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伏安法测电阻分压限流选择与内外接法误差分析

'伏安法测电阻分压限流选择与内外接法误差分析'
第二章 电路 伏安法测电阻一、限流和分压电路 Rx1.限流式 E R 图中变 阻器起限流作用,求待测电阻Rx的电压可调范围 R x E ~ E Rx ? R2.分压式 Rx R E 图中变阻器起分压作用,求待测 电阻Rx的电压可调范围: 0 ~ E二、电阻的测量: 伏安法 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, U R ? I 1、伏安法测电阻的两种电路 ? 电流表接在电压表 V两接线柱外侧,通常叫 A“外接法” R? 电流表接在电压表 V两接线柱内侧,通常叫 A“内接法” R 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.电流表外接法 V电压表示数 A UV ? U R R电流表示数 R R I A ? I R ? IV V R测 ? R ? RV UV U RR ? R真 ? 测 < ? I A I R IV?误差原因:电压表的分流,分流越小,误差越小.?适合测量小电阻,即R<<RV.电流表内接法 V电压表示数 A UV ? U R ? RA R ? ?电流表示数 I A ? I R R测 R RA U U ?U ? V ? V RR测 > R真 I A I R?误差原因:电流表的分压,分压越少,误差越小.?适合测量大电阻,即R>>RA 2、伏安法测电阻电路选择 R R A 该值为临界值;当 ? , 即R ? RARV , R RV 内外接法均可;?若R ? RARV ,?若R ? RARV , 采用电流表内接法; 采用电流表外接法;?若R ? RARV ,例、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx:约55Ω,B.电流表A:量程0-3A (内阻0.1Ω)C.电压表V:量程0-15V (内阻4KΩ)确定电流表的内外接方式。 例、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 . R c A d V 例、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= . V V Rx Rx A A (a) (b) RX a A b V P例.指针P分别接触a和b,发现电压表示数无明显变化,电流表示数有明显变化,则P应接 b .图 5答案 对图甲:0.6 0.02 0.34 0.1 1.70对图乙:3.0 0.1 2.20 0.5 11.0 答案 见解析图 答案 A1 V1 见解析图 1、用伏安法测量一个电阻.器材有: 待测电阻 约为 RX a b RX( 15Ω); A R。 电流表(量程为25mA,内阻50Ω) V 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连接实物图 析:⑴ RX<R , 因此采用限流式接法 ×(2) R'? RA RV ? 500W RX=100Ω, ∵RX<R’ ∴采用电流表外接法RX a b A R。 V 2、要用伏安法来测量一个电阻RX(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,额定功率1W)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? ⑶画出实验电路图分析: R (1) RX>R ,因此采用分压式接法 A V (2) × ´ R'? RA RV ? 0.3 100 » 5.5KW RX=25KΩ ∴RX>R’ 因此采用安培表内接法R AV 3. 图为伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图。器材规格如下: ⑴待测电阻Rx(约100欧) ⑵直流毫安表(量程0—10毫安,内阻50欧) ⑶直流电压表(量程0—3伏,内阻5千欧) ⑷直流电源(输出电压4伏,内阻可不计) ⑸滑动变阻器(阻值范围0—15欧,允许最大电流1安) ⑹电键一个,导线若干条根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。分 ⑴由于待测电阻大于滑动变阻器的全值电阻,所以变阻器应采析 用分压式接法。 ⑵由于RA与RX相当,而RV>>RX,所以,采用安培表外接式。 ⑶若选用限流式接法,则通过回路的最小电流为: U 0 4 I min ? » A ? 24mA?10mA Rx ? R ? RA 100?15? 50 可见,只有选用分压式接法。 ⑷线路连接如下:第二章 电路 伏安法测电阻一、限流和分压电路 Rx1.限流式 E R 图中变 阻器起限流作用,求待测电阻Rx的电压可调范围 R x E ~ E Rx ? R2.分压式 Rx R E 图中变阻器起分压作用,求待测 电阻Rx的电压可调范围: 0 ~ E二、电阻的测量: 伏安法 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, U R ? I 1、伏安法测电阻的两种电路 ? 电流表接在电压表 V两接线柱外侧,通常叫 A“外接法” R? 电流表接在电压表 V两接线柱内侧,通常叫 A“内接法” R 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.电流表外接法 V电压表示数 A UV ? U R R电流表示数 R R I A ? I R ? IV V R测 ? R ? RV UV U RR ? R真 ? 测 < ? I A I R IV?误差原因:电压表的分流,分流越小,误差越小.?适合测量小电阻,即R<<RV.电流表内接法 V电压表示数 A UV ? U R ? RA R ? ?电流表示数 I A ? I R R测 R RA U U ?U ? V ? V RR测 > R真 I A I R?误差原因:电流表的分压,分压越少,误差越小.?适合测量大电阻,即R>>RA 2、伏安法测电阻电路选择 R R A 该值为临界值;当 ? , 即R ? RARV , R RV 内外接法均可;?若R ? RARV ,?若R ? RARV , 采用电流表内接法; 采用电流表外接法;?若R ? RARV ,例、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx:约55Ω,B.电流表A:量程0-3A (内阻0.1Ω)C.电压表V:量程0-15V (内阻4KΩ)确定电流表的内外接方式。 例、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 . R c A d V 例、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= . V V Rx Rx A A (a) (b) RX a A b V P例.指针P分别接触a和b,发现电压表示数无明显变化,电流表示数有明显变化,则P应接 b .图 5答案 对图甲:0.6 0.02 0.34 0.1 1.70对图乙:3.0 0.1 2.20 0.5 11.0 答案 见解析图 答案 A1 V1 见解析图 1、用伏安法测量一个电阻.器材有: 待测电阻 约为 RX a b RX( 15Ω); A R。 电流表(量程为25mA,内阻50Ω) V 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连接实物图 析:⑴ RX<R , 因此采用限流式接法 ×(2) R'? RA RV ? 500W RX=100Ω, ∵RX<R’ ∴采用电流表外接法RX a b A R。 V 2、要用伏安法来测量一个电阻RX(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,额定功率1W)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? ⑶画出实验电路图分析: R (1) RX>R ,因此采用分压式接法 A V (2) × ´ R'? RA RV ? 0.3 100 » 5.5KW RX=25KΩ ∴RX>R’ 因此采用安培表内接法R AV 3. 图为伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图。器材规格如下: ⑴待测电阻Rx(约100欧) ⑵直流毫安表(量程0—10毫安,内阻50欧) ⑶直流电压表(量程0—3伏,内阻5千欧) ⑷直流电源(输出电压4伏,内阻可不计) ⑸滑动变阻器(阻值范围0—15欧,允许最大电流1安) ⑹电键一个,导线若干条根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。分 ⑴由于待测电阻大于滑动变阻器的全值电阻,所以变阻器应采析 用分压式接法。 ⑵由于RA与RX相当,而RV>>RX,所以,采用安培表外接式。 ⑶若选用限流式接法,则通过回路的最小电流为: U 0 4 I min ? » A ? 24mA?10mA Rx ? R ? RA 100?15? 50 可见,只有选用分压式接法。 ⑷线路连接如下:第二章 电路 伏安法测电阻一、限流和分压电路 Rx1.限流式 E R 图中变 阻器起限流作用,求待测电阻Rx的电压可调范围 R x E ~ E Rx ? R2.分压式 Rx R E 图中变阻器起分压作用,求待测 电阻Rx的电压可调范围: 0 ~ E二、电阻的测量: 伏安法 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, U R ? I 1、伏安法测电阻的两种电路 ? 电流表接在电压表 V两接线柱外侧,通常叫 A“外接法” R? 电流表接在电压表 V两接线柱内侧,通常叫 A“内接法” R 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.电流表外接法 V电压表示数 A UV ? U R R电流表示数 R R I A ? I R ? IV V R测 ? R ? RV UV U RR ? R真 ? 测 < ? I A I R IV?误差原因:电压表的分流,分流越小,误差越小.?适合测量小电阻,即R<<RV.电流表内接法 V电压表示数 A UV ? U R ? RA R ? ?电流表示数 I A ? I R R测 R RA U U ?U ? V ? V RR测 > R真 I A I R?误差原因:电流表的分压,分压越少,误差越小.?适合测量大电阻,即R>>RA 2、伏安法测电阻电路选择 R R A 该值为临界值;当 ? , 即R ? RARV , R RV 内外接法均可;?若R ? RARV ,?若R ? RARV , 采用电流表内接法; 采用电流表外接法;?若R ? RARV ,例、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx:约55Ω,B.电流表A:量程0-3A (内阻0.1Ω)C.电压表V:量程0-15V (内阻4KΩ)确定电流表的内外接方式。 例、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 . R c A d V 例、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= . V V Rx Rx A A (a) (b) RX a A b V P例.指针P分别接触a和b,发现电压表示数无明显变化,电流表示数有明显变化,则P应接 b .图 5答案 对图甲:0.6 0.02 0.34 0.1 1.70对图乙:3.0 0.1 2.20 0.5 11.0 答案 见解析图 答案 A1 V1 见解析图 1、用伏安法测量一个电阻.器材有: 待测电阻 约为 RX a b RX( 15Ω); A R。 电流表(量程为25mA,内阻50Ω) V 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连接实物图 析:⑴ RX<R , 因此采用限流式接法 ×(2) R'? RA RV ? 500W RX=100Ω, ∵RX<R’ ∴采用电流表外接法RX a b A R。 V 2、要用伏安法来测量一个电阻RX(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,额定功率1W)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? ⑶画出实验电路图分析: R (1) RX>R ,因此采用分压式接法 A V (2) × ´ R'? RA RV ? 0.3 100 » 5.5KW RX=25KΩ ∴RX>R’ 因此采用安培表内接法R AV 3. 图为伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图。器材规格如下: ⑴待测电阻Rx(约100欧) ⑵直流毫安表(量程0—10毫安,内阻50欧) ⑶直流电压表(量程0—3伏,内阻5千欧) ⑷直流电源(输出电压4伏,内阻可不计) ⑸滑动变阻器(阻值范围0—15欧,允许最大电流1安) ⑹电键一个,导线若干条根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。分 ⑴由于待测电阻大于滑动变阻器的全值电阻,所以变阻器应采析 用分压式接法。 ⑵由于RA与RX相当,而RV>>RX,所以,采用安培表外接式。 ⑶若选用限流式接法,则通过回路的最小电流为: U 0 4 I min ? » A ? 24mA?10mA Rx ? R ? RA 100?15? 50 可见,只有选用分压式接法。 ⑷线路连接如下:第二章 电路 伏安法测电阻一、限流和分压电路 Rx1.限流式 E R 图中变 阻器起限流作用,求待测电阻Rx的电压可调范围 R x E ~ E Rx ? R2.分压式 Rx R E 图中变阻器起分压作用,求待测 电阻Rx的电压可调范围: 0 ~ E二、电阻的测量: 伏安法 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, U R ? I 1、伏安法测电阻的两种电路 ? 电流表接在电压表 V两接线柱外侧,通常叫 A“外接法” R? 电流表接在电压表 V两接线柱内侧,通常叫 A“内接法” R 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.电流表外接法 V电压表示数 A UV ? U R R电流表示数 R R I A ? I R ? IV V R测 ? R ? RV UV U RR ? R真 ? 测 < ? I A I R IV?误差原因:电压表的分流,分流越小,误差越小.?适合测量小电阻,即R<<RV.电流表内接法 V电压表示数 A UV ? U R ? RA R ? ?电流表示数 I A ? I R R测 R RA U U ?U ? V ? V RR测 > R真 I A I R?误差原因:电流表的分压,分压越少,误差越小.?适合测量大电阻,即R>>RA 2、伏安法测电阻电路选择 R R A 该值为临界值;当 ? , 即R ? RARV , R RV 内外接法均可;?若R ? RARV ,?若R ? RARV , 采用电流表内接法; 采用电流表外接法;?若R ? RARV ,例、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx:约55Ω,B.电流表A:量程0-3A (内阻0.1Ω)C.电压表V:量程0-15V (内阻4KΩ)确定电流表的内外接方式。 例、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 . R c A d V 例、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= . V V Rx Rx A A (a) (b) RX a A b V P例.指针P分别接触a和b,发现电压表示数无明显变化,电流表示数有明显变化,则P应接 b .图 5答案 对图甲:0.6 0.02 0.34 0.1 1.70对图乙:3.0 0.1 2.20 0.5 11.0 答案 见解析图 答案 A1 V1 见解析图 1、用伏安法测量一个电阻.器材有: 待测电阻 约为 RX a b RX( 15Ω); A R。 电流表(量程为25mA,内阻50Ω) V 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连接实物图 析:⑴ RX<R , 因此采用限流式接法 ×(2) R'? RA RV ? 500W RX=100Ω, ∵RX<R’ ∴采用电流表外接法RX a b A R。 V 2、要用伏安法来测量一个电阻RX(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,额定功率1W)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? ⑶画出实验电路图分析: R (1) RX>R ,因此采用分压式接法 A V (2) × ´ R'? RA RV ? 0.3 100 » 5.5KW RX=25KΩ ∴RX>R’ 因此采用安培表内接法R AV 3. 图为伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图。器材规格如下: ⑴待测电阻Rx(约100欧) ⑵直流毫安表(量程0—10毫安,内阻50欧) ⑶直流电压表(量程0—3伏,内阻5千欧) ⑷直流电源(输出电压4伏,内阻可不计) ⑸滑动变阻器(阻值范围0—15欧,允许最大电流1安) ⑹电键一个,导线若干条根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。分 ⑴由于待测电阻大于滑动变阻器的全值电阻,所以变阻器应采析 用分压式接法。 ⑵由于RA与RX相当,而RV>>RX,所以,采用安培表外接式。 ⑶若选用限流式接法,则通过回路的最小电流为: U 0 4 I min ? » A ? 24mA?10mA Rx ? R ? RA 100?15? 50 可见,只有选用分压式接法。 ⑷线路连接如下:第二章 电路 伏安法测电阻一、限流和分压电路 Rx1.限流式 E R 图中变 阻器起限流作用
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