伏安法测电阻   滑动变阻器的接法

学习目标：

1.学会伏安法测电阻的接法选择，误差分析。

2.学会滑动变阻器的接法选择，电路分析。

重点：电流表内、外接法、滑动变阻器限流式、分压式的应用

难点：电流表内、外接法、滑动变阻器限流式、分压式的选择

知识链接：

（一）伏安法测电阻

一、电流表外接法

1.电路如图   

         

    2.误差分析

（1）误差来源：电压表的分流

（2）分析：

（3）测量值的实质:         即并联部分电阻

      3.选择： 时，分流较小，选用外接法（一般用于测小电阻）

二、 电流表内接法

     1.电路如图           

           

      2.误差分析

           （1）误差来源：电流表的分压

           （2）分析：

      （3）测量值的实质       

       (4)  选择： 时，分压较小，选用内接法（一般用于测大电阻）

三、内接法与外接法的选择：

当 时，选外接法；  当 时，选内接法。

（二）滑动变阻器的接法

滑动变阻器在物理实验中应用比较广泛，近几年高考中连续出现，基本上为必考内容。怎样选择和使用滑动变阻器？

一、             限流式电路

1.       滑动变阻器接入电路的电阻R_X变则电流I变，用电器R₀两端的电压和通过的电流变化，达到控制R₀中电流和电压的目的。

2.       调节范围  （R₀上）

                

（1）       电压         范围  

（2）       电流              范围 

讨论：

1.当定值电阻R₀比R（滑动变阻器最大值）大得多时，R₀上电压和电流的调节范围很小。

如 电压最小值为 v，最大值为5v电流最小值为

A，最大值为 A。定值电阻R₀上电压和电流的调节范围很小，不宜采用限流式接法。

2.当 时，R₀上电压和电流的调节范围大，可采用限流式接法。

二、分压式电路

1.接法： R₀与R_X并联。即R₀上电压等于R_X两端电压。调节R_X,其电压变化,导致用电器R₀上电压电流变化，以达到控制目的。

2.调节范围（R₀上）

（1）电压 ：当 =0时， =0。当 =R时， =

    即范围  

（2）电流：  范围  

三、             两种电路的选择

1.           若用电器电阻R₀比滑动变阻器电阻R大时，由调节范围知，限流电路调节范围小，故一般采用分压电路。（R₀>R_滑）

2.           当用电器R₀与滑动变阻器全值电阻R相差不多时，两电路均可明显调节R₀上的电流电压，但限流式节能，连接简单，一般选限流式。

3.           若要求用电器R₀上的电压、电流从零调节，必须用分压式电路。

4.           若采用限流电路，电路最小电流依然大于用电器额定电流，则必须用分压电路。

  例题分析：

例一：如图，电压表和电流表读数分别为10V和0.1A，待测电阻R_x的测量值是多少？

它比真实值大还是小？真实值是多少？（表头内阻R_A=0.1Ω）

                      

 

    例二：用伏安法测金属电阻R_X（约为50Ω)的阻值。

     已知：电流表（内阻为1Ω,量程为0.6A）

           电压表（内阻为5KΩ,量程为3V）

           电源电动势为9V,

           滑动变阻器R（阻值为0~6Ω,额定电流为5A）导线、开关。

     试画出测量R_X的电路图

 

随堂检测

     1、用伏安法测量一个电阻．器材有：待测电阻R_X(约为15Ω);电流表(量程为25mA,内阻５０Ω）电压表（量程为３Ｖ，内阻５kΩ）电源（Ｅ＝４Ｖ，r=0),滑动变阻器Ｒ（最大值１00Ω，允许最大电流１Ａ）开关１个，导线若干，根据器材规格和实验要求画出测量R_X的实验电路图

 

 

2、要用伏安法来测量一个电阻R_X  (约为25KΩ) 器材如下：直流电流表（0~50μA，内阻r=0.3kΩ)；直流电压表（０～１０Ｖ，内阻r=１００kΩ）；电源（１５Ｖ，额定交流１Ａ）

滑动变阻器（０～１ＫΩ）导线，开关。为使测量的结果达到较高的准确度，

则： (1)控制电路应采用限流电路还是分压电路？   (2)电流表应选择内接法,还是外接法?

     画出电路图。

 

 

 

3、用伏安法测量某一电阻R_x阻值，现有实验器材如下：待测电阻R_x（阻值约5 Ω,额定电流为0.45A）；电流表A₁（量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω）;电流表A₂（量程0~3 A，内阻0.05 Ω）;电压表V₁（量程0~3 V，内阻3 kΩ）;电压表V₂（量程0~15 V，内阻15 kΩ）;滑动变阻器R₀（0~50 Ω）,蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线.

为了较准确测量R_x阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图.

 

 

4.用伏安法较准确测量一个阻值约10欧的定值电阻．器材规格如下．

    A．电池组(6伏．内阻很小)；

    B．安培表(0—50毫安，内阻20欧)：

    C．伏特表(0—3伏，内阻1千欧)；

    D．滑动变阻器(0—10欧，1安)；

    E．电键一个，导线若干条．

根据器材的规格和实验要求，在本题的方框内画出电路图，在实物图上连线，并用箭头标明变阻器的滑动触头在即将闭合开关前所处的位置．