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电阻的测量 电表的改装


电阻的测量 电表的改装

电阻的测量 电表的改装
高考要求:1、掌握伏安法测电阻的实验器材和实验电路的选择方法; 2、会选择滑动变阻器的两种接法; 3、理解电流表改装成电压表的原理,会计算分压电阻; 4、理解电流表扩大量程的原理,会计算分流电阻; 5、掌握将电流表改装成电压表的实验方法; 6、会使用欧姆表测量电阻。 知识要点: 一、伏安法测电阻 1、 原理:部分电路欧姆定律:R=U/I。 2、 电路:电流表内接法和外接法。 3、 外接法: V 1) 电路如图所示。 Rx 2) 误差原因:电压表内阻的分流作用,使电流表测量值偏大。 A 3) 测量结果:R 测=U/I=RV∥Rx<Rx,测量值偏小。 外接法 4) 使用条件:Rx<<RV,被测电阻为小电阻。即“小外偏小” 。 4、 内接法: V 1) 电路如图所示。 Rx 2) 误差原因:电流表内阻的分压作用,使电压表测量值偏大。 A 3) 测量结果:R 测=U/I=RA+Rx>Rx,测量值偏大。 内接法 4) 使用条件:Rx>>RA,被测电阻为大电阻。即“大内偏大” 。 5、 如何选择“外接法”和“内接法” 1) 若 Rx<<RV 或 Rx>>RA 很明显,可直接选择恰当电路; 2) 若 Rx<<RV 或 Rx>>RA 不明显,可先计算临界电阻 R0=√RV·RA; 若 Rx<R0,Rx 为小电阻,采用外接法; 若 Rx>R0,Rx 为大电阻,采用内接法; 二、变阻器接入电路的方法 1、 限流接法: P 1) 电路如图所示。 Rx a R b 2) 负载 Rx 上电压变化:RxE/(Rx+R)≤Ux≤E; S E 3) 负载 Rx 上电流变化:E/(Rx+R)≤Ix≤E/Rx; 限流接法 4) 为了保护负载,闭合电键前滑动触头应在 a 点。 2、 分压接法: 1) 电路如图所示。 Rx 2) 负载 Rx 上电压变化:0≤Ux≤E; P 3) 负载 Rx 上电流变化:0 Ix≤E/Rx; a R b 4) 为了保护负载,闭合电键前滑动触头应在 a 点。 S E 3、 对两种电路的选择 分压接法 1) 通常情况下, (满足安全条件) ,由于限流电路能耗较小,结构连接简单,因此,优先 考虑以限流接法为主。 2) 在下面三种情况下必须选择分压接法 ①要使某部分电路的电压或电流从零开始延续调节,只有分压电路才能满足; ②如果实验所提供的电压表、 电流表量程或电阻元件允许最大电流较小, 采用限流接法时, 无论怎样调节, 电路中实际电流 (压) 都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流 (压) ,

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为了保持电表的电阻元件免受损坏,必须采用分压接法连接电路。 ③伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,采用限流接法时,即使 变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(压)变化也很小,这不利于多次测量 求平均值或用图象法处理数据, 为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围 地调节待测电阻上的电流(压) ,应选择变阻器的分压接法。 三、电流表改装成电压表 1、 灵敏电流表——表头 1) 原理:通过电流表的电流跟线圈转过的角度(即指针的转动角度)成正比,电流越大, 反映针偏转的角度越大, 由指针在标有电流值的刻度盘上所指的位置就可以读出通过 表头的电流值,由欧姆定律知,通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比,如果 在刻度盘上标出电压值,由指针所指的位置就可以读出加在表头两端的电压值。 2) 参数:①表头内阻 Rg:表头内线圈电阻; ②满偏电流 Ig:指针偏转到最大刻度时的电流; ③满偏电压 Ug:指针偏转到最大刻度时加在表头两端的电压; ④关系:Ug=IgRg 3) 符号: G ” “ ;作用:测量电流的大小和方向。 2、 电流表改装成电压表 G 1) 原理:利用串联电阻的分压作用。电路如右图。 Ug 2) 分压电阻的计算:设电流表满偏电流为 Ig,内阻 Rg,满偏电压 Ug, U 电压表量程为 U=nUg=nIgRg,串联分压电阻为 R 串,则 Ig=Ug/Ig=(U-Ug)/R 串, ∴R 串=(U-Ug)Rg/Ug=(n-1) Rg。 四、电流表扩大量程 1) 原理:利用并联电阻的分流作用,电路如右图。 2) 分流电阻的计算:设电流表满偏电流为 Ig,内阻 Rg,满偏电压 Ug, 电流表量程为 I=nIg,并联分流电阻为 R 并,则:IgRg=(I-Ig) R 并, ∴R 并=IgRg/(I-Ig) =Rg/(n-1) 五、把电流表改装成电压表的实验 六、欧姆表 七、 八、

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