測量電阻的八種方法
①最直接的測電阻方法——多用電錶測量法
直接用歐姆表測量電阻簡單快捷,但由於歐姆表的刻度不均,誤差較大,只能粗略測量電阻.
②最基礎的測電阻方法——伏安法
電流表外接法和內接法電路:
這是電流表和電壓表內阻都未知的情況下將就使用,都有原理設計誤差。如果電流表內阻已知,就意味著電流表分壓已知,那就用電流表內接法,不用判斷(大內偏大),無原理誤差。
如果電壓表內阻已知,就意味著電壓表分流已知,那就用電流表外接法,不用判斷(小外偏小),無原理誤差。
電路如圖:
④最靈活的測電阻方法(1)——安安法
安安法核心也是伏安法,只是用安培表代替伏特表,所以安培表內阻必須知道。
⑤最靈活的測電阻方法(2)——伏伏法
伏伏法核心也是伏安法,只是用伏特表代替安培表,所以伏特表內阻必須知道。
⑥測電流表內阻的專用方法——電流半偏法
⑦測電壓表內阻的專用方法——電壓半偏法
電路如圖所示:
實驗中調節電阻箱R₃,當電流計讀數為零時,A、B兩點的電勢相等,R₁和R₃兩端的電壓相等,設為U₁。同時R₂和Rₓ兩端的電壓也相等,設為U₂.根據歐姆定律有:U₁/R₁=U₂/R₂,U₁/R₃=U₃/Rₓ。解得R₁/R₂=R₃/Rₓ,這就是電橋平衡的條件,可求出被測電阻Rₓ的阻值。
拓展方法:
①伏阻法:
本質上也是伏安法為基礎,因為沒有電流表,所以就將已知電阻與未知電阻串聯,用電壓表分別測出兩電阻的電壓,用已知電阻電流代替未知電阻電流。
實驗步驟:
(a)S閉合測出R₀的電壓為U₀; I = U₀ /R₀
(b)再測出Rx的電壓為Uₓ ; I=Uₓ/Rₓ
(c)Rₓ= Uₓ×R₀/U₀
原理設計誤差:忽略了Rₓ真實電流大於測量電流,所以真實值小於測量值。
變式:若沒有定值電阻R₀,有一個最大阻值為R₀的滑動變阻器,測出待測電阻Rₓ(有電壓表)
實驗步驟
(1)P到a時電壓表的示數為U₁;
(2)P到b時電壓表的示數為U₂;
(3)則Rx= U₂×R₀/ (U₁-U₂)
②安阻法
1.只有電流表(無電壓表)如何測電阻
電路圖:
(1)S閉合測出R₀的電流為I₀; U=I₀*R₀
(2)在測出Rₓ的電流為Iₓ ; U=Iₓ*Rₓ
(3)Rₓ= I₀*R₀/Iₓ
改進方案一:
(1)S1合,S2開電流表的示數為I₁;(U=I₁*Rₓ)
(2)S2合,S1開電流表的示數為I₂;( U=I₂*R₀)
(3)Rₓ= I₂*R₀/I₁
改進方案二:
實驗步驟 :
(1)S1合S2開測出電流表的示數為I₁; U=I₁*Rₓ
(2) S1、S2閉合測出電流表的示數為I₂; U=(I2₂–I₂) *R₀
(3)則待測電阻Rₓ= ( I₂- I₁)R₀/ I₁
2.若沒有定值電阻R₀,有一個最大阻值為R₀的滑動變阻器,能否測出待測電阻Rₓ 呢?(有電流表)
(1)P到a時電流表的示數為Ia; U=Ia*Rₓ
(2)P到b時電流表的示數為Ib; U=Ib*(Rₓ+R₀)
(3)則Rx= Ib*R₀/(Ia-Ib)
3.只有電流表和定值電阻串接測出待測電阻Rₓ
實驗步驟:
(1)S1、S2合電流表的示數為I₁; U=I₁*Rₓ
(2)S1合S2開電流表的示數為I₂; U=I₂*(Rₓ+R₀)
(3)Rₓ=I₂*R₀/(I₁-I₂)
測量電阻的八種方法
①最直接的測電阻方法——多用電錶測量法
直接用歐姆表測量電阻簡單快捷,但由於歐姆表的刻度不均,誤差較大,只能粗略測量電阻.
②最基礎的測電阻方法——伏安法
電流表外接法和內接法電路:
這是電流表和電壓表內阻都未知的情況下將就使用,都有原理設計誤差。如果電流表內阻已知,就意味著電流表分壓已知,那就用電流表內接法,不用判斷(大內偏大),無原理誤差。
如果電壓表內阻已知,就意味著電壓表分流已知,那就用電流表外接法,不用判斷(小外偏小),無原理誤差。
電路如圖:
④最靈活的測電阻方法(1)——安安法
安安法核心也是伏安法,只是用安培表代替伏特表,所以安培表內阻必須知道。
電路如圖:
⑤最靈活的測電阻方法(2)——伏伏法
伏伏法核心也是伏安法,只是用伏特表代替安培表,所以伏特表內阻必須知道。
電路如圖:
⑥測電流表內阻的專用方法——電流半偏法
電路如圖:
⑦測電壓表內阻的專用方法——電壓半偏法
電路如圖:
電路如圖所示:
實驗中調節電阻箱R₃,當電流計讀數為零時,A、B兩點的電勢相等,R₁和R₃兩端的電壓相等,設為U₁。同時R₂和Rₓ兩端的電壓也相等,設為U₂.根據歐姆定律有:U₁/R₁=U₂/R₂,U₁/R₃=U₃/Rₓ。解得R₁/R₂=R₃/Rₓ,這就是電橋平衡的條件,可求出被測電阻Rₓ的阻值。
拓展方法:
①伏阻法:
本質上也是伏安法為基礎,因為沒有電流表,所以就將已知電阻與未知電阻串聯,用電壓表分別測出兩電阻的電壓,用已知電阻電流代替未知電阻電流。
實驗步驟:
(a)S閉合測出R₀的電壓為U₀; I = U₀ /R₀
(b)再測出Rx的電壓為Uₓ ; I=Uₓ/Rₓ
(c)Rₓ= Uₓ×R₀/U₀
原理設計誤差:忽略了Rₓ真實電流大於測量電流,所以真實值小於測量值。
變式:若沒有定值電阻R₀,有一個最大阻值為R₀的滑動變阻器,測出待測電阻Rₓ(有電壓表)
實驗步驟
(1)P到a時電壓表的示數為U₁;
(2)P到b時電壓表的示數為U₂;
(3)則Rx= U₂×R₀/ (U₁-U₂)
②安阻法
1.只有電流表(無電壓表)如何測電阻
電路圖:
實驗步驟:
(1)S閉合測出R₀的電流為I₀; U=I₀*R₀
(2)在測出Rₓ的電流為Iₓ ; U=Iₓ*Rₓ
(3)Rₓ= I₀*R₀/Iₓ
改進方案一:
實驗步驟:
(1)S1合,S2開電流表的示數為I₁;(U=I₁*Rₓ)
(2)S2合,S1開電流表的示數為I₂;( U=I₂*R₀)
(3)Rₓ= I₂*R₀/I₁
改進方案二:
實驗步驟 :
(1)S1合S2開測出電流表的示數為I₁; U=I₁*Rₓ
(2) S1、S2閉合測出電流表的示數為I₂; U=(I2₂–I₂) *R₀
(3)則待測電阻Rₓ= ( I₂- I₁)R₀/ I₁
2.若沒有定值電阻R₀,有一個最大阻值為R₀的滑動變阻器,能否測出待測電阻Rₓ 呢?(有電流表)
實驗步驟:
(1)P到a時電流表的示數為Ia; U=Ia*Rₓ
(2)P到b時電流表的示數為Ib; U=Ib*(Rₓ+R₀)
(3)則Rx= Ib*R₀/(Ia-Ib)
3.只有電流表和定值電阻串接測出待測電阻Rₓ
實驗步驟:
(1)S1、S2合電流表的示數為I₁; U=I₁*Rₓ
(2)S1合S2開電流表的示數為I₂; U=I₂*(Rₓ+R₀)
(3)Rₓ=I₂*R₀/(I₁-I₂)