资源简介

(共17张PPT)
人教版物理必修三
第十一章 电路及其应用
第二节 导体的电阻
伏安法测电阻
伏安法测电阻
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，
一、实验原理
二、电流表的内接法和外接法
1.电流表的内接法和外接法的比较
内接法 外接法
电路图
误差原因 电流表分压 U测=Ux+UA 电压表分流
I测=Ix+IV
内接法 外接法
电阻测量值 R测==Rx+RA>Rx 测量值大于真实值 R测==测量值小于真实值
适用条件 RA Rx RV Rx
适用于测量 大阻值电阻 小阻值电阻
大内偏大，小外偏小
2. 两种电路的选择
(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大,小外偏小”.
(3)实验试探法:按图所示接好电路,让连接电压表的导线P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.
(2)临界值计算法:
时,用电流表外接法;
时,用电流表内接法.
三、滑动变阻器两种连接方式
1. 滑动变阻器两种接法的对比
限流接法 分压接法 对比说明
电路图 串、并联
关系不同
负载R上 电压调节 范围 ≤U≤E 0≤U≤E 分压电
路调节
范围大
限流接法 分压接法 对比说明
负载R上 电流调节 范围 ≤I≤ 0≤I≤ 分压电
路调节
范围大
闭合S前 滑片位置 b端 a端 都是为
保护电
路元件
2. 分压和限流电路的选择原则
(1)若采用限流式接法不能满足控制电流实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),此时必须选用分压式电路.
(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时应用分压式电路.
(3)若要求待测电阻的电压和电流从零开始调节,必须选用分压式电路.
特别提醒
(1)无论电流表是内接法还是外接法，都会对电阻的测量带来系统误差，但是对同一个待测电阻而言，选用两种不同的测量方法，相对误差是不一样的，所以应该本着精确的原则，尽量选择相对误差较小的测量方法．
(2)注意滑动变阻器两种接法中的连线特点
①分压式接法中必须有三个接线柱接入电路，且是“两下一上”，即将变阻器瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的任意一个接线柱接入电路，变阻器的任何部分不短路．
②限流式接法可以只接入两个接线柱，“一下一上”，即是将瓷筒上的一个接线柱和金属杆上的一个接线柱连入电路，有时从形式上看，好像是瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的一个接头连入电路，但金属杆将变阻器的部分电阻短路，其实质还是利用了“一上一下”两个接头．
1、有一满偏电流Ig=5mA,内阻Rg=400Ω的电流表G,
若把它改装成量程为10V的电压表,应 一个 Ω的分压电阻,该电压表的内阻为 Ω;
若把它改装成量程为3A的电流表,应 联一个 Ω的分流电阻,该电流表的内阻 为 Ω.
串
1600
2000
并
0.668
0.667
2.如图所示，有一未知电阻Rx，为了较准确地测出其电阻值，某同学通过以下两组测量数据，判断电压表S端是接a点还是接b点．
当电压表的S端接a点时，两个电表的示数分别为11 V、1.9 A；当电压表的S端接b点时，两个电表的示数分别为10 V、2.0 A，那么该电阻的测量值较为准确的数值应等于________Ω，测量值与真实值的偏差情况是________(选填“偏大”或“偏小”)．
5.0
偏小
解析:分析题意可知，当电压表S端分别接a、b点的过程中，电压表示数变化率为(11－10)/11 ×100%＝9.1%，电流表示数变化率为(2.0－1.9)/1.9 ×100%＝5.3%，比较可知，电压表示数变化明显，即电流表分压作用明显，电流表外接连接时，电阻测量较准确，电阻的测量值Rx＝U/I＝5.0 Ω，由于电压表的分流作用，故测量值偏小．
方法总结(1)伏安法测电阻时，无论电流表内接还是外接都会产生误差．当Rx RA时，用内接法；Rx RV 时用外接法，由于电压表内阻很大而电流表内阻很小，因此，一般测小电阻时用外接法，测大电阻时用内接法．(2)试触法中两表示数变化是否明显，不能比较两表示数的绝对变化量ΔU、ΔI，应比较相对变化量，即各自的变化量相对于原来数值的比例大小，也就是比较(ΔU)/U与(ΔI)/I的大小关系
3、如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R的测量值比真实值 ,测量值为 ,真实值为 .
A
V
R
c
d
小
100Ω
125Ω
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,用如图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,用 图测得Rx的误差较小,测量值Rx= .
A
V
A
V
Rx
Rx
(a)
(b)
（a）
1000Ω
5.在“伏安法”测电阻的实验中：电压表与电流表的接法有如图(a)、(b)两种，如果实验室给同学们提供的电压表(量程0～3 V，内阻约3 000 Ω)，电流表(量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)，用两表测量一个Rx约为10 Ω的待测电阻应选用下面________图进行测量误差会更小．
解析：根据比值关系(RV)/Rx>(Rx)/RA，可知电流表采用外接法，(a)图正确．
(a)
6.用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法．若所用电压表内阻为5 000 Ω，电流表内阻为0.5 Ω.
甲
乙
(1)当测量100 Ω左右的电阻时，宜采用________(选填“甲”或“乙”)电路．(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、0.5 A，则此电阻的测量值为________Ω，真实值为________Ω.
甲
20
20.1
解析：(1) ，Rx为大电阻，故电流表采用内接法误差较小，应用甲电路．
(2)如果采用乙电路，则有：
R测＝U/I＝10/0.5 Ω＝20 Ω，
U/Rx＋U/RV＝I解得Rx＝20.1 Ω.

展开更多......

收起↑