電阻測量方法拓展

1、電阻測量方法拓展一教學(xué)目標1、復(fù)習(xí)鞏固測量電阻的基本方法利用歐姆表測量和伏安法測量電阻2、拓展測量電阻的其他方法：歐姆表、半偏法、等效替代法、惠斯通電橋法等二教學(xué)重點和難點 測量電阻的方法拓展三教學(xué)過程（一）課前熱身，復(fù)習(xí)鞏固伏安法測量電阻 1某同學(xué)為了測電流表A1的內(nèi)阻精確值，有如下器材：電流表A1（量程300 mA，內(nèi)阻約為5);電流表A2（量程600 mA，內(nèi)阻約為1) ; 電壓表V（量程15 V，內(nèi)阻約為3 k) ;定值電阻R0 (5) ;滑動變阻器R1(010，額定電流為1 A);滑動變阻器R2(0250，額定電流為0. 3 A) ;電源E（電動勢3 V，內(nèi)阻較?。?dǎo)線、開關(guān)若干(1

2、)要求待測電流表 A1的示數(shù)從零開始變化，且多測幾組數(shù)據(jù)，盡可能的減少誤差，從以上給定的器材中選擇恰當(dāng)?shù)钠鞑脑谌缦聢D所示線框內(nèi)畫出測量用的電路圖，并在圖中標出所用儀器的代號（2）根據(jù)設(shè)計的方案，在右圖中的器材連成符合要求的電路（有個別儀器可能不用）（3）若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算電流表A1的內(nèi)阻r1，則所用電流表A1的內(nèi)阻r1表達式為r1 =；式中各符號的意義是。 （二）測量電阻值的其它方法 一、等效替代法 1實驗設(shè)計方案如圖1所示：電源電壓保持不變，S是單刀雙擲開關(guān)、R是電阻箱、R0是已知阻值的電阻、Rx是待測電阻。實驗步驟：將開關(guān)S撥到a，讀出電流表的示數(shù)為I

3、； 再將開關(guān)S撥到b，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表的示數(shù)為I，讀出電阻箱的阻值為R，則被測電阻Rx的阻值為R。2實驗設(shè)計方案如圖3： R1是電阻箱，S1為單刀積擲開關(guān)，電源電壓不變。實驗步驟： 閉合開關(guān)S后，把開關(guān)S1接到觸點1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電壓表有個合適的示數(shù)U； 把開關(guān)S1接到觸點2后，保持滑片P的位置不變，只調(diào)節(jié)電阻箱R1，直到電壓表示數(shù)為U； 讀出電阻箱示數(shù)，即可知道Rx的阻值隨堂練習(xí)1請從下列器材中選擇適當(dāng)儀器設(shè)計一個電路，要求用此電路既能測量待測電阻Rx的電阻（約500），又能測量電源E的電動勢。a.待測定值電阻Rx：阻值約500b.

4、滑動變阻器R1：總阻值1000c.電阻箱R2：最大阻值999.9d.電阻箱R3：最大阻值99.99e.電流表G：量程3mA，內(nèi)阻約50f.電源E：電動勢約為3V，內(nèi)阻很小但不可忽略g. 單刀雙擲開關(guān)及導(dǎo)線若干實驗中應(yīng)選取的器材有：（填寫器材前面的字母序號）請在虛線框中畫出實驗電路圖在測出電阻Rx的值后（記為Rx），再利用此電路測量電源E的電動勢。還需要測量的物理量有：用所測的物理量表示電源E的電動勢為二半偏法測電阻 1半偏法測電流表內(nèi)阻。GRR0S2圖11。S1 (1)測量方法：電流表半偏法測電阻的電路圖如圖11，R為滑動變阻器，R0為電阻箱，G為待測電流表內(nèi)阻。實驗時，先合上S1，斷開S2，

5、調(diào)節(jié)R使電流計的指針滿偏；再合上S2，調(diào)節(jié)R0使電流計的讀數(shù)為滿刻度的一半，這時，電阻箱的數(shù)值即為電流計的內(nèi)阻。（注意：實驗前，變阻器的阻值應(yīng)放在最大位置；調(diào)節(jié)R0時，R不動） （2）測量原理：S2打開時，設(shè)電流表滿偏電流Ig=，因為RRg，Rr，所以IgE/R，當(dāng)S2閉合時，R0和Rg并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R并RgR，故S2閉合后，電路中總電流幾乎不變，即IgE/R，調(diào)節(jié)R0使電流表半偏為Ig/2，所以流過R0的電流也為Ig/2，所以R0=Rg （3）器材選擇：從上述原理可知，S2打開與閉合，近似認為干路中電流不變，前提是RRg。故實驗器材選擇應(yīng)滿足電源電動勢盡可能大，R盡可能大。（4）誤差分析

6、（略）2半偏法測電壓表的內(nèi)阻 電路如圖12：實驗時，將R1的滑動片P放在左邊，合上S1和S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的讀數(shù)滿偏；保持R1不變，斷開S2，調(diào)節(jié)R0，使電壓表的讀數(shù)為滿刻度的一半。則RV = R0。請同學(xué)們自己分析其實驗原理、器材選擇與誤差分析。電源電阻箱S1S2GS2圖12V。S1rER1R0P圖1S2S1ErR2R1G電位器電阻箱隨堂練習(xí)2在把電流表改裝成電壓表的實驗中，把量程為Ig、內(nèi)阻未知的電流表G改裝成電壓表。采用如圖1所示的電路測電流表G的內(nèi)阻Rg，根據(jù)電路圖連接實物圖；測得電流表G內(nèi)阻為Rg，把它改裝成量程為UV的電壓表，需要聯(lián)（填“串”或“并”）一個電阻Rx，Rx=。隨

7、堂練習(xí)3在“把電流表改裝為電壓表”的實驗中，測電流表G 的內(nèi)阻時備有下列器材：A待測電流表（量程lmA ，內(nèi)阻約幾十歐）B滑動變阻器（阻值范圍0 100 ) C滑動變阻器（阻值范圍020k) D電阻箱（0999.9) E電阻箱（09999)F電源（電動勢2V ，有內(nèi)阻）G電源（電動勢9V ，有內(nèi)阻）H開關(guān)導(dǎo)線 若采用如圖所示電路測定電流表G的內(nèi)阻，并要求有較高的精確度，以上器材中，應(yīng)選用,應(yīng)選用，電源應(yīng)選用（用器材前的英文字母表示）。 實驗要進行的步驟有：A 合上開關(guān)S1B 合上開關(guān)S2C 將R1的阻值調(diào)到最大D 調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針滿偏E 調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半

8、處F 記下R2的阻值并.斷開S1G 按如圖所示連接好實驗電路以上步驟，合理的順序是（用步驟前的英文字母表示）。 若在步驟F中讀得的阻值是50，則電流表內(nèi)阻=，若要將該電流表改裝成量程是3V 的電壓表，則應(yīng)聯(lián)一個阻值是的電阻。表的刻度盤上原0. 6mA 處應(yīng)改寫成V。圖9AB·· 三橋式電路測電阻 1原理：如圖9的電路稱為橋式電路，一般情況下，電流計中有電流通過，但滿足一定的條件時，電流計中會沒有電流通過，此時，稱為電橋平衡。處于電橋平衡時，圖中A、B兩點電勢相等，因此電路結(jié)構(gòu)可以看成：R1R2和R3R4分別串聯(lián)，然后并聯(lián)；或R1R3和R2R4分別并聯(lián)，然后再串聯(lián)。 2電橋平

9、衡的條件：R1×R4=R2×R3（自己推導(dǎo)） 3測量方法如圖10，連接電路，取R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻箱（能夠直接讀出數(shù)值），Rx為待測電阻。圖10調(diào)節(jié)R3，使電流計中的讀數(shù)為零，應(yīng)用平衡條件，求出Rx。四公式計算法測電阻 公式計算法主要是應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點和全電路的知識進行分析，并求出待測電阻的數(shù)值。 五多用電表歐姆檔測電阻1. 原理歐姆表測電阻的原理是閉合電路的歐姆定律，歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖所示R為調(diào)零電阻，紅黑表筆短接，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有Ig，當(dāng)紅黑表筆之間接有未知電阻Rx時，有I，故每一個未知電阻都對應(yīng)一個電流值I.我們在刻度盤上刻出不同I對應(yīng)

10、的Rx的值，所測電阻Rx即可從表盤上直接讀出由于I與R的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏處當(dāng)RxRgRr時，I，指針半偏，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻 2. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)多用電表是由一個小量程的電流表和若干元件組成的，每進行一種測量時，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用如圖所示，其中1、2為測量端，3、4為測量端，5為測量端，測量時，黑表筆插入插孔，紅表筆插入插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相應(yīng)的測量端 3、注意事項歐姆表刻度盤不同于電壓、電流刻度盤左右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合刻度不均勻：左密右

11、疏歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)再乘以擋上的倍率電流、電壓擋是量程范圍擋在不知道待測電阻的估計值時，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測量前指針指在左側(cè)“”處)歐姆表的讀數(shù)：待測電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍率為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指表盤到的部分，即中央刻度附近例1 用如圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量： 旋動部件_，使指針對準電流的“0”刻線 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置 將插入“”、“”插孔的表筆短接，旋動部件_，使指針對準電阻的_ (填“0刻線”或“刻線”)將

12、兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小為了得到比較準確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按_的順序進行操作，再完成測量A將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置 B將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準隨堂練習(xí)4實驗室新進了一批電阻，課外活動小組的同學(xué)用多用電表粗測電阻的阻值，操作過程分以下幾個步驟：(1)將紅、黑表筆分別插入多用電表的“”“”插孔；選擇開關(guān)旋至電阻擋“×10”；(2)將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使歐姆表指針指零；(3)把紅、黑表筆分別與電阻的兩端

13、相接，此時多用電表的示數(shù)如圖所示；(4)；(5)；(6)把紅、黑表筆分別與電阻的兩端相接，讀出示數(shù)為18 ；(7)將選擇開關(guān)旋至OFF擋，取出紅、黑表筆. 請你完成操作步驟中第(4)、(5)兩步. 例2 用多用電表進行了幾次測量，指針分別處于a、b的位置，如圖所示若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中所指的擋位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少？請?zhí)钤诒砀裰兄羔樜恢眠x擇開關(guān)所處擋位讀數(shù)a直流電流100 mA 直流電壓2.5 Vb電阻×100隨堂練習(xí)5如圖所示為多用電表的刻度盤若選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時，表針指示如圖所示，則：(1)所測電阻的阻值為；如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104的電阻，為了使測量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是(選填“×10”、“×100”或“×1k”)(2)用此多用電表進行測量，當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為mA；當(dāng)選用量程為250 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為mA.(3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時，表針也指于圖示位置，則所測電壓為V.多用電表使用的“八大注意”使用前要機械調(diào)零兩表筆在使用時，電流總是“紅入”、“黑出”選擇開關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流、電阻，還