伏安法测电阻的原理及其简单应用.doc

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1、2.4伏安法测电阻的原理及其简单应用考试说明要求的实验要求会使用的测量仪器说明测定金属的电阻（率）游标卡尺刻度尺电阻箱伏安法测电阻描绘小电珠的伏安特性曲线电流表电压表电阻箱测定电源的电动势和内阻电流表电压表电阻箱练习使用多用电表多用电表（欧姆表的电路结构、电流方向；各表盘的区别和读法）传感器的简单使用多用电表（测光敏和热敏电阻时会选择合适的倍率）结合高考谈伏安法测电阻：纵观近几年的实验题，题目年年翻新，没有一个照搬课本中的实验，全是对原有实验给予改造、改进、甚至创新，但题目涉及的基本知识和基本技能仍然立足于课本实验。实验题作为考查实验能力的有效途径和重要手段，在高考试

2、题中一直占有相当大的比重，而电学实验因其实验理论、步骤和完整性及与大学物理实验结合的紧密性，便成了高考实验考查的重中之重，电阻测量成为高考考查的焦点，伏安法测电阻是电阻测量最基本的方法，伏安法测电阻常涉及电流表内、外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择，前者是考虑减小系统误差，后者是考虑电路的安全及保证可读取的数据。另外考题还常设置障碍让考生去克服，如没有电压表或没有电流表等，这就要求考生根据实验要求及提供的仪器，发挥思维迁移，将已学过的电学知识和实验方法灵活运用到新情景中去。这样，就有效地考查了考生设计和完成实验的能力。一.伏安法测电阻基本原理1.实验原理：伏安

3、法测电阻的基本原理是欧姆定律R=U/I，只要测出元件两端电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。2.测量电路的系统误差控制：（1）电流表内接法：（当RX>>RA时）（2）电流表的外接法:（当RV>>RX时）电阻测量值大于真实值，即电阻的测量值小于真实值，即R测=R测=3.控制电路的安全及偶然误差：根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择。①滑小必分②烧表必分③零起必分④滑大可限（1）滑动变阻器限流接法：（2）测动变阻器分压接法：二.伏安法测电阻的简单应用1.实验电路的选择：(组合)（1）内接法+限流式：（2）外

4、接法+限流式：（3）内接法+分压式：（4）外接法+分压式：2.测量仪器的选择原则：⑴电路工作的安全性（即不会出现电表等实验器材烧毁的现象）⑵能否满足实验要求（常需考虑便于多次测量取平均值包括公式法、图像法）⑶选择器材的一般思路：首先确定实验类型及其条件（如：伏安法、测电源、简单设计）然后按“电源—电压表—电流表—变阻器”顺序依次选择（注意表的改装及其组合）⑷电源的选择：①取电动势较大的电源以获得更多的测量数据（在用电器允许的最大电压的访问内）②同等情况下取内阻较小的电源以获得较稳定的路端电压⑸电表的选择：在不超量程的前提下取量程较小的表以便测量时数据能在满刻度的2/3

5、左右⑹变阻器的选择：便于调节，能小取小⑺其它电学元件的选择:根据电路设计的实际需要妥当取舍（如：电阻箱、固定电阻、开关）三.伏安法测电阻的实例分析测定金属的电阻（率）金属丝电阻较小采用外接法电路也可以用分压式较准确描绘小电珠的伏安特性曲线小电珠电阻较小采用外接法电路必须采用分压式画曲线注意小电珠的替代品的实验1.测定金属的电阻（率）：【实验原理】用刻度尺测一段金属导线的长度L，用螺旋测微器(可用直尺或卡尺代替)测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定律，金属的电阻率:ρ=RS/L=πd2R/4LVRASE图1【实验器材】金属丝千分尺(直尺或卡尺)电流表电压表

6、电源滑动变阻器电键导线【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3v直流电源，安培表选0-0.6A量程，伏特表选0-3V档，滑动变阻器选0-20Ω。【实验数据记录、处理】测量次数123平均值导线长/m导线直径/m测量次数123电阻平均值电压U/V电流I/A电阻R/Ω导线的横截面积S=所测金属的电阻率ρ=【点拨】为了减少电阻的计算误差，可以作U-I图象求出电阻的平均值【实战演练】例1.测定一根粗细均匀的阻值约为几欧的金属丝的电阻率可供选择的实验器材如下：

7、A．伏特表（03V，内阻3kΩ）B．伏特表（015V，内阻20kΩ）C．安培表（00.6A，内阻1Ω）D．安培表（03A，内阻0.2Ω）E．滑动变阻器（020Ω，I允=1.00A）F．滑动变阻器（0100Ω，I允=0.60A）G．6V电池组H．电键、导线若干①电路实验时应选用器材：（填序号）②请在右框内画出实验原理图并连接好实物图。③若金属丝长度为L、横截面积为S、测得的电压和电流分别为U和I，则ρ=.0.63－A－153V2.描绘小电珠的伏安特性曲线：【实验原理】金属的电阻率随温度升高而增大，使得金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。一只灯泡在不