伏安法測(cè)電阻--實(shí)驗(yàn)器材的選取

1、伏安法的應(yīng)用伏安法的應(yīng)用-電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的處理方法電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的處理方法電流表電流表一、伏安法測(cè)電阻一、伏安法測(cè)電阻1原理：根據(jù)歐姆原理：根據(jù)歐姆定律定律RU/I，只要測(cè)，只要測(cè)量出待測(cè)電阻兩端的量出待測(cè)電阻兩端的電壓電壓U及流過(guò)的電流及流過(guò)的電流I即可求出即可求出Rx的阻值的阻值 2實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材 （1）測(cè)量器材：）測(cè)量器材： 主要主要用來(lái)測(cè)量電用來(lái)測(cè)量電路電流路電流.電壓表電壓表 主要主要用來(lái)用來(lái)測(cè)量電路中測(cè)量電路中兩端電壓。兩端電壓。（2 2）調(diào)節(jié)器材：）調(diào)節(jié)器材： 滑動(dòng)變阻器是一個(gè)可以滑動(dòng)變阻器是一個(gè)可以連續(xù)連續(xù)改變電阻值的改變電阻值的可變電阻，在電路中能起到調(diào)節(jié)電流的大小及可變電

2、阻，在電路中能起到調(diào)節(jié)電流的大小及兩點(diǎn)間電壓高低的作用。兩點(diǎn)間電壓高低的作用?；瑒?dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器電阻箱電阻箱 與滑動(dòng)變阻器一樣提供可變電阻，但電阻箱與滑動(dòng)變阻器一樣提供可變電阻，但電阻箱的電阻的電阻可以直接讀出可以直接讀出，電阻的變化是不連續(xù)的。電阻的變化是不連續(xù)的。3.伏安法的測(cè)量電路伏安法的測(cè)量電路（1） 兩種電路兩種電路-電流表的內(nèi)接法和外接法電流表的內(nèi)接法和外接法R RA AR Rx xR RV VR Rx x大電阻（大電阻（測(cè)量結(jié)果偏大測(cè)量結(jié)果偏大）小電阻（小電阻（測(cè)量結(jié)果偏小測(cè)量結(jié)果偏?。┫鄬?duì)阻值比較法：相對(duì)阻值比較法：當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，Rx為為小電阻小電阻，采用外接法；，采用外接法

3、；當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，Rx為為大電阻大電阻，采用內(nèi)接法，采用內(nèi)接法.xAVRR R （2） 兩種測(cè)量電路的選擇方法（電阻大小的比較）兩種測(cè)量電路的選擇方法（電阻大小的比較）xAVRR R 絕對(duì)阻值比較法：絕對(duì)阻值比較法： 若已知待測(cè)電阻估計(jì)值，先將待測(cè)電阻值與電壓表、電流若已知待測(cè)電阻估計(jì)值，先將待測(cè)電阻值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，較大，宜采用電流表內(nèi)接法宜采用電流表內(nèi)接法實(shí)驗(yàn)試探法：按圖所示接好電路，讓實(shí)驗(yàn)試探法：按圖所示接好電路，讓電壓表的一根接線柱電壓表的一根接線柱P先后與先后與a、b處接處接觸一下，

4、如果電壓表的示數(shù)有較大的變觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則采用化，而電流表的示數(shù)變化不大，則采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則采用電流表內(nèi)接法則采用電流表內(nèi)接法選擇原則：選擇原則： “大內(nèi)偏大，大內(nèi)偏大，小外偏小小外偏小”4、（控制）供電電路、（控制）供電電路（1）兩種供電電路）兩種供電電路-滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法 分壓電分壓電路電流、路電流、電壓調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)范圍大范圍大(2)供電電路的選取原則供電電路的選取原

5、則在滑動(dòng)變阻器的兩種接法中：分壓式接法，電壓和電流的在滑動(dòng)變阻器的兩種接法中：分壓式接法，電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍大；限流式接法較節(jié)能。調(diào)節(jié)范圍大；限流式接法較節(jié)能。一般能用限流就用限流接法。一般能用限流就用限流接法。工作電路的電阻工作電路的電阻R遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0時(shí)。時(shí)。要求工作（被控制）電路的電流要求工作（被控制）電路的電流(或電壓或電壓)從零開(kāi)始從零開(kāi)始連連續(xù)調(diào)節(jié)。續(xù)調(diào)節(jié)。以下以下幾種情況幾種情況必須選用分壓式接法必須選用分壓式接法： 若采用限流式接法，電路中實(shí)際電壓若采用限流式接法，電路中實(shí)際電壓(或電流或電流)的最小的最小值仍超過(guò)電表或電器的額定值時(shí)。值

6、仍超過(guò)電表或電器的額定值時(shí)。（二）實(shí)驗(yàn)器材的選?。ǘ?shí)驗(yàn)器材的選取 安全性原則：因?yàn)楦鞣N電表均有安全性原則：因?yàn)楦鞣N電表均有量程量程，用電器及，用電器及電源都有電源都有最大允許電流或功率最大允許電流或功率，因此選擇電表時(shí)應(yīng)，因此選擇電表時(shí)應(yīng)考慮其量程不小于用電器的最大允許電流或電壓，考慮其量程不小于用電器的最大允許電流或電壓，另外，電路中的控制器材另外，電路中的控制器材(如滑動(dòng)變阻器、保護(hù)電阻如滑動(dòng)變阻器、保護(hù)電阻等等)應(yīng)能夠?qū)㈦妷骸㈦娏骺刂圃诎踩秶詢?nèi)，否則應(yīng)能夠?qū)㈦妷?、電流控制在安全范圍以?nèi)，否則將燒壞用電器或測(cè)量電表將燒壞用電器或測(cè)量電表1.實(shí)驗(yàn)器材的選取原則：實(shí)驗(yàn)器材的選取原則：二

7、、電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路二、電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路 根據(jù)根據(jù)目的目的選擇原理選擇原理 根據(jù)根據(jù)原理原理選擇器材選擇器材 根據(jù)根據(jù)器材器材設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)電路（一）實(shí)驗(yàn)原理的選擇原則（一）實(shí)驗(yàn)原理的選擇原則 根據(jù)根據(jù)“方便、精確、可行性原則方便、精確、可行性原則”，尋求與實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠嘘P(guān)的，尋求與實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠嘘P(guān)的理論依據(jù)，確定實(shí)驗(yàn)方法。理論依據(jù)，確定實(shí)驗(yàn)方法。 方便性原則：實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)節(jié)方便調(diào)節(jié)方便，易于操作比如滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器，小阻值的滑動(dòng)變阻器，在移動(dòng)滑動(dòng)觸頭時(shí)，電流、電壓變化與滑動(dòng)距離幾乎成線性關(guān)系。大阻值的滑動(dòng)變阻器，就會(huì)出現(xiàn)在移動(dòng)滑動(dòng)觸頭時(shí)，剛開(kāi)始時(shí)用電器上的電壓幾乎不變，過(guò)了某位置后又突然增

8、大的現(xiàn)象，不易操作，也會(huì)帶來(lái)較大誤差 綜上所述，實(shí)驗(yàn)儀器的選擇要同時(shí)兼顧多種因素的影響，綜上所述，實(shí)驗(yàn)儀器的選擇要同時(shí)兼顧多種因素的影響，考慮盡量全面，切不可只顧某一方面的要求而忽視其它條件考慮盡量全面，切不可只顧某一方面的要求而忽視其它條件的制約的制約 精確性原則：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選取精度合適的測(cè)量?jī)x器電表的量程不是越大越好如電壓表、電流表測(cè)量時(shí)，應(yīng)使表針在1/3至滿偏至滿偏范圍內(nèi)讀取測(cè)量值，指針偏角太小讀取的測(cè)量值相對(duì)誤差會(huì)很大2.幾種常用的電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選取方法幾種常用的電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選取方法（2） 電表的選取電表的選取 -安全性原則安全性原則 利用額定值判斷：電表量程應(yīng)大于用電器的額定

9、值。利用額定值判斷：電表量程應(yīng)大于用電器的額定值。 根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)判斷：利用電源電動(dòng)勢(shì)和待測(cè)用電器根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)判斷：利用電源電動(dòng)勢(shì)和待測(cè)用電器電阻估測(cè)電路中的最大（電流或電壓）值電阻估測(cè)電路中的最大（電流或電壓）值 -精確性原則精確性原則 測(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)應(yīng)大于量程測(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)應(yīng)大于量程1/3，這樣可減少，這樣可減少“電壓表電壓表指針偏角越小誤差越大指針偏角越小誤差越大”造成的誤差造成的誤差 兩種表量程接近，取內(nèi)阻較大的電壓表，這樣電壓表兩種表量程接近，取內(nèi)阻較大的電壓表，這樣電壓表分流造成的誤差小。取內(nèi)阻較小的電流表，這樣電流表分分流造成的誤差小。取內(nèi)阻較小的電流表，這樣電流表分壓造成的誤

10、差小。壓造成的誤差小。（1）電源的選擇電源的選擇-安全、可行性原則安全、可行性原則 一般可以根據(jù)待測(cè)電阻的一般可以根據(jù)待測(cè)電阻的額定電流或額定電壓額定電流或額定電壓選擇符合需要的電源。選擇符合需要的電源。（三）實(shí)驗(yàn)電路的選擇（三）實(shí)驗(yàn)電路的選擇1.測(cè)量電路的選擇（外接法或內(nèi)接法的選擇）測(cè)量電路的選擇（外接法或內(nèi)接法的選擇）2.供電電路的選擇（分壓電路或限流電路的選擇）供電電路的選擇（分壓電路或限流電路的選擇）（3）滑動(dòng)變阻器的選?。┗瑒?dòng)變阻器的選取-方便性原則方便性原則 在滿足實(shí)驗(yàn)要求的前提條件下選用總阻值小的變阻器，在滿足實(shí)驗(yàn)要求的前提條件下選用總阻值小的變阻器，以滿足調(diào)節(jié)方便的原則以滿足調(diào)

11、節(jié)方便的原則 【例【例1】 在在“測(cè)定金屬測(cè)定金屬絲絲的電阻的電阻”實(shí)驗(yàn)中，金屬絲實(shí)驗(yàn)中，金屬絲的電阻的電阻Rx約為約為3，為盡可能減小誤差，要求金屬絲發(fā)，為盡可能減小誤差，要求金屬絲發(fā)熱功率熱功率P0.75 W，除導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)外，實(shí)驗(yàn)室還備有以，除導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)外，實(shí)驗(yàn)室還備有以下器材：下器材：(1)要進(jìn)一步精確測(cè)量金屬絲的阻值，要進(jìn)一步精確測(cè)量金屬絲的阻值，應(yīng)選用的器材應(yīng)選用的器材是是_(只填代號(hào)字母只填代號(hào)字母) A6V電池組電池組B電流表電流表(00.6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.5 )C電流表電流表(03 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.01)D電壓表電壓表(03 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻1k)E電壓表電壓表(015 V

12、，內(nèi)阻，內(nèi)阻5k)F滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(0100，額定電流，額定電流0.1 A)G滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(020，額定電流，額定電流1 A) A、B、D、G(2)在方框內(nèi)畫(huà)出電路圖：在方框內(nèi)畫(huà)出電路圖：(3)在下圖中，將各器材連成實(shí)驗(yàn)電路1.1.測(cè)量電路選擇測(cè)量電路選擇: :要用比較阻值法確定，要用比較阻值法確定，當(dāng)當(dāng) 時(shí)采取外接法，反之采取內(nèi)接法。時(shí)采取外接法，反之采取內(nèi)接法。 2. 2.控制電路的選擇；根據(jù)電路調(diào)節(jié)要求選擇適當(dāng)電路。控制電路的選擇；根據(jù)電路調(diào)節(jié)要求選擇適當(dāng)電路。 3. 3.電學(xué)儀器的選擇電學(xué)儀器的選擇 首先遵循安全性原則；其次，電表還要遵循精確性原則，首先遵循安全性原則；其

13、次，電表還要遵循精確性原則，儀表指針偏角要在滿偏的儀表指針偏角要在滿偏的1/31/3到滿偏到滿偏 ；變阻器的要便于控制；變阻器的要便于控制- -方便性原則方便性原則4.4.實(shí)物圖連接實(shí)物圖連接 分析各器件連接方式，明確電表量程。分析各器件連接方式，明確電表量程。 從電源開(kāi)始，按順序以單線連接方式將各串聯(lián)器件依次連從電源開(kāi)始，按順序以單線連接方式將各串聯(lián)器件依次連接，然后再將并聯(lián)器件并到電路中。接，然后再將并聯(lián)器件并到電路中?！跋却?lián)后并聯(lián)先串聯(lián)后并聯(lián)” 連線中盡量不交叉線，所有線必須連接到接線柱上，不能連線中盡量不交叉線，所有線必須連接到接線柱上，不能線上接線。線上接線。 xAVRR R 【題

14、后小結(jié)題后小結(jié)】【例例2】某同學(xué)為探究小燈泡電阻某同學(xué)為探究小燈泡電阻R與兩端電壓與兩端電壓U的關(guān)系，描繪的關(guān)系，描繪R隨電壓隨電壓U變化的圖象變化的圖象.實(shí)驗(yàn)室備有：除實(shí)驗(yàn)室備有：除“3.8 V，0.3 A”的待測(cè)的待測(cè)小燈泡；導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇小燈泡；導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇 ： 電流表：電流表：A1(量程量程100 mA,內(nèi)阻約內(nèi)阻約2 ) A2(量程量程0.6 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.3 ) 電壓表：電壓表：V1(量程量程5 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約5 k ) V2(量程量程15 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約15 k ） 滑動(dòng)變阻器：滑動(dòng)變阻器：R1(阻值范圍阻值范圍0

15、10 ) R2(阻值范圍阻值范圍02 k ) 電源：電源：E1(電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.2 ) E2(電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.04 ) （1) 為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_，電壓表電壓表_，滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器_，電源，電源_。 (填器材填器材的符號(hào)的符號(hào)),A2 V1R1E2(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出描繪出R-U的圖象如圖所的圖象如圖所示，由圖象可知，此燈泡示，由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為在不工作時(shí)，燈絲電阻為_(kāi) ；當(dāng)所加電壓；當(dāng)所加電壓為為3.0

16、0 V時(shí)，燈絲電阻為時(shí)，燈絲電阻為_(kāi) ，燈泡實(shí)際消耗，燈泡實(shí)際消耗的電功率為的電功率為_(kāi)W。0.7811.51.5（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖?！净?dòng)訓(xùn)練】【互動(dòng)訓(xùn)練】1.在在“測(cè)定金屬絲的電阻率測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的電阻Rx約為約為5 .實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A電壓表電壓表V1(量程量程3 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為15 k)B電壓表電壓表V2(量程量程15 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為75 k)C電流表電流表A1(量程量程3 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.2 )D電流表電流表A2(量程量程0.6 A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為1

17、)E滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1(0100 ，0.3 A)F滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R2(02000 ，0.1 A)G電池電池E(電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.3 )H開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干，導(dǎo)線若干(1)為提高實(shí)驗(yàn)精確度，減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有為提高實(shí)驗(yàn)精確度，減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有_(填寫(xiě)器材前面的字母填寫(xiě)器材前面的字母)A、D、E、G、H (2)(2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用下圖甲中為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用下圖甲中_(_(填填“a”a”或或“b”)b”)為該實(shí)驗(yàn)的電路圖，并按所選擇的電為該實(shí)驗(yàn)的電路圖，并按所選擇的電路圖把實(shí)物圖乙連接起來(lái)路圖把實(shí)物圖乙連接起來(lái)b (

18、3)若用刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度為60.00 cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為0.635 mm，兩電表的示數(shù)分別如下圖所示，則待測(cè)電阻為_(kāi)，電阻率為_(kāi)2.40 1.2710-6 m 解析 (1)A、D、E、G、H 由電池E的電動(dòng)勢(shì)為3 V,可知電壓表應(yīng)選V1;流過(guò)待測(cè)電阻Rx的最大電流約為Im=3 V5 =0.6 A,故電流表選A2;為了便于調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選阻值較小的R1.(2)由于Rx=5 ,故采用電流表外接法.實(shí)物連接圖如圖所示.AVR R(3)由兩電表示數(shù)可知U=1.20 V,I=0.50 A 則Rx= =2.40.又由Rx=L/S,S=(d/2)2,解出=1.2710-6m.UI2

19、.某同學(xué)使用了如下器材某同學(xué)使用了如下器材,測(cè)出了一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線如圖測(cè)出了一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線如圖1所所示，已知小燈泡的額定電壓為示，已知小燈泡的額定電壓為12 V.A.電源電源E(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)15 V)；B.電壓表電壓表V1(量程為量程為15 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約15 k)；C.電壓表電壓表V2(量程為量程為5 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約5 k)D.電流表電流表A1(量程量程100 mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約10 )E.電流表電流表A2(量程量程3A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.010 )F.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1(最大電阻為最大電阻為50 )；G.滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R2(最大電阻為最大電阻為1K

20、)H.單刀單擲開(kāi)關(guān)；導(dǎo)線若干單刀單擲開(kāi)關(guān)；導(dǎo)線若干 (1)選擇合理器材，在虛線框中選擇合理器材，在虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖在下圖中的實(shí)物上連線根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖在下圖中的實(shí)物上連線(3)由小燈泡的伏安特性曲線可知小燈泡的額定功率由小燈泡的伏安特性曲線可知小燈泡的額定功率為為P額額_W.1.141.163.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究小燈泡某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：小燈泡小燈泡L，規(guī)格，規(guī)格“4.0v0.7A”；電流表電流表A1，量程，量程3A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.1；電流表電流表A2，量程，量程0.6A，內(nèi)阻，內(nèi)阻r2=0.2；電壓表電壓表V，量程，量程3V，內(nèi)阻，內(nèi)阻rV=9k；標(biāo)準(zhǔn)電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻R1，阻值，阻值1；標(biāo)準(zhǔn)電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻R2，阻值，阻值3k；滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R，阻值范圍，阻值范圍O10，；，；學(xué)生電源學(xué)生電