高中物理中测量电阻方法大全

2017-03-01 12:18孙紫薇
新教育时代·教师版 2016年41期
关键词:高中物理方法

孙紫薇

摘 要:在高中物理实验中,电阻大小的测量一直是物理教学中老师和学生的重点以及难点。高中物理教材也都已经给出了测量电阻的具体方法,但这只是一个大概的框架,没有详细说明,实际上测量电阻的方法还有很多。在这篇文章中整理了高中物理中测量电阻的几种方法,希望能够对大家有所帮助。

关键词:高中物理 电阻测量 方法

一、伏安法

1.安培表内接法

安培表内接法的意思是把安培表接在伏特表两个接线点的中间,使用安培表内接法需要已知、以及待测电阻的大致值。给出满偏电流和内阻的小电流表、阻值较大的定值电阻R,也就意味着考察小电流表改装成电压表的问题。

A.电路图

B.选择条件:①或②

C.主要给定的器材:安培表、伏特表或者是安培表、已知满偏电流和内阻的小电流表、阻值较大的定值电阻R。不必使用多用变、电阻箱。

D.测量值和真实值比较,这种方法存在系统误差。

2.安培表外接法

培表内接法的意思是把安培表接在伏特表两个接线点之外,使用安培表内接法需要已知、以及待测电阻的大致值。给出满偏电流和内阻的小电流表、阻值较大的定值电阻R,也就意味着考察小电流表改装成电压表的问题。

A电路图

B选择条件 ①或②

C.主要给定的器材 培表、伏特表或者是安培表、已知满偏电流和内阻的小电流表、阻值较大的定值电阻R。不必使用多用变、电阻箱。

D.测量值和真实值的比较 ,该方法存在系统误差。

3.试触法

实验室中具体操作,及待测电阻阻值大致值不在时用。题目讨论到试触法时用。伏特表一边接在电路中,另一边分别与

a,b两点接触,然后比较电压变化量和电流变化量大小,然后根据两变化量大小选择测量电路。

A.电路图

B.选择条件

若>,选安培表外接法;若<,选择安培表内接法。

C.主要给定器材 安培表、伏特表

D.测量值和真实值的比较

安培表内接法,安培表外接法

二、欧姆表测电阻

电路图

B.遵循关系

C.主要给定器材 仅多用表(含表笔)

D.测量值和真实值得比较

①当电池用的时间比较长的时候,测量值一般就会大于真实值。最简单判断方法就是欧姆档打在R1档时常常无法进行阻值调零,即使两表笔相碰,指针还是指在电阻大于零的位置。

②阻值R=示数倍率,由于阻值一定,示数太大时要增加倍率以调小示数,而示数太小时要减小倍率以增大示数。如果不这样做,容易产生较大的误差。

三、利用串并联关系和等效替代及改装知识

A.电路图

B.选择条件

①只要通过串并联电路关系和等效替代或改装可达到要求即可,但要学会组合电路,排除不合要求的情况。

②在组合电路中,还要利用题目给定的数据进行合理性判定。

C.备注说明

①已知内阻的小电流表可当成一个小电压表看待,用它并联到待测小电阻两端,再利用两端电压相等特点求兄啊电流表内阻。

②已知内阻的电压表相当于一个小电流表,也作为一个两端电压已知的电阻看待。当电压表内阻已知或要求出,且又给出小电流表时,电压表和电流表均可串联在电路中使用。

③已知内阻的小电流表和一个定值电阻(阻值通常比较大)可改装为一个电压表来使用。

④一般考虑量差法应用,主要列以下三个关系式求未知量:

串联时: 并联时:

⑤器材组合使用的时候,如果仪表指针偏转范围没有达到一半以上一般不采用,除非完全做不到这一点。

四、半偏法测电阻

1.半偏法测电流表的内阻

A.原理:半偏法测电流表的内阻主要利用的是欧姆定律和并电路的电流分配关系,以为电流表可以读出自身的电流,所在在电流减半的时候,必定会有另一支路分掉另一半的电流,在总电流保持不变的情况下,电阻箱读出该支路的电阻等于电流表的电阻。

B.电路

C.步骤:①先闭合,调节使电流表指针满偏。

②再闭合,保持电阻不变,调节使电流表指针半偏,记下的值。

③若

D.误差分析

在用半偏法测电流表的内阻的试验中,当闭合开关时,调节让电流表半偏,也就是通过电流表的电流为,此时干路总电流因回路中总电阻的变小而变大,和比起来略大,所以流过的电流将大于,因此电流表内阻的测量值和真实值比起来要小。

2.半偏法测电压表内阻

A.电路图

B.步骤

①把电阻箱的阻值调到0,把滑动变阻器的触头P滑到a端。

②闭合开关S,调节R使电压表指针满偏。

③保持滑动变阻器触头位置不变,调节使电压表指针半偏,记下的值。

④若,有

C.误差分析

保持R不变,调节使电压表半偏,会使电压表和电阻箱串联部分电路总电压稍微大一些,而让电压表半偏,则电阻箱 电压,这样的话就会造成电压表测量值比真实值偏大。

五、等效替代法

A.电路图

B.选择条件

用电阻箱电阻替代待测电阻,电阻箱总阻值比待测电阻阻值要稍微大些。

C.主要给定的器材:电流表、电阻箱、单刀双掷开关

D.步骤

先将开关打在a点,读出电流表示数,再将开关打在b点,调节电阻箱阻值,使通过电流表电流大小和打在a点时一样,这样=

六、双表法测电阻

1.双表法测电流表内阻

A.电路图

B.选择条件:可变电阻,电阻箱总值,电源电动势E足够大

C.主要器材:电阻箱、可变电阻、满偏电流与待测电流相差不大的辅助电流表

这是利用串并联干洗测电流表内阻的典型方法

双表法是理论上测小电流表内阻最准确的方法。

2.双表法测电压表内阻

A.电路图

B.选择条件:可变电阻,电阻箱总值,电源电动势E足够大

C.主要器材:电阻箱、小阻值滑动变阻器、满偏电压与待测电压表相差不大的辅助电压表(可以考虑用电流表改装)

这是利用串并联干洗测电压表内阻的典型方法

双表法是理论上测电压表内阻最准确的方法。

七、总结

1.给欧姆表只能考虑欧姆表测量。

2.如果器材中有电阻箱的话,一般情况下选择半偏法、双表法、等效替代法等测量电阻。

3.如果器材中没有给出电阻箱,可以考虑伏安法以及利用串并联关系和等效替代及改装知识组合电路测电阻。

4.如果需要比较精确的测量一个电阻,则需要排除伏安法、半偏法因为其存在系统误差,不可避免。

5.给出某一架电流表或电压表内阻值,一般提示可将电流表視为小电压表看待,可将小电压表当作小电流表看待。

参考文献

[1]王良调.《联想解题》(高中物理),2000年12月第一版,吉林人民出版社

[2]牛鑫哲.《题源》(高中物理实验),2005年3月第二版,河北教育出版社

[3]傅绍政.《各个击破》(实验),2006年3月第六版,延边人民出版社

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