電表改裝及電阻的測量

1、 中小學(xué)文化課精準(zhǔn)培優(yōu)機(jī)構(gòu)電表改裝及電阻的測量學(xué)員姓名：年級：高二總課時數(shù)：授課時段學(xué)科教師：馬傳豹學(xué) 管 師：輔導(dǎo)科目：物理學(xué) 校：一、電表、電表的改裝1.靈敏電流表GGRgIgUg（1）三個主要參數(shù)內(nèi)阻Rg:電流表線圈的電阻，大約幾十歐到幾百歐。滿偏電流Ig:指針批轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流，大約幾十微安到幾毫安。滿偏電壓Ug:電流表通過Ig時兩端的電壓，大約零點(diǎn)幾伏。 （2）三個參數(shù)間的關(guān)系：由歐姆定律可知Ug=IgRg注意：電表就是電阻。2.電壓表（1）電壓表的改裝電流表G 的電壓量程Ug=IgRg，當(dāng)改裝成量程為U的電壓表時，應(yīng)串聯(lián)一個電阻R分去多余的電壓U-Ug，電阻R叫分壓電阻。UgG

2、RgIgU-UgRI-IgUgGRgIgR（2）電壓表的內(nèi)阻：Rv=Rg+R3.電流表的改裝電流表G 的電壓量程Ug=IgRg，當(dāng)改裝成量程為I的電流表時，應(yīng)并聯(lián)一個電阻R分去多余的電流I-Ig，電阻R叫分流電阻。（2）電流表的內(nèi)阻：RA=Rg×R/(R+Rg)4.電流表改裝成歐姆表原理：閉合電路的歐姆定律如圖1所示，當(dāng)紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)R，使電流表的指針達(dá)到滿偏電流，此時指針?biāo)副肀P上滿刻度處對應(yīng)兩表筆間電阻為零。這時有：G+RE r紅表筆黑表筆圖1當(dāng)兩表筆間接入電阻Rx時，電流表的電流為：G+RE r紅表筆黑表筆Rx當(dāng)Rx改變時，Ix隨著改變，將電流表表盤上Ix處表上對應(yīng)的R

3、x值，就構(gòu)成了歐姆表。中值電阻：歐姆表的內(nèi)阻即為中值電阻R中R內(nèi)R+Rg+r因Ix與Rx 不是線性關(guān)系，歐姆表表盤刻度不均勻。二、電阻的測量1.伏安法測電阻 （1）原理：部分電路的歐姆定律。（2）電流表外接法，如圖4所示。誤差分析：VAR待圖4產(chǎn)生誤差的原因：電壓表V分流。適用于測小阻值電阻，即Rx遠(yuǎn)小于Rv時。（3）電流表內(nèi)接法，如圖5所示。R待AV圖5誤差分析：產(chǎn)生誤差的原因：電流表A分壓。適用于測大阻值電阻，即Rx遠(yuǎn)大于RA時。（4）內(nèi)、外接法的選用原則計(jì)算臨界電阻：若Rx>R0，待測電阻為大電阻，用內(nèi)接法若Rx<R0，待測電阻為小電阻，用外接法即大電阻，內(nèi)接法；小電阻，外接

4、法。大內(nèi)小外。aVAR待b圖6試觸法確定內(nèi)外接法：在不知道RV、RA、RX的大致值時，可用試觸法，如圖6所示觸頭分別接觸a、b兩點(diǎn)：若V變化大，說明A分壓大，應(yīng)用外接法；若A變化大說明V分流大，應(yīng)用內(nèi)接法?！纠?】某同學(xué)欲測一電阻Rx的阻值（約為300）ARxVS1S2abR可供選擇的儀器有：電流表A1，量程10mA;電流表A2，量程0.6A;電壓表V1，量程3V;電壓表V2，量程15V；電源電動勢為4.5V。請同學(xué)們按圖接好電路，閉合S1后，把開關(guān)S2撥至a時，發(fā)現(xiàn)兩電表的指針偏轉(zhuǎn)的角度都在滿偏的4/5處；再把開關(guān)S2撥至b時，發(fā)現(xiàn)其中一個電表的指針偏轉(zhuǎn)幾乎不變，另一個電表的指針偏轉(zhuǎn)的角度在

5、滿偏的3/4處；該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中所選電壓表的量程為（ ）所選電流表的量程為（ ）Rx的測量值為（ ）。A1A2圖72.安安法測電阻若電流表內(nèi)阻已知，則可當(dāng)作電流表、電壓表及定值電阻來使用.（1）如圖7所示，當(dāng)兩電表所能測得的最大電壓接近時，如果已知A1的內(nèi)阻R1，則可測得A2的內(nèi)阻R2=I1R1/I2.A2A1R0圖8（2）如圖8所示，當(dāng)兩電表的滿偏UA2UA1時，A1串聯(lián)一電阻R1，同樣則可測得R2的內(nèi)阻R2=I1（R1+R0)/I2.【例2】用以下器材測量一待測電阻的阻值，器材如下：電流表A1（量程250mA，內(nèi)阻r1=5);標(biāo)準(zhǔn)電流表A2（量程300mA，內(nèi)阻r2約為5);待測電阻R1（阻

6、值約為100）；滑動變阻器R2（最大阻值為10）；電源E（電動勢約為10V，內(nèi)阻r約為1）；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）要求方法簡捷，并能測多組數(shù)據(jù)，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并表明代號。（2）實(shí)驗(yàn)中，需要直接測量的物理量是（ ）用測的量表示待測電阻R1的阻值的計(jì)算公式是（ ）3.伏伏法測電阻若電壓表內(nèi)阻已知，則可當(dāng)作電流表、電壓表及定值電阻來使用。V2V1圖9（1） 如圖9所示，當(dāng)兩電表的滿偏電流接近時，如果已知V1的內(nèi)阻R1，則可測得V2的內(nèi)阻R2=U2R1/U1.V1V2R00圖10（2）如圖10所示，當(dāng)兩電表的滿偏電流IV2IV1時，V1并聯(lián)一電阻R0，同樣則可測得R2的內(nèi)阻為【例3】用以下器材

7、測量一待測電阻Rx的阻值（9001000）：電源E（電動勢約為9V，有一定內(nèi)阻）；電壓表V1（量程1.5V，內(nèi)阻r1=750);電壓表V2（量程5V，內(nèi)阻r2約為2500);滑動變阻器R（最大阻值為100）；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（2004年全國）（1）測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于量程的1/3，試畫出實(shí)驗(yàn)中測量電阻Rx的幾種原理圖。（2）若電壓表V1的讀數(shù)為U1，V2的讀數(shù)為U2，則用已知量和測的量表示待測電阻Rx的阻值的計(jì)算公式是： A2A1R圖114.電阻箱或定值電阻當(dāng)電表用（1）電阻箱作電壓表用，如圖11所示：可測得電流表A2的內(nèi)阻R2（I1-I2)R/I2圖中電阻箱R可測得電壓為（I1-I

8、2)R（2）電阻箱作電流表用如圖12所示，若已知R及RV,則測得干路電流為：IRRVV圖125.半偏法測電阻（1）半偏法測電流表內(nèi)阻RAS1S2R0圖16斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使A表滿偏為I0;保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使電流表讀數(shù)為I0由上得RA=R注意：當(dāng)R0RA時，測量誤差小，此方法適合測小阻值電流表內(nèi)阻，且測量值偏小。電源電動勢宜大一些。VRE r=0S圖17（2）半偏法測電壓表內(nèi)阻方法一：如圖17所示，測電壓表V的內(nèi)阻：閉合S,將電阻箱R的電阻調(diào)到R1時，測得電壓表示數(shù)為U1；調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R2，使電壓表V的示數(shù)為U1/2；由上可得RV=R2-2R16、歐姆表測電阻如

9、圖19所示：機(jī)械調(diào)零 選檔 歐姆調(diào)零 測電阻Rx. 改換檔位 重新歐姆調(diào)零 測電阻注意：待測電阻的讀數(shù)應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍數(shù)，指針應(yīng)指在表盤刻度的1/32/3的部分，否則需換擋，換擋后需重新歐姆調(diào)零。G+RE r紅表筆黑表筆歐姆調(diào)零G+RE r紅表筆黑表筆Rx測電阻圖19R1Rx2AVS2R0S17.消除電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響【例4】伏安法測電阻電路由于電表內(nèi)阻的影響，不論電表內(nèi)接還是外借都存在系統(tǒng)誤差，為消除系統(tǒng)誤差而設(shè)計(jì)的補(bǔ)償電路如圖所示，完成下列實(shí)驗(yàn)步驟并寫出待測電阻Rx的表達(dá)式。先將S1閉合。 將S2與1閉合，調(diào)節(jié)R，讀出電壓表讀數(shù)U1，安培表讀數(shù)I1根據(jù)上述測量結(jié)果，算出Rx 三、實(shí)

10、物圖連線要求：導(dǎo)線不能有交叉、分支，導(dǎo)線必須接在接線柱上；電表的正負(fù)極與電源的正負(fù)極不能接錯。例5.為了測量一個“12V、5W”的小燈泡的不同電壓下的功率，給定了以下器材： 電源：12V，內(nèi)阻不計(jì)；電流表：00.6A，03A，內(nèi)阻可忽略； 電壓表：03V，015V，內(nèi)阻很大； 滑動變阻器；阻值范圍020，允許最大電流1A； 開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。 實(shí)驗(yàn)時要求加在燈泡兩端的電壓可從0V調(diào)到12V. 請?jiān)谟铱蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖.按畫出的電路圖，在下面圖3的實(shí)物圖上連接.某位同學(xué)測得小燈泡的伏安特性曲線如圖4所示。某次測量時，電流表指針位置如圖5所示，電流表讀數(shù)為 A，此時小燈泡的實(shí)際功率為 W。練習(xí)1圖習(xí)題答案例1、3V、10mA、320例2、答案：（1）原理圖如圖所示。（2）設(shè)兩電流表A1和A2的讀數(shù)為I1、I