毫安表读数维持不变，并使待测电表示数半偏，就不需要满足上述Ｒ１Ｒｇ的条件。图9图9-1mAmA