伏安法电阻的测量.docVIP

伏安法电阻的测量 ①原理：用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，即 ②伏安法测电阻的两种电路 如图14-7-4 a 所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”；如图14-7-4 b 所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”． ③伏安法测电阻的误差分析 图14-7-4中，R为待测电阻，因为电流表、电压表分别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差． a．电流表外接法 电压表示数 电流表示数 ，测量值偏小，适于测量小阻值电阻． 说明：误差来源于电压表的分流作用，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即． b．电流表内接法 电压表示数 电流表示数 ，测量值偏大，适于测量大阻值电阻． 说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电路适合测量大电阻，即． ④伏安法测电阻电路选择 a．定量判定法 若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则 当时，选用电流表内接法． 当时，选用电流表外接法． 当时，选用电流表两种接法都可以． b．试触法 若不知的大概值，为了选择正确的电路接法以减少误差，可将电路如图14-7-5所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况． 若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即是一个高值电阻，应选用内接法，S应接b测量． 若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用强，即是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a处测量． 例4一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图14-7-10 a b 两种电路各测一次，用 a 图所测数据为3.0 V，3.0mA，用 b 图测得的数据是2.9V，4.0mA，由此可知，用__________图测得的误差较小，测量值． 分析：对比两次测量中电压和电流的变化量，电压的变化量为原电压的，电流的变化量为原电流的，说明电压的变化远小于电流的变化． 解：比较两次测量的数据，电压表的变化较小，说明电流表分压不明显，即电流表内阻．所以采用 a 图测量时误差较小，且． 评注：待测电阻的大小是相对的，当，即认为是大电阻，这时电流表与串联时分压很小，故采用内接法时误差较小．而当时，即认为是小电阻，这时电压表与并联时分流很小，故采用外接法误差较小． 【规律总结】 1．测定电阻值有不同的方法，伏安法是比较准确的，但电流表的内、外不同接法使电阻的测量带来误差． 2．电压表或电流表在读数时，指针摆到最大偏角的附近读数较准． 3．电表改装后，被改装的电表的表头内阻不会发生变化，允许流过的最大电流也不会发生变化． 控制电路的安全及偶然误差：根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择。 （1）滑动变阻器限流接法。一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式。限流接法适合测量小电阻或与变阻器总电阻相比差不多或还小，（如图所示）。 （2）测动变阻器分压接法。若采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式；当用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组实验数据）时，必须选用滑动变阻器分压接法；要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时，须选用滑动变阻器分压连接方式（如图所示）。 例1．有一小灯泡上标有“６v，０.6W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I—U图像，已知所用器材有： A．电流表：0—0.3A，内阻1Ω B．电压表：0—15V，内阻20kΩ C．滑动变阻器：0—30Ω，额定电流2A D．学生电源（直流9V） E．开关一只，导线若干 为使实验误差尽量减小，试画出合理的实验电路图 第 1 页 共 2 页