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第十一章 电路及其应用
测量电路——电流表的两种接法
目录
contents
测量电路的两种接法—电流表内、外接
01
02
伏安法测电阻电路选择
03
设计电路的原则
04
典例分析
测量电路的两种接法—电流表内、外接
01
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”
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．
RX
A
V
A
RX
V
两种接法
1、电流表外接法
电压表示数
电流表示数
1）误差：测量值偏小
减少误差的方法：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即 情况下使用
<
A
V
R
伏安法测电阻的误差分析
2）外接法的真实值的计算方法
（1）测量值的计算方法：
（2）真实值的计算方法：
将电流表、电压表看成电阻，利用欧姆定律计算。
A
V
R
2、电流表内接法
电压表示数
电流表示数
1）误差：测量值偏大
减少误差的方法：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 情况下适用。
A
V
R
>
2）内接法的真实值计算
（1）测量值的计算方法：
（2）真实值的计算方法：
将电流表、电压表看成电阻，利用欧姆定律计算。
A
V
R
Rx=R测 - RA
伏安法测电阻电路选择
02
当
时，即
时，即
当
１、直接比较法：当Ｒx《Ｒv 时，采用外接法
　　　　　　　　当Ｒx》Ｒv 时，采用内接法
２、比值法（公式计算法）
为大电阻，选用电流表内接法
为小电阻，选用电流表外接法
“大内偏大”
“小外偏小”
——反映电流表的分压作用强弱
——反映电压表的分流作用强弱
３、试触法：
若电压表示数有明显变化，说明电流表的分压作用较强，
Rx是一个小电阻即　　　 用外接法
若电流表示数有明显变化，说明电压表的分流作用较强，
Rx是一个大电阻即 用内接法
类别
电流表内接法
电流表外接法
实验电路
误差来源
电压表的分流
电流表的分压
测量结果
适用于测量
小电阻（R<大电阻（R>>RA）
记忆口诀
大内偏大
小外偏小
测量电路误差分析及选用
比值法
内接法：
外接法：
试触法
选用原则
测量结果偏大
测量结果偏小
UR
UA
IR
IA
消除误差
内阻已知：
内阻已知：
限流器电路，安培表内接法
RX
A
V
·
·
限流器电路，安培表外接法
RX
A
V
分压器电路，安培表内接法
分压器电路，安培表外接法
RX
A
V
RX
V
A
典型电路图
RX ＜＜ RV
RX ＜＜ RV
RX＞＞RA
RX＞＞RA
【例题】如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻RX的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端K分别与M、N接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是：（　　　）
A、若电流表读数有明显的变化，则K应接在M点
B、若电流表读数有明显的变化，则K应接在N点
C、若电压表读数有明显的变化，则K应接在M点
D、若电压表读数有明显的变化，则K应接在N点
ＢＣ
设计电路的原则
03
①安全性原则：实验中要保证电流、电压值即不超过仪表的量程，又不能超过滑动变阻器、用电器所允许的最大值。
②精确性原则：在不违反安全性原则的前提下，尽量使测量误差小，结果更精确。
③简便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使电路图简单好连接，测量时调节控制方便。
设计电路的原则
【一般步骤】
找唯一器材→画原理图→估算待测电路的U、Ｉ值→考虑电表1/3量程以上→选择合适量程的电流表、电压表，选择合适的变阻器及电压合适的电源。
器材种类 选取原则
唯一性器材 电源，导线，开关等
滑动变阻器 安全：电路电流不能超过其额定电流。
方便：电阻越小操作越方便。
技巧：限流选大，分压选小
（分压电路一般选额定电流大，总阻值小的，便于调节）
安培表 伏特表 的选择 安全：电路电流不能超过 量程，电压不能超过 量程；
精确：电路电流、电压尽可能指 、 满量程1/2到2/3（至少满偏1/3）
技巧：
选 ：①选量程与电源电动势E相接近的
②若 内阻已知，量程太小，可串联大定值电阻扩大量程。
选 ：①估值法:选量程与E/Rx(U /Rx)相接近的 。
②若 内阻已知，量程太小，可并联小定值电阻扩大量程。
电路的仪器选择
实验：利用“伏安法”测导体的电阻
使用分压法实物连接图：
被测电路
555
555
注意
1、表的正负勿接反；量程勿接错。
2、滑动变阻器在电路接通前应将滑片滑在 位置，以保护电路。
使用限流法实物连接图：
被测电路
555
555
注意
1、表的正负勿接反；量程勿接错。
2、滑动变阻器在电路接通前应将滑片滑在 位置，以保护电路。
实验：利用“伏安法”测导体的电阻
【例题】如图所示，在使用伏安法测量电阻Rx时，有两种电路连接方法如图中a、b所示．以下说法中正确的是（ ）
A．当Rx<B．当Rx<C．Rx比RV小得越多，采用b图时，由于电流表分压而引起的误差越小
D．Rx比RV大得越多, 采用a图时, 由于电流表的分压而引起的误差越小
A
小试牛刀
【例题】用伏安法测电阻，按图(甲)方法测得为R1，按图(乙)方法测得为R2，若电阻的真值为R，则有（ ）
A．R1>R>R2 B．R1C．R>R1，R>R2 D．RA
小试牛刀
【例题】用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为 Ω，真实值是 Ω，R2的测量值为 Ω，真实值是 Ω。
A
V
R2
A
V
R1
甲
乙
300
290
300
333
小试牛刀
【例题】某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电 压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ)
B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ)
C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω)
D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)
E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)
F．电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)
G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)
①为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________。(均填器材的字母代号)
②画出测量Rx阻值的实验电路图。
③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_____真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)，原因是___________________________________。





B
C
F
大于
电压表读数大于待测电阻两端实际电压
【例题】为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择。
电流表A1(量程 0～50 mA，内阻约 10 Ω )；
电流表A2(量程 0～3 A ，内阻约 0.12 Ω )；
电压表V1(量程 0～3 V ，内阻很大)；
电压表V2(量程 0～15 V，内阻很大)；
电源E(电动势约为 3 V，内阻约为0.2 Ω)；
定值电阻R(20 Ω，允许最大电流1.0 A)；
滑动变阻器R1( 0～10 Ω，允许最大电流 2.0 A )；
滑动变阻器R2( 0～1 kΩ，允许最大电流 0.5 A )；
单刀单掷开关S一个，导线若干。
(1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选____。
(填字母代号)
(2)请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的
实验电路图。(要求所测量范围尽可能大)
(3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx＝__________。
A1
V1
R1
U/I－R
【变式训练】有一个电阻Rx,其阻值大约是10 Ω,请选择适当的器材,以便测量其阻值.可供选择的电路如图.可供选择的器材是：
A．电动势 4.5 V 、内阻不计的电源E
B．量程为 15 V、内阻 10 kΩ 的电压表V1
C．量程为 3 V、内阻 6 kΩ 的电压表V2
D．量程为 300 mA、内阻 4 Ω 的电流表A1
E．量程为 5 A 、 内阻 2 Ω 的电流表A2
F．最大阻值 20 Ω、额定电流 1.5 A 的滑动变阻器R1
G．最大阻值 500 Ω、额定电流 0.5 A 的滑动变阻器R2
H．开关和若干根导线。
则选用的电路是________(填甲或乙)，选用的器材是____________________(填器材的字母代号)。
甲
A、C、D、F、H
【跟踪训练】一只小灯泡，标有“3 V，0.6 W”字样,现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻.电源电动势为12 V,内阻为1 Ω；最大阻值为5 Ω的滑动变阻器；电流表的内阻为1 Ω；电压表的内阻为10 kΩ；开关一个、导线若干。
（1）在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用　　　　（选填“内接”或“外接”）法.滑动变阻器应采用　　　　（选填“分压式”或“限流式”）接法.
（2）在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图（尽量减小实验误差）。
通过比较这几个电阻间的关系确定接法
外接
分压式
【例题】在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题：
①如何选择电流表的接法？如图所示，某同学采用试触的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。他发现示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化据此应该选择电流表________（填写“内接”或“外接”）的电路。
②如何选择滑动变阻器的接法？已知待测金属丝的电阻约为20Ω，实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Ω，电源电动势为3V，需要选择滑动变阻器的_______（填写“分压式”或“限流式”）接法。
【参考答案】 外接 分压式
【例题】测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材:
A.电流表（量程100μA,内阻2 kΩ）
B.电流表（量程700μA,内阻300Ω）
C.电压表（量程15 V,内阻100 kΩ）
D.电压表（量程50 V,内阻500 kΩ）
E.直流稳压电源（电动势15 V,允许最大电流1 A）
F.滑动变阻器（最大电阻1 kΩ,额定功率1 W）
G.电键、导线若干
（1）电流表应选 ,电压表应选 .
（2）画出测量Rx的原理图.
解析：当滑动变阻器滑至0时，电路有最大的电流。
B
C
依据
故：电流表应选择内接
滑动变阻器相对于待测电阻而言太小。若采用限流法，将无法控制电路。故滑动变阻器采用分压式电路。

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