❶ 初中物理特殊方法測電阻
安阻法:
閉合S1讀取電流表示數I1
再閉合S2讀取電流表示數I2
R0=I1×RO/I2-I1
❷ 安阻法 伏安法 伏阻法的原理
一、實驗原理與方法
在閉合電路中,根據全電路歐姆定律,有 ①
其中E表示電源的電動勢,U表示電源的路端電壓,I表示閉合電路中的電流,r表示電源的內阻。
根據課程標准教科書,實驗:測電源的電動勢和內電阻可用三種方法:
方法1.伏安法
①式可變為 ,改變電路的外電阻R,測出一系列的I和U值,作出U-I圖象。圖象在U軸上的截距即為電源的電動勢,直線的斜率即為內阻的敏碼負值。此方法叫伏安法,用伏特表和安培表。
方橋枝哪法2.安阻法 ①式可變為,或,改變電路的外電阻R,測出一系列的I和R值,作出R-1/I圖象。圖象在R軸上的截距即為電源的內阻,直線的斜率即電源的電動勢E。此方法叫安阻法,用安培表和電阻箱。
方法3.伏阻法 ①式可變為,或,改變電路的外電阻R,測出一系列的U值,作出圖象。圖象在軸上的截距的倒數即為電源電動勢,直線的斜率與截距的倒數乘積即為電源的內阻。此方法叫伏阻法,用伏特表和電阻箱。
基礎實驗是伏安法。安阻法和伏阻法是在伏安法實驗的基礎上的提高。
二、電路、圖象及數據
圖1 圖2
圖象的截距為電動勢,斜率為內阻。
三、誤差分析
1.伏安法
(1)電流表內接(對電池而言),電路圖如圖所示。
圖3
不考慮電流表內阻,所得結果為測量值
解得:,
考慮電流表內阻,所得結果為真實值
解得:,
所以,,,即測內電阻,測量值等於真實值與電流表內阻之和,測量值大於真實值,測電動勢,測量值等於真實值。
(2)電流表外接
電路圖如圖所示。
圖4
設實驗過程中,滑動變阻器滑動端向右滑,即,則,。
不考慮電流表內阻,所得結果為測量值
解得:, ,整理得
考慮電流表和電壓表內阻,所得結果為真實值
解得:,因為所以為負值,所以。整理得:,整理得:
所以,,,即電動勢和內電阻,測量值都小於真實值,但因為電壓表的內阻比電池的內阻大得多,所以,誤差較小,因此,常用此法。
2.安阻法
圖5
用與伏安法中的外接法類似的方法,可以得到:,即;。
3.伏阻法
電路圖如圖6。
圖6
用與伏安法中的內接法類似的方法,可以得到:,,即電動勢和內電阻,測量值都小於真實值,但因為電壓表的內阻比電池的內阻大得多,所以,誤差較小,因此,常用此法。
三、實驗驗證
1.伏安法
(1)電流表內接(對電池而言)
設電流表內阻為0,,設電壓表內阻為,當變阻器電阻取10時,讀數如圖,得方程:
圖7 圖8
當變阻器電阻取5.12時,讀數如圖,得方程:
搭叢解以上兩個方程,得:,
如果忽略電表的內阻,
當變阻器為10時,方程為:
當變阻器為5.12時,方程為:
解以上兩個方程,得:,.
電動勢沒有誤差,內阻的誤差很大,本例為100%,所以一般不採用這個電路測內阻,只測電動勢。
2.電流表外接
當變阻器電阻取10時,讀數如圖,得方程:
圖9 圖10
當變阻器電阻取5時,讀數如圖,得方程:
解以上兩個方程,得:,.
如果忽略電壓表的內阻對電路的影響,
當變阻器為10時,方程為:
當變阻器為5時,方程為:
解以上兩個方程,得:,.
雖然電動勢和內阻都有誤差,但誤差都小,所以常用電流表外接法。