2.替代法:不论是伏安法还是比例法,由于电压表的内电阻不可能是无穷大,电流表的内电阻不可能是零,所以原则上说,总是存在由仪表内阻产生的系统误差。但不用仪表又无法测量,那么有没有办法可以消除仪表内阻所造成的系统误差呢?这就是采用替代法。(1)用电阻箱、电流表测量:用一个单刀双掷开关S和标准电阻箱R0、待测电阻RX以及电流表如图连接电路。将单刀双掷开关S接1。
记录下通过待测电阻RX的电流强度IX;将单刀双掷开关改接到2,调节电阻箱R0的阻值,使电流表的示数I0=IX,这时标准电阻箱的电阻示数就等于待测电阻RX的阻值。因为单刀双掷开关在1、2两个不同位置时,除了R0取代了RX以外,电路的其余部分完全相同,所以当两次电流表示数相等时,应有RX=R0。(2)用电阻箱、电压表测量:用一个单刀双掷开关S和标准电阻箱R0、待测电阻RX以及电压表如图连接电路,当将单刀双掷开关S接1,记录下待测电阻RX两端的电压UX;将单刀双掷开关改接到2,调节电阻箱R0的阻值,使U0=UX,这时标准电阻箱的电阻R0数就等于待测电阻RX的阻值。以上方法测量电阻时,不论电流表或电压表的内阻多大,对测量结果都不发生影响,测量结果的精密程度完全取决于标准电阻箱R0的精密程度。
[应用2](05全国高考)利用图中给定的器材测量电压表V的内阻Rv。图中B为电源(内阻可忽略不计),R为电阻箱,S为电键。
(1)将图中实物连接为测量所用的电路。
(2)写出实验中必须记录的数据(用符号表示),并指出各符号的意义: 。
(3)用(2)中记录的数据表示Rv的公式为Rv=
知识点三滑动变阻器的两种接法
1.比例法:利用串、并联电路的特点测量电阻,即利用串联电路中电流处处相等,电压与电阻成正比;并联电路中,电压相等,电流与电阻成反比测量电阻。(1)串联测量法:如图所示,用两个完全相同的电压表分别并联在待测电阻RX 和标准电阻R0上,记下两个电压表的示数UX和U0,则待测电阻RX为:RX= R0UX/ U0 (2)并联测量法:如图所示,用两个完全相同的电流表分别串联在待测电阻RX和标准电阻R0,记下两个电流表的示数IX和I0,则待测电阻RX为:RX= R0I0/ IX。
3.实验试探法:按图接好电路,让电压表的一根接线P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有显著的变化,而电流表的示数变化不显著,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有显著的变化,而电压表的示数变化不显著,则可采用电流表内接法。判断示数变化是否显著时,要比较变化量比初始示数的比值,比值大的说明变化显著。.
[应用1](07北京西城模拟)某同学用伏安法测一个未知电阻,他先将电压表接a点,读得两表示数分别为U1= 3.()V,I1=3.0mA,然后将电压表改接在a点,读得两表示数分别为U2=2.9 V,I2=4.0 mA,如图所示。由此可知电压表应接到 点误差较小,测得R值应为 Ω。
导示: 两种接法中两表示数变化分别为:
可见电流表示数的变化较电压表示数变化明显,这说明电压表的分流作用较大。为了减小误差,应采用电流表内接法,即电压表接在a点。当电压表接在a点时,R=U1/I1
知识点二测量电阻的其他方法
2.临界值计算法:当内外接法相对误差相等时,有RA/RX=RX/RV,所以为临界值,待测电阻比临界值大,用内接法;待测电阻比临界值小,用内接法;待测电阻与临界值相差不多,两种方法都可以。
1.阻值比较法:先将待测电阻的粗约值与电压表、电流表内阻进行比较,若R《RV,宜采用电流表外接法;若R》RA,宜采用电流表内接法。
3.两种控制电路;(如图所示)
知识点一确定电流表内接、外接的方法
2.两种测量电阻的电路:(如图所示)
它们的等效电路图:(如图所示)
1.原理:部分电路欧姆定律
2.学会测量金属丝电阻率的测量方法。
[知识再现]
伏安法测电阻
1.学会电阻测量的实验设计方案和掌握数据处理方法。
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