素材-全国-2007_测量电阻的方法.rar

用心爱心专心118号编辑-4-测量电阻的方法关键词:测量电阻、分压式接法、限流式接法、伏安法、正比法、半偏法、替代法。在高中电学实验教学或复习时，利用中学现有的仪器及学生所掌握的相关知识，可以设计多个测量电阻RX的电路，可是学生最头痛的就是这些测量电阻的电路不知如何设计，面对眼前各种仪器(如电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、电源、开关等)，学生措手无策，不知如何选器材、设计电路。究其原因，是学生还未掌握好测量电阻的原理、设计测量电路的思路，尤其是新课改的今天，更要求培养学生具有应用理论知识去解决实际问题的知识迁移能力，它是源于教材、高于教材。下面谈谈如何培养学生设计测量电阻的思路。一、相关知识的准备1、仪表读数原则：对电压表、电流表、欧姆表进行读数时，为减少读数误差，必须遵循相关读数原则：读数时,指针必须在刻度盘的中央左右。所谓“中央左右”一般指：中间部分刻度约占全部刻度的三分之一，那种在左端或右端刻度读数都是不可取的。2、滑动变阻器的接法.在电学实验中,滑动变阻器的接法有两种：一种是限流式接法，如图1示；另一种是分压式接法，如图2示。其中R是滑动变阻器的最大阻值，RX是被测电阻。限流式接法的优点是，电路简单，电流变化范围受R限制，对稳定电流有好处，缺点是RX两端电压变化范围不大，受限制；分压式接法的最大优点是两端电压变化范围大，可达0～E。RXRAV图2E．rKE．rAV图1RXRK如何应用这两个接法测量Rx呢？可采用比较电阻的方法粗略判断。为确保不违反仪表的读数原则，当R>RX时，取限流式接法；当R<RX时，取分压式接法；当R=RX时，两种接法都可以，但最好还是分压式接法。3、用伏安法测电阻时，有安培表内接法和外接法之分。若RX>>RA，且RX与Rv相当时，可用安培表内接法；若RX<<Rv，且RX与RA相当时，可用安培表外接法；若Rv>>RX>>RA时，用安培表内接法、外接法都可以。其中“>>”符号是指远远大于，在这里一般指超过100倍以上即可。二,测量电阻的方法如果按测量电阻的常用原理来分有：伏安法(也叫欧姆定律法)、正比法、半偏法和替代法；如果按使用的测量仪表来分有：伏安法、电压表测电阻法、电流表测电阻法。不同的测量原理、不同的测量仪表，设计测量电路的思路也不同。下面按使用测量仪表的分类来论述测量电阻的方法。1、伏安法测电阻RX伏安法测RX的原理是，用安培表把流过RX的电流I测出来，用电压表把RX两端电压Ｕ测出来，再根据欧姆定律(RX=Ｕ／I）将RX求出来。根据这一原理，在设计测量电路时，必须有电压表和安培表，同时还要满足三个条件：第一，选好电压表、安培表的量程，量程太大或太小，都会违反读数原则；第二，正确选择好安培表的内、外接法；第三，确定滑动变阻器的限流式接法或分压式接法。此外，在选择各种仪器时，还要考虑仪器所能承受的最大电压、电流及电功率，这一点学生最容易忽视的。例１、测一个阻值约为250KΩ的电阻,备有下列器材：A、电流表(量程100μA，内阻2KΩ)B,电流表(量程500μA，内阻300Ω)C,电压表(量程10V，内阻100kΩ)D,电压表(量程50v，内阻500KΩ)E,直流稳压电源(电动势15V，允许最大电流为1A)F,滑动变阻器(最大电阻为1KΩ，额定功率为1W)G,导线若干(1)电流表应选________，电压表应选________。(2)画出测量RX的电路原理图。RXRA图3E．rKV分析：①仪器选择：流过RX的最大电流I=15V／250KΩ=60μA，RX两端最大电压接近15V，根据读数原则,电流表选A，电压表选C。②伏安法采用安培表内接法，原因是RX>>RA。③因RX>R，滑动变阻器采用分压式接法。综合以上情况，测量电阻电路的设计思路如图3示。2、电压表测电阻RX的方法该电路特点是，测量电阻时只能使用电压表，再配备电阻箱或滑动变阻器，它的测量原理有：正比法和半偏法。正比法是指,，将被测电阻RX跟一个已知电阻RO串联(RO可以是电阻箱或电压表内阻Rv)，根据串联电路特点，电压与电阻成正比,即RX／RO=Ux／UO，再通过简单计算,RX可测出。半偏法是指，将被测电阻RX跟一个电阻箱串联,当RX、RO两端电压相等或都是电压表满偏的一半时，可认为RX=RO，则RX可测出。其实，这两个测量原理是大同小异，不同的是，正比法要经过计算才能得出RX值，而半偏法是直接读数即可知道RX值。根据该方法的测量原理，在设计测量电路时，要充分利用电路的测量特点进行设计。比如,使用正比法测RX时，RX值与RO值要相当才能串联测量；若RO>>RX时,则不能串联测量，同时RX、RO两端电压要已知。使用半偏法测RX时，一般配有电阻箱与RX串联、读数，且串联电路两端总电压保持不变。请看以下两个例子。例2、用以下仪器，尽可能精确地测