电阻的测量方法(4)
发布时间:2021-06-07
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向c闭合,K1向_____闭合,记电流表读数为I2,则计算Rx的公式为Rx=____.
解析:当K1扳向a,K2扳向d时,电流表与Rx串联,得电流为I1;当K1扳向b,K2扳向c时,电流表与定值电阻R串联,得电流为I2,由于两种情况下,两支路两端电压未变,故I1Rx=I2R,得Rx=I2R/I1。
(4)已知一个电流表和一个定值电阻,求另一个电流表的内阻
当已知一个电流表(内阻未知)和一个定值电阻,求另一电流表内阻时,由于可以测量两个电流值,故也应用并联分流法。
例3:('2001,全国理综)实验室中现有如下器材:
电池E(电动势为10V,内阻约为1 );电流表A1(量程10A,内阻r1约为0.2 );电流表A2(量程300mA,内阻约为5 );电流表A3(量程250mA,内阻约为5 );电阻箱R1(最大阻值999.9 ,阻值最小改变量为0.1 );滑线变阻器R2(最大阻值100 );开关S,导线若干。
要求用如图所示电路测定图中电流表A的内阻
①在所给的三个电流表中,哪几个可用此电路精确测出其内阻?
②你要读出的物理量是__________________________,用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_______________。
解析:由于电流表内阻都未知,故不能直接用两电流表并联的方式来测量,这时可以将电路转变为如图12所示的情况,两表
读数之差便是通过定值电阻R1的电流值。故有I' I(I'-I)R1=IRx.即Rx=R1。另外由于题目要求精确测出I电流表内阻,而电流表A1的内阻约为0.2 ,与变阻箱的最小改变量0.1 相当,故不精确地测量其内阻值。0.1A2和A3的内阻约为5 ,可以精确到 100%=2%,因图5
此可以精确地测出A2和A3的值。
5.替换法
利用“如果待测电阻与未知电阻两端的电压和通过的电流相同,则两者阻值必相同”的等效替代的原理来测量未知电阻也是一种没有系统误差的好方法。
例4:要测出一个未知电阻的阻值Rx,现有如下器材:读数不准的电流计A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和若干根导线。①画出实验电路图,并在图中标出所选用器材的代码;②写出主要的实验操作步骤及Rx的表达式。
解析:由于只有一个电流表且不能准确读数,故不能
用来精确测量电流,但可以用来作指针指示某一固定的刻度。这时应想到用替代法(不需要精确读数)。电路如图13所示。先将开关扳向1,记下电流表的指针位置,然后把开关扳向2,调节变阻箱R1,使得电流表指针指向
原来的位置,这时电阻箱的读数即为待测电阻Rx的值。
6.半偏法
在测量电压表内阻等大电阻时,我们通常采用半偏
法来测量。如图14所示是半偏法测量时的电路图。实验时,先把R0调到零,再调节滑线变阻器R,使得电压表指针刚好满偏,然后保持R的滑片不动,调节电
阻箱R0,使得电压表指针刚好半偏,这时电阻箱的电
阻值就是待测电压表的内阻值。 图要注意的是,采用半偏法测量电阻时,由于前后两
种情况下,电阻中的电阻值变了,即由满偏转换到半偏情况下,电路的总电阻变大了,故分压支路上得到的电压变大了,此时电阻箱上的电压比电压表内阻RV上的电压(半偏时)要大一些,故电阻箱上的值比电压表内阻值大一些,即测量值大于真实值。这里的条件是:待测电压表的内阻足够大,远大于变阻器R的阻值,这样调节变阻箱时,对总电路电阻的影响可以忽略不计。
总之,测量电阻的方法很多,要根据具体情况具体分析,只要平时多想办法,多动脑筋,并熟练地掌握基础知识,解决这类设计性实验是不难的。
综合起来,对于电学设计性实验的解答可以按如下思路进行分析: 第一、分析实验目的,寻找实验原理
第二、分析实验器材,确定实验方法
第三、写出测量用公式,画出实验电路图
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