電阻測量方法及電路設(shè)計

1、電學設(shè)計實驗專題復習電學設(shè)計實驗專題復習開始開始制作：制作：鄧碧玉、鄧碧玉、牛正軍、李多年牛正軍、李多年工作單位：甘肅省民樂縣職教中心學校工作單位：甘肅省民樂縣職教中心學校 電路設(shè)計是高考實驗部分的熱點和難點，并經(jīng)電路設(shè)計是高考實驗部分的熱點和難點，并經(jīng)常結(jié)合電阻的測量等相關(guān)知識點進行考查。這節(jié)課我常結(jié)合電阻的測量等相關(guān)知識點進行考查。這節(jié)課我們就電阻的測量方法來復習電路是如何設(shè)計的們就電阻的測量方法來復習電路是如何設(shè)計的。問題問題：問題1：在前面的復習中，電阻的測量有哪些常見方法？伏安法、歐姆表法等。伏安法、歐姆表法等。問題2：伏安法測電阻的原理V=VR RRRR測R真=+ARRR測R真外接

2、法內(nèi)接法URI用電壓表測電壓用電壓表測電壓用電流表測電流用電流表測電流下一頁下一頁問題3：伏安法測電阻的測量電路如何設(shè)計？1.比值比較法,VxxARRRR若采用電流表外接；采用電流表外接；,VxxARRRR若采用電流表內(nèi)接。采用電流表內(nèi)接。例例1、現(xiàn)欲測一阻值約為、現(xiàn)欲測一阻值約為10的電阻，所用電壓表內(nèi)的電阻，所用電壓表內(nèi) 阻阻10K，所用電流表內(nèi)阻所用電流表內(nèi)阻1，那么應采用哪種測量電路？那么應采用哪種測量電路？安培表安培表外接外接2.點觸法也可用來判斷安培表的內(nèi)外接：(1).接在接在a和和b時伏特表示數(shù)有明顯變化，則時伏特表示數(shù)有明顯變化，則 宜采用外接法；宜采用外接法；(2)接在接在a

3、和和b時安培表示數(shù)有明顯變化，則時安培表示數(shù)有明顯變化，則 宜采用內(nèi)接法宜采用內(nèi)接法.下一下一頁頁上一上一頁頁設(shè)設(shè)計計思思路路外接法？外接法？內(nèi)接法？內(nèi)接法？滑動滑動變阻器變阻器限流式？限流式？分壓式？分壓式？AVAV問題4：如何設(shè)計完整的電阻測量電路？測量電路供電電路下一頁下一頁上一頁上一頁問題5：如何選擇供電電路滑動變阻器的接法？A、一般情況或者沒有特別說明的情況下，一般情況或者沒有特別說明的情況下， 由于限流電路能耗較小，結(jié)構(gòu)連接簡單，應由于限流電路能耗較小，結(jié)構(gòu)連接簡單，應優(yōu)先考慮限流連接方式優(yōu)先考慮限流連接方式B、R變變RX 或或 R變變 RX ，要選用限流連接要選用限流連接方式方式

4、1) R變變RX2)要求測量電路的電壓從零開始或要求測多組數(shù)據(jù)要求測量電路的電壓從零開始或要求測多組數(shù)據(jù)。3)實驗所提供的電壓表、電流表的量程或電阻元件實驗所提供的電壓表、電流表的量程或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時，無論怎樣調(diào)允許最大電流較小，采用限流接法時，無論怎樣調(diào)節(jié)，電路中的實際電流均超過所允許的最大電流，節(jié)，電路中的實際電流均超過所允許的最大電流，在這種情況下，必須采用限流接法。在這種情況下，必須采用限流接法。思考：思考：閉合開關(guān)閉合開關(guān)S前前P分別放在何處？分別放在何處？RXSPbR變1.限流式限流式ab處處a處RxAabP2.分壓式分壓式下一頁下一頁上一頁上一頁例例2：

5、要測定一個要測定一個Rx 約約5 的電阻，手頭備有的器材有幾種：的電阻，手頭備有的器材有幾種： A電池組電池組(E=3V，r1) B電流表電流表(量程量程00.6A，內(nèi)阻內(nèi)阻0.1) C電流表（量程電流表（量程03A，內(nèi)阻內(nèi)阻001） D電壓表電壓表(量程量程03V，內(nèi)阻內(nèi)阻3K) E電壓表電壓表(量程量程015V；電阻電阻15k) F滑動變阻器滑動變阻器(最大值最大值10，限流限流1A) G變阻器變阻器(最大值最大值2000，限流限流0.3A) H電鍵，導線若干電鍵，導線若干（1） 試選定一個較合適的實驗方案，選用器材的是試選定一個較合適的實驗方案，選用器材的是（2） 畫出原理圖畫出原理圖A

6、 B D F H分析：分析：1估計電流：估計電流：I=E/（Rx+r）=0. 5A 電流表宜選電流表宜選 B 項項2根據(jù)電源電壓為根據(jù)電源電壓為3V 電壓表選電壓表選 D 項項3供電電路若用滑動變阻器分壓式，變阻器供電電路若用滑動變阻器分壓式，變阻器10和和2000都都太大，所以用太大，所以用限流式限流式 ，滑動變阻器選滑動變阻器選 F 4用比值法得出：測量電路用用比值法得出：測量電路用電流表外接法電流表外接法上一頁上一頁下一頁下一頁實驗電路圖為實驗電路圖為：AV供電電路AV測量電路(3)將下列實物圖連接成電路圖將下列實物圖連接成電路圖+-1.從電源從電源+到到-2.先連接干路先連接干路再連接

7、再連接支路支路上一頁上一頁下一頁下一頁點擊連線點擊連線題后記題后記1：1. 對于電表的選擇，要注重量程的選擇，既不要太?。ǚ駝t會燒壞電表），也不要太大（否則誤差就會大）2.題中如果給出了某用電器的“銘牌”，就先算出相應 的額定電流、額定電壓、電阻及功率，這有助于我們選擇電表及滑動變阻器3.實物連成電路時，從電源的正極出發(fā)，先連干路后支路，注意滑動變阻器的分壓式接法，電鍵要在干路上4.連好實物圖后，對照電路再檢查，注意檢查導線是否連好實物圖后，對照電路再檢查，注意檢查導線是否接在接線柱上（導線中間不應分叉），電表量程、正負接在接線柱上（導線中間不應分叉），電表量程、正負極是否恰當，滑動變阻器的觸

8、頭是否處在恰當位置等極是否恰當，滑動變阻器的觸頭是否處在恰當位置等上一頁上一頁下一頁下一頁例例3：有一個電阻有一個電阻Rx，其阻值大約是其阻值大約是25 k ，可供可供選擇的器材是：選擇的器材是：電流表電流表A1 (0-100A, 2 k)電流表電流表A2 (0-500A, 300)電壓表電壓表V1 (0-10V, 100 k）電壓表電壓表V2 (0-50V, 500 K ）直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 E （15V，1A）滑動變阻器滑動變阻器 R (1 k, 1W)電鍵電鍵K和若干根導線試選擇適當?shù)钠鞑?，選取適和若干根導線試選擇適當?shù)钠鞑?，選取適當?shù)碾娐?，使測量盡可能準確，并畫出電路圖并連當?shù)碾?/p>

9、路，使測量盡可能準確，并畫出電路圖并連接實物圖。接實物圖。上一頁上一頁下一頁下一頁解答解答: 畫出實驗電路圖如下：畫出實驗電路圖如下： 電流表電流表A1 (0-100A, 2 k) 電流表電流表A2 (0-500A, 300) 電壓表電壓表V1 (0-10V, 100 k） 電壓表電壓表V2 (0-50V, 500 K ）A2V1RX25K=15V1K + 上一頁上一頁下一頁下一頁點擊一次點擊一次 課堂鞏固：課堂鞏固： 圖圖11為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖，器材規(guī)格如下：需的器材實物圖，器材規(guī)格如下：( (1)1)待測電阻待測電阻R

10、xRx（約約100100）(2)(2)直流毫安表（量程直流毫安表（量程0 01010mAmA，內(nèi)阻內(nèi)阻5050）(3)(3)直流電壓表（量程直流電壓表（量程0 03 3V V，內(nèi)阻內(nèi)阻5 5kk）(4)(4)直流電源（輸出電壓直流電源（輸出電壓4 4V V，內(nèi)阻可不計）內(nèi)阻可不計）(5)(5)滑動變阻器（阻值范圍滑動變阻器（阻值范圍0 01515，允許最大電流允許最大電流1 1A A）(6)(6)電鍵一個，導線若干條電鍵一個，導線若干條根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，在本題的實物圖上連線根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，在本題的實物圖上連線 高考零距離高考零距離 94年年25題題因毫安表內(nèi)阻與待測電阻相近，

11、必須因毫安表內(nèi)阻與待測電阻相近，必須“外接外接”因為變阻器電阻很小，電源和滑動變阻器連因為變阻器電阻很小，電源和滑動變阻器連接成分壓電路，接成分壓電路， 分析分析：上一頁上一頁下一頁下一頁VARX電路圖實物上一頁上一頁下一頁下一頁替代法測電阻替代法測電阻探究探究1：若現(xiàn)在只提供一只安培表和一個電阻箱，那又如何測電阻？若現(xiàn)在只提供一只安培表和一個電阻箱，那又如何測電阻？探究探究2：如果只提供一個伏特表和一個變阻箱，那又如何測電阻？如果只提供一個伏特表和一個變阻箱，那又如何測電阻？能力拓展：能力拓展：替代法測電阻，必要的器材是：電阻箱電阻箱和安培表安培表(或伏特表伏特表)探究探究3：若提供的電流表

12、若提供的電流表(電壓表電壓表)讀數(shù)不準確，但能用指針偏轉(zhuǎn)的大讀數(shù)不準確，但能用指針偏轉(zhuǎn)的大小來表示流過電阻的電流大小，是否可以測未知電阻？小來表示流過電阻的電流大小，是否可以測未知電阻？使兩次指針偏轉(zhuǎn)角度一樣，電阻箱的示數(shù)即為待測電阻的阻值使兩次指針偏轉(zhuǎn)角度一樣，電阻箱的示數(shù)即為待測電阻的阻值上一頁上一頁下一頁下一頁例例4、(2004年北京，年北京，22)為了測定電流表為了測定電流表A1的內(nèi)阻，采用如圖所示的電路其中的內(nèi)阻，采用如圖所示的電路其中A1是待測電流表，量程為是待測電流表，量程為300微安，內(nèi)阻約為微安，內(nèi)阻約為100歐；歐；A2是標準電流表，量程是是標準電流表，量程是200微安；微

13、安；R1是電阻箱，阻值范圍是電阻箱，阻值范圍0999.9歐；歐； R2是滑動變阻器；是滑動變阻器；R3是保護電阻；是保護電阻； E是電池組，電動勢為是電池組，電動勢為4 V，內(nèi)阻不計；內(nèi)阻不計；S1是單刀單擲開關(guān)，是單刀單擲開關(guān)， S2是單刀雙擲開關(guān)是單刀雙擲開關(guān) (1)根據(jù)電路圖，請畫出連線，將器材連接成實驗電路根據(jù)電路圖，請畫出連線，將器材連接成實驗電路上一頁上一頁下一頁下一頁（2）寫出實驗的主要測量步驟。）寫出實驗的主要測量步驟。比較法測電阻比較法測電阻能力拓展：能力拓展： 用以下器材測量一待測電阻用以下器材測量一待測電阻 待測電阻待測電阻Rx的阻值（的阻值（4080歐）；歐）； 電源電

14、源E，電動勢約為電動勢約為2.0V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2歐歐； 電流表電流表A，量程為量程為50mA，內(nèi)阻內(nèi)阻r=20歐；歐； 電阻電阻R0=30歐歐 單刀雙擲開關(guān)單刀雙擲開關(guān)K，導線若干。導線若干。 探究四：探究四：(1)測量中要求電流表的讀數(shù)不小于其量程的測量中要求電流表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，請作出實驗電路及，請作出實驗電路及Rx 的表達式。的表達式。RxRx=I1（ r+R。）。）/（ I2 r）上一頁上一頁下一頁下一頁I1I2E= I1（ r+R。）。）= I2 （ r+ Rx ）小結(jié)小結(jié)題目題目1： 有一電阻有一電阻RX，其阻值在其阻值在100200之間，額定功之間，額定功率為率為0

15、.25W,要用伏安法較準確地測量它的阻值。實驗器材有：要用伏安法較準確地測量它的阻值。實驗器材有： 電流表電流表A1（50mA，100）;電流表電流表A2（1A，20） 電壓表電壓表V1（10V，10k） ;電壓表電壓表V2（15V，30k） 變阻器變阻器R1（20 ，2A）；）；變阻器變阻器R2（1000 ，1A） 9V電源，內(nèi)阻不計；電鍵；導線。電源，內(nèi)阻不計；電鍵；導線。 1）實驗中應選用的電流表、電壓表、變阻器分別是：）實驗中應選用的電流表、電壓表、變阻器分別是： 。 2）畫出所用實驗電路）畫出所用實驗電路 討論與探究討論與探究-實戰(zhàn)演練篇實戰(zhàn)演練篇上一頁上一頁下一頁下一頁A1 、V1

16、、 R1分壓式和外接法分壓式和外接法A1V1小結(jié)小結(jié)題目題目2. 從下表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑膹南卤碇羞x出適當?shù)膶嶒炂鞑?設(shè)計一電路來測量一個刻度盤總設(shè)計一電路來測量一個刻度盤總共有共有10個小格且刻度均勻、但量程未準確確定的電壓表個小格且刻度均勻、但量程未準確確定的電壓表V1的量程的量程U1m。要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測出多組數(shù)據(jù)。（）畫要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測出多組數(shù)據(jù)。（）畫出電路，標明所用器材的代號。（）若選用測量數(shù)據(jù)中的一組合理出電路，標明所用器材的代號。（）若選用測量數(shù)據(jù)中的一組合理數(shù)據(jù)來計算數(shù)據(jù)來計算V1的量程的量程U1m，（表中各電表的內(nèi)阻都是已知量

17、）（表中各電表的內(nèi)阻都是已知量）則表達式則表達式為為U1m= 式中各字母代表的是式中各字母代表的是上一頁上一頁小結(jié)小結(jié)討論與探究討論與探究-實戰(zhàn)演練篇實戰(zhàn)演練篇下一頁下一頁器材（代號）器材（代號）規(guī)格規(guī)格待測電壓表待測電壓表V1量程在量程在2525V左右，內(nèi)阻左右，內(nèi)阻r1=250k標準電壓表標準電壓表V2量程在量程在2 2V左右，內(nèi)阻左右，內(nèi)阻r2=20k電流表電流表A量程在量程在3 3 A左右，內(nèi)阻左右，內(nèi)阻r3=0.003滑動變阻器滑動變阻器R總阻值總阻值1 k穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源E E30V，內(nèi)阻很小內(nèi)阻很小開關(guān)開關(guān)、導線導線 V1V2R電路圖電路圖U1m=10U2/NU2是是V2的示數(shù)，

18、的示數(shù)， N是是V1偏轉(zhuǎn)的格偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。數(shù)。3某同學在做自來水電阻率的測定課題時，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極，用如圖1所示電路進行測量兩電極相距L=0.700m，其間充滿待測的自來水圖中器材如下：電壓表（量程15V，內(nèi)阻約30k）、電流表（量程300A，內(nèi)阻約50）、滑動變阻器（100，1A）、電池組（電動勢E=12V，內(nèi)阻r=6）、單刀單擲開關(guān)一個、導線若干。表1是他測量通過管中自來水柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù)實驗中他還用20分度的游標卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖2所示：表1電極1電極2圖1U/V1.03.05.07.09.011.0I/A2265109155190240下一頁下一頁探究探究圖201020345主尺游標尺cmU/V0I/A圖350100 150 20024681012根據(jù)以上材料請回答下面的問題：(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為 cm；(2)根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標中作出U-I圖象,根據(jù)圖象求出電阻R= (3)用直接測量值計算自來水電阻率的公式是= ,測量值為 m(保留兩位有效數(shù)字)；(4)請在虛線框內(nèi)畫出測量自來水電阻的電路圖。下一頁下