1. 用多種方法測未知電阻Rx的阻值 !!急死了,在線等
1、將電源、開關、未知電阻、電流表連入電路。記下此時的電流值。
用電阻箱替換未知電阻,其他不變。調節電阻箱的阻值,直到電流表示數等於剛才的電流值。
則此時電阻箱的阻值等於未知電阻Rx
(方法很多,這是最簡單的)
2、用電壓表測出電源電壓。
將電源、開關、未知電阻、電阻箱、電流表連入電路,且組成電阻箱和未知電阻的串聯電路。電壓表測量未知電阻的電壓(也可以測電阻箱的電壓)
當電壓表示數為電源電壓的一半時,此時電阻箱的阻值等於未知電阻Rx
(這也是其中一種方法而已)
3、用電源,開關,電壓表,電流表各一個,未知電阻Rx組成一個電路,電流表測未知電阻的電流,電壓表測未知電阻的電壓。
則Rx=Ux/Ix
4、用電源,開關,電壓表,已知電阻R0
,未知電阻Rx組成電路,且Ro和Rx串聯。
先用電壓表測出Ro的電壓Uo,則用電壓表測出Rx的電壓Ux
則,Rx=Ux/Ix=Ux/(Uo/Ro)
每一種情況都有很多種方法的
直接測量
這是利用專門的測量儀表對電阻進行測量的方法。例如:用萬用表歐姆檔測量電阻,可以直接讀取數據。為了提高測量的准確度也可以採用直流單臂電橋測量電阻,這也屬於直接測量。有些小電阻可以用直流雙臂電橋進行測量,直接讀取數據。阻值在100—1000μΩ的電阻可以用微歐計直接測量。採用兆歐表可以直接測量大電阻,但誤差較大。[1]
間接測量
當被測量不能直接測量時,可以先測量與被測量有一定函數關系的物理量,然後再按函數關系計算被測量的大小,這種方法稱為間接測量。例如,想要測量一盞白熾燈燈泡中鎢絲的電阻,但白熾燈在工作時帶電,且燈泡中鎢絲的電阻隨溫度變化,我們就無法用萬用表直接測量燈泡中鎢絲的電阻值。這時,我們可用電壓表和電流表分別測量與燈泡中鎢絲電阻有一定函數關系的物理量:電壓U和電流I,然後根據歐姆定律計算燈泡中鎢絲電阻R。
用電壓表和電流表測量電阻兩端的電壓和通過電阻的電流,然後根據歐姆定律計算電阻阻值的間接測量方法,叫伏安法。用伏安法測量電阻時,根據電壓表在電路中的位置,測量電路的連接有電壓表前接和電壓表後接兩種方式。[1]
具體方法
電阻的測量方法有:(1)伏特計一安培計法,(2)諧振法,(3)歐姆表法,(4)直流電橋法,(5)數字式歐姆表法等。
伏特計一安培計法是通過測出流過被測電阻的電流和端電壓後,用歐姆定律計算出電阻的方法。這種方法雖簡單,使用卻不多。
歐姆表法測量電阻器的阻值,雖精度不高,但可滿足一般使用要求。這種方法,由於方便,是最常用的測量阻值的方法。歐姆表的精確度,有賴於電流表的精確度和電源電動勢的穩定性,所以它的精度不高,測量誤差較大。為此,定期對歐姆表進行檢查,是十分必要的。常用的檢查方法是通過測量精密電阻(標准電阻),並進行對比後加以修正。
常用的測量電阻器阻值的方法除歐姆表法外,還有電橋法。電橋法的測量精度高於歐姆表法。電橋的種類很多,使用最為普遍的電橋是惠斯登電橋和凱爾文電橋。
隨著集成電路和數字技術的發展,已製成多種新型的電阻測量儀器。數字式歐姆表它們都是把電阻變換成電壓,然後用模/數轉換式電壓表測定電壓,再從電壓來確定待測電阻R。
可變電阻和電位器的主要測試項目是測定其阻值和調節中心抽頭位置時有否雜訊出現。阻值的測定方法,常用的雜訊檢測法有歐姆表法和示波器法
3. 實驗室只有電壓表和定值電阻,或電流表和定值電阻,如何測量未知電阻值畫出實驗電路圖,寫出實驗步驟
若實驗室只有電壓表和定值電阻,要測量未知電阻值。方法是:1、將電池、開關、定值電阻、待測電阻用導線連成串聯電路。2、閉合開關後,用電壓表分別測出定值電阻和待測電阻兩端的電壓。3、根據串聯電路電流相等,結合歐姆定律進行求解就出待測電阻的值。
若實驗室只電流表和定值電阻,要測量未知電阻值。方法是:1、將電池、開關、定值電阻、待測電阻用導線連成並聯電路。2、閉合開關後,用電流表分別測出定值電阻和待測電阻的電流。3、根據並聯電路電壓相等,結合歐姆定律進行求解就出待測電阻的值。
4. 測電阻的方法有哪些嘞
測量電阻是電學實驗中常見的測量之一,以下是一些常用的測量電阻的方法:
萬用表法:使用萬用表測量電阻,需要將電阻兩端接入萬用表的電阻檔,然後讀取顯示值。
橋式測量法:橋式測量法是通過使用橋式電路來測量電阻值,這種方法可以提高測量精度。
恆流源法:恆流源法是通過將一個恆定電流流過電阻,然後測量電壓來計算電阻值。
電壓法:電壓法是通過施加一個已知電壓,然後測量電阻兩端的電壓來計算電阻值。
反比例法:反比例法是利用歐姆定型余律,將電阻接成電路的一部分,然後改變電路中的電壓或電流來計算電阻值。
注意:在進行電阻測量時,需要注意測量時的環境和實驗條件,如溫度、濕度等因素,以確保測量結果衡坦的准確性。此外,也需要注意保護測量儀器,避免在測量過程中對儀器造成損壞卜攔滾。
5. 測電阻的10種方法
十種測電阻方法歸納
(一)伏安法測電阻
伏安法測電阻是初中物理中一個重要的實驗,本實驗可以利用電壓表和電流表分別測出
未知電阻Rx的電壓、電流,再用歐姆定律的變形公式求出Rx的阻值。由於電壓表也叫伏
特表,電流表也叫安培表,所以這種用電壓表、電流表測電阻的方法叫'伏安法'。
1.原理:由歐姆定律 推出
2.電路圖:(見圖 1)
3.器材:小燈泡(2.5V)、電流表、電壓表、開關、電池阻(3V)、定值電阻(10Ω)、
滑動變阻器、導線。
4.注意點:
ⅰ連接電路時,開關應斷開,滑動變阻器應調到最大阻值處。
ⅱ滑動變阻器的作用:
(1)保護電路;
(2)改變小燈泡兩端的電壓和通過的電流。
ⅲ本實驗中多次測量的目的是:測出小燈泡在不同情況(亮度)下的電阻。
5.實驗步驟:
(1)根據電路圖把實驗器材擺好。
(2)按電路圖連接電路。
(在連接電路中應注意的事項:①在連接電路時,開關應斷開。②注意電壓表和電流表
量程的選擇,'+'、'-'接線柱。③滑動變阻器採用'一上一下'接法,閉合開關前,滑
片應位於阻值最大處。)
(3)檢查無誤後,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片(注意事項:移動要慢),分別
使燈泡暗紅(燈泡兩端電壓 1V)、微弱發光(燈泡兩端電壓 1.5V)、正常發光(燈泡兩端
電壓 2.5V),測出對應的電壓值和電流值,填入下面的表格中。
實驗次數 燈泡亮度 電壓 U/V 電流 I/A 電阻 R/Ω
1 燈絲暗紅 1
2 微弱發光 1.5
3 正常發光 2.5
同時,在實驗過程中,用手感受燈泡在不同亮度下的溫度。隨著燈泡亮度的增加,燈泡
的溫度 升高。
(4)算出燈絲在不同亮度時的電阻。
6.分析與論證:
展示的幾組實驗表格,對實驗數據進行分析發現:燈泡的電阻不是定值,是變化的。
是什麼原因使燈絲的電阻發生變化的呢?是電壓與電流嗎?
難點突破:(我們對比一個實驗如圖 2:用電壓表、電流表測定值電阻的阻值 R)
發現:R是定值,不隨電壓、電流的變化而變化。
通過論證,表明燈絲的電阻發生改變的原因不在於電壓與電流,那是什麼原因造成的
呢?我們在前面學過,影響電阻大小的因素有哪些?(材料、長度、橫截面積和溫度。)
那是什麼因素影響了燈絲的電阻呢?(是溫度。)溫度越高,燈絲電阻越大。這個實驗
再一次驗證了這一點。
(二)測電阻的幾種特殊方法
1.只用電壓表,不用電流表
方法一:如果只用一隻電壓表,用圖 3所示的電路可以測出未知Rx的阻值。
具體的作法是先用電壓表測出Rx 兩端的電壓為Ux;再用這只電壓表測出定值電阻R0
兩端的電壓為U0。根據測得的電壓值Ux、U0和定值電阻的阻值R0,可計算出Rx的值為:
用這種方法測電阻時一隻電壓表要連接兩次。
方法二:如果只用一個電壓表,並且要求只能連接一次電路,用圖 4所示的電路可以測
出未知Rx的阻值。
具體的作法是先閉合S1,讀出電壓表的示數為U1,再同時閉合S1 和S2,讀出這時電
壓表的示數為U2。根據測得的電壓值U1、U2和定值電阻的阻值R0。
根據分壓公式可計算出Rx的值:
方法三:如果只用一個電壓表,並且要求只能連接一次電路,用圖 5所示的電路可以測
出未知Rx的阻值。
具體的作法是先把滑動變阻器的滑片 P 調至 B 端,閉合開關,記下電壓表示數U1;把
滑動變阻器的滑片 P調至 A端,記下電壓表示數U2。根據測得的電壓值U1、U2和定值電阻
的阻值R0,可計算出Rx的值:
以上方法,需要測量兩次電壓,所以也叫'伏伏法';根據所給器材有電壓表和一個已
知阻值的電阻R0,所以又叫'伏阻法'。
2.只用電流表,不用電壓表
方法一:如果只用一隻電流表,用圖 6所示的電路可以測出未知Rx的阻值。先後用電
流表測出通過R0 和Rx的電流分別為I0、Ix,根據測得的電流值I0、Ix 和定值電阻的
阻值R0,根據分流公式可計算出Rx的值為
方法二:用圖 7所示的實驗電路也可以測出未知Rx的阻值。先閉合開關S1,讀出電
流表的示數為 I1,再斷開S1閉合S2,讀出這時電流表的示數為 I2。根據測得的電流值 I1、
I2和定值電阻的阻值R0。
根據分流公式可計算出Rx的值:
方法三:如果只用一個電流表,並且要求只能連接一次電路,用圖 8所示的電路也可以
測出未知Rx的阻值。
具體的作法:是先閉合開關 S1,讀出電流表的示數為 I1,再同時閉合 S1、S2,讀出這
時電流表的示數為 I2。根據測得的電流值 I1、I2和定值電阻的阻值R0。
計算過程如下:設電源電壓為U,當只閉合 S1時,根據歐姆定律的變形公式U=I(R
x+R),可得U=I1(Rx+R0)①;當再同時閉合 S1、S2,R0 被短路,這時有:U=I2Rx
②。
聯立①②解方程組得
方法四:如果只用一個電流表,並且要求只能連接一次電路,用圖 9所示的電路也可以
測出未知Rx的阻值。
具體的作法:把滑動變阻器的滑片 P 調至 A 端,讀出電流表的示數為 IA,再把滑動變
阻器的滑片 P 調至 B 端,讀出這時電流表的示數為 IB。根據測得的電流值 IA、IB和定值電
阻的阻值RAB。同樣可計算出Rx的值:
以上方法,需要測量兩次電流,所以也叫'安安法';根據所給器材有電流表和一個已
知阻值的電阻R0,所以又叫'安阻法'。
總之,用伏安法測電阻的基本原理是測定電阻兩端的電壓和流過電阻的電流。在缺少器
材(電流表或電壓表)的情況下,我們可用間接的方法得到電壓值或電流值,仍然可以測量
電阻的阻值。因此,在進行實驗復習時要特別重視原理的理解,這是實驗設計的基礎。
3.等效替代法
方法一:用圖 10 所示的電路也可以測出未知Rx的阻值。當 S扳到 A時電流表的示數
為 I,再將 S 扳到 B時,調節 R0(電阻箱)的電阻,使電流表示數仍為 I,即 RX=R0。
方法二:若只有一隻電壓表和電阻箱,則可用替代法測電阻的阻值,如圖 11 所示。先
合上開關 S1,把單刀雙擲開關 S2打到 1,調節滑動變阻器的阻值,使電壓表有一合適的示數
U0。再把單刀雙擲開關 S2打到 2,調節電阻箱的阻值,使電壓表的示數仍為 U0,則此時電阻
箱的示數即為待測電阻 Rx的阻值,即 RX=R0。
等效法雖然也有一塊電壓表或一塊電流表,但在電路中的作用不是為了測量出電壓或電
流,而是起到標志作用。
三、典型例題
1.有一個阻值看不清的電阻器 Rx,要測出它的電阻值。
(1)小明按圖 12 的電路圖連接好電路,檢查無誤後閉合開關 S,觀察到電壓表的示數
為 1.6V,電流表的示數如圖 13所示,則通過電阻器 Rx的電流為_____A,Rx的電阻為____Ω。
(2)圖 14是小虎做這個實驗連接的實物圖,請你指出其中的三個錯誤或不妥之處。
①____________________________________________________________________;
②____________________________________________________________________;
③____________________________________________________________________。
分析與解:
(1)在對電壓表、電流表讀數時,要先看清接線柱找到對應的量程,弄清分度值,再根
據指針的位置進行讀數。圖乙中根據接線柱確定是按 0~0.6A量程進行讀數,對應的分度值
為 0.02A,因此讀數為 0.2A+0.02A×6=0.32A。
(2)電路的錯誤一般都是電流表、電壓表和滑動變阻器連接錯誤。先看電流表,是串聯
連接沒錯,從圖乙看量程也沒錯,但電流是從負接線柱流進,這是不正確的。再看滑動變阻
器,接線方法顯然錯誤,這樣接入電路的是它的最大電阻,移動滑片電阻不變。電壓表是並
聯連接,正負接線柱連接正確,但量程過大,因為電源電壓不超過 3V,選小量程測量結果
要相對准確些。
答案:(1)0.32;5 。
(2)①電流表的正負接線柱接反了;
②把滑動變阻器的電阻線兩端接入電路,無法改變電阻大小;
③電壓表的量程選大了。
2.物理課上老師請同學們設計一個測量未知電阻 Rx 的實驗,各組同學都提出了
自己的設計方案,下列是兩組同學的設計情況。
(1)甲組同學決定採用伏安法,請你在虛線方框內幫他畫出實驗電路圖。並說明所需
測量的物理量:①___________; ②___________;
(2)乙組同學設計了不同的方案,經討論後同學們達成共識,設計的電路如圖 15,以
下是他們的實驗操作步驟:
①按電路圖連接好實物電路。
②_______________________________________________________。
③_______________________________________________________。
(3)請你用所測物理量寫出兩種方案未知電阻 Rx的數學表達式:
甲組:Rx=___________。乙組:Rx=___________。
分析與解:本題同時考查了伏安法測電阻和只用一隻電流表測電阻兩種不同的電阻測量
方法。在伏安法測電阻的電路圖中,要用一隻電壓表和一隻電流表分別來測未知電阻的電壓
和電流,特別是別忘了串聯一隻滑動變阻器,需要測量的物理量是未知電阻的電流和電壓。
只用一隻電流表來測電阻,電源電壓未知,如果只測出一次電流值,無法求出未知電阻的阻
值,我們可以設法測出兩次電流值,分流公式解出未知電阻 Rx 的阻值。具體做法是:先斷
開開關,讀出電流表的示數為I1;再閉合開關,讀出電流表的示數為I2,再根據分流公式
求出Rx和電源電壓U。
答案:(1)如圖 16 ①未知電阻兩端的電壓U;
②通過未知電阻和電流I。
(2)②斷開開關,讀出電流表的示數為I1
③閉合開關,讀出電流表的示數為I2
(3)U/I; I1R0/(I2-I1)。
3.要測一個阻值未知的電阻Rx的阻值.提供的器材:電源(電壓不變)、兩個
開關、一個電流表、一個已知阻值為R0 的定值電阻和若干條導線。請你想辦法測出Rx 的
阻值,要求只需連接一次電路即可,寫出你設計的實驗方案。
分析與解:本題考查了只用一隻電流表測電阻的方法。只用一隻電流表來測電阻,電源
電壓未知,如果只測出一次電流值,無法求出未知電阻的阻值,我們可以設法測出兩次電流
值,再利用並聯分流公式解出未知電阻 Rx 的阻值;或電源電壓一定,利用局部短路,列出
等式。
答案:[1]電路圖(見圖 17):
[2]實驗步驟:
(1)按照電路圖連接好電路
(2)閉合開關 S1,斷開 S2,記下電流表示數 I1
(3)閉合開關 S2,斷開 S1,記下電流表示數 I2
(4)整理實驗器材。
[3]待測電阻Rx的表達式:
(也可以:)
[1]電路圖(見圖 18):
[2]實驗步驟:
(1)按照電路圖連接好電路
(2)只閉合開關 S1,記下電流表示數 I1
(3)開關 S1、S2都閉合,記下電流表示數 I2
(4)整理實驗器材。
[3]待測電阻Rx的表達式:
4. 現在要測定標有'3.6V 0.32A'燈泡正常發光時的燈絲電阻,給你的器材如下:
開關
一隻,導線若干,4.5V 和 6V 的電源各一套(電源電壓恆定),量程為 0.6A、3A 的電
流表和 3V、15V的電壓表各一隻,'5 2A'和'10 1A'的滑動變阻器各一隻。測量時
電表示數必須超過所用量程的一半。
(1)應選擇電壓為______________V的電源;
(2)電流表量程應選擇______________A;
(3)電壓表量程應選擇______________V;
(4)滑動變阻器的規格應選擇______________;
(5)畫出符合本實驗要求的電路圖。
分析與解:本題是一道運用伏安法測電阻的設計性實驗題,主要考查伏安法測電阻的原
理、串並聯電路特點、實驗設計和實驗器材選擇。題中要求'測量時電表示數必須超過所用
量程的一半',為達到這一要求,必須選擇電壓為 6V 的電源(請同學們想一想,這是為什
么?)。由於小燈泡正常發光時的電流為 0.32A,要滿足題中的要求,電流表必須選擇量程
為'0.6A'的,電壓表必須選擇量程為'3V'的。據歐姆定律可估算出小燈泡的燈絲電阻 R
燈,即 。將滑動變阻器串聯在電路中起分壓作用,其阻值設
為 R,據歐姆定律有 代入上式解得
。所以滑動變阻器應選'10 、1A'的。由於所選電壓表的量程小於小燈泡正
常發光時的額定電壓,因此應將電壓表並接在滑動變阻器的兩端,這樣小燈泡兩端的
電壓等於 6V減去電壓表的示數。
答案:
(1)6;
(2)0.6;
(3)3;
(4)'10 、1A';
(5)如圖 19。
6. 測電阻的六種方法
測電阻的六種方法如下:
一、伏安法測電阻,一個電壓表和一個電流表,通過選擇內接法和外接法,就可以測一個未知電阻,常用的口訣是:大內偏大,小外偏小。其意就是大電阻用內接法,測量值比真實值偏大,小電阻用外接法,測量值比真實值偏小。
二、安安法測電阻,兩羨御個電流表可以測電阻,但是前提條件是一個電流表內阻已知,是一個等效的電壓表,這個電流表是並在待測電阻兩邊。
五、半偏法測電阻,通常有電流半偏和電壓半偏源燃,利用滑動電阻器第一次調節,讓表滿偏,第二次保持滑動電阻器位置不變,調節電阻箱,讓表半偏。
六、電橋法測電阻,三個已知電阻和一個未知電阻構成先串再並的電路,調節阻值,讓電流計示數為零,利用電勢判斷,分壓關系求解待測電阻。