文档介绍：专题5 电阻、电表内阻、电源内阻的测量
一、定值电阻的测量方法
测定金属丝的电阻率和描绘小电珠的伏安特性曲线这两个实验的关 键是测量电阻。设计实验电路测量电阻成为高考命题的热点和重点 。这类问题考查形式多样,变化无穷,但考查的原理均为欧姆定律R= U/I,重点都是在用各种方法测量电压U和电流I。
最直接测电阻的仪表,但是一般用欧姆表测量只能进行粗测,为下一
步测量提供一个参考依据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。
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替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效,也可以是利 用电压等效。替代法测量电阻精度高,不需要计算,方法简单,但必须 有可调的标准电阻(一般给定的仪器中要有电阻箱)。
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【例1】设计一个用替代法测量未知电阻Rx(阻值约为几十欧)的电路。
要求:(1)画出电路图。(2)说明实验主要步骤。
答案:见解析。
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解析:(1)如图所示
(2)先把双刀双掷开关S2扳到1,闭合S1,调整滑动变阻器,使电流表指针指到某一位置,记下此时的示数I(最好为一整数)。再把开关S2扳到2,调整电阻箱R0,使得电流表指针仍指到示数I,读出此时电阻箱的阻值r,则未知电阻Rx的阻值等于r。
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伏安法的测量依据是欧姆定律(包括部分电路欧姆定律和闭合电路 欧姆定律),需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表 时,可以用标准电阻(电阻箱或给一个定值电阻)代替;当电表的内阻已 知时,根据欧姆定律I=U/R,电压表同时可以当电流表使用,同样电流表 也可以当电压表使用。
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【例2】如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx 阻值的实验器材,器材及其规格列表如下:
器材
规格
待测电阻Rx
阻值在900~1 000 Ω之间
电源E
具有一定内阻, V
电压表V1
量程0~ V,内阻r1=1000 Ω
电压表V2
量程0~ V,内阻r2=2 500 Ω
电流表A
量程0~ A,内阻r= Ω
滑动变阻器R
最大阻值约100 Ω, A
开关S、导线若干
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为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表 的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较
明显的变化。请用实线代替导线,在所给的实验器材图中选择若干 合适的器材,连成满足要求的测量Rx阻值的电路。
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解析:由于待测电阻约1 000 Ω,滑动变阻器最大电阻为100 Ω,要使电表读数发生明显变化,滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时,最大电流约为I=ERx=91 000 A=9 mA≪ A,显然不能用电流表来测电流,而应该把其中一个电压表V1当电流表来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻,伏安法应使用外接法。
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答案:测量Rx阻值的电路如图