电阻测量之伏安法

2016-08-25 09:22:44来源: eefocus
在电学实验中,核心问题是探究电阻的测量。其内容无非是测导体电阻、电表电阻、电源电阻三种情况。依据实验器材的不同,实验电路有多种多样,变化繁多,使学生感到电学实验无规律,难度大,形成教学上一个难点。究其原因,主要是对电阻意义及伏安法测电阻缺乏深刻理解。笔者以为,深刻理解伏安法测电阻要诣,以伏安法测电阻为线索,可贯穿整个电学测电阻实验。循着这条线索,学生将对测电阻有一清晰的认识,找到其规律,树立起信心,化难为易,化繁为简。下面以近年高考试题为例,就测电阻实验这一课题分类归纳。

伏安法测电阻的要诣

测电阻的基本方法是伏安法。可以这样讲,用其他方法测电阻的都是由此方法拓展演变而来。因此必须深刻理解伏安法测电阻。伏安法测电阻的原理就是依据电阻定义 :R=U/I(该式作为定义式比作为欧姆定律的变形意义更深刻)。只要测出导体两端的电压和通过的电流,就可以求出导体的电阻。这也是伏安法名称的由来。于是,一切测电阻的实验,就是围绕如何测出相关电压和电流而展开的。电压和电流的测量,有直接的,有间接的。直接测量就要考虑测量值要准确,误差要小,仪表的精度(准确值)要高,要合理选择电表量程。间接测量,就要考虑各种等值方法,如等效法、替代法、半偏法、图像法等等。具体求电阻有用公式(定义式、欧姆定律)直接计算,也有用图像求解。内容丰富多彩,形式千变万化,但万变不离其宗。

伏安法测电阻

其要点有三;一是电表的内接和外接,二是滑动变阻器分压和限流,三是电表(量程)的选择。

(1)在伏安法测电阻电路中,由于电流表电压表内阻的存在(非理想电表),为减小测量结果的系统误差,可分别采用电流表外接法如图1a和电流表内接法如图1b。由电阻定义R=U/I,采用外接法,电流值偏大,故测量值偏小;采用内接法电压值偏大,故电阻测量值偏大。具体测量待测电阻Rx为大电阻宜采用内接法,小电阻采用外接法。

(2)滑动变阻器的分压和限流连接。由于实际测量时实验的电源与电表量程的关系,使得用电器有时不能直接连到电路上。此时应考虑使用滑动变阻器使之符合要求。具体分压式和限流式电路。一般讲,分压式电路适用于①要求电压从零开始变化或多组数据的;②滑动变阻器阻值较小的;③用限流电路达不到要求的等三种情况。此时应先运用欧姆定律估算相应电压或电流再选择连接电路。

(3)电表的选择。若题给电表有多个,则应选择量程适用、精度高(最小刻度值小)的电表。电压表一般是与电源电动势直接比较,量程应略大于或等于电源电动势。电流表通常必须先进行估算,由欧姆定律I=E/R或I=U/R确定,使其电流小于量程。有时还须根据题目要求选择电表。

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编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016082516911.html
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