電阻測(cè)量方法拓展

1、電阻測(cè)量方法拓展一教學(xué)目標(biāo)1、復(fù)習(xí)鞏固測(cè)量電阻的基本方法利用歐姆表測(cè)量和伏安法測(cè)量電阻2、拓展測(cè)量電阻的其他方法：歐姆表、半偏法、等效替代法、惠斯通電橋法等二教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 測(cè)量電阻的方法拓展三教學(xué)過程（一）課前熱身，復(fù)習(xí)鞏固伏安法測(cè)量電阻 1某同學(xué)為了測(cè)電流表A1的內(nèi)阻精確值，有如下器材：電流表A1（量程300 mA，內(nèi)阻約為5);電流表A2（量程600 mA，內(nèi)阻約為1) ; 電壓表V（量程15 V，內(nèi)阻約為3 k) ;定值電阻R0 (5) ;滑動(dòng)變阻器R1(010，額定電流為1 A);滑動(dòng)變阻器R2(0250，額定電流為0. 3 A) ;電源E（電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻較?。?dǎo)線、開關(guān)若干(1

2、)要求待測(cè)電流表 A1的示數(shù)從零開始變化，且多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，盡可能的減少誤差，從以上給定的器材中選擇恰當(dāng)?shù)钠鞑脑谌缦聢D所示線框內(nèi)畫出測(cè)量用的電路圖，并在圖中標(biāo)出所用儀器的代號(hào)（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的方案，在右圖中的器材連成符合要求的電路（有個(gè)別儀器可能不用）（3）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算電流表A1的內(nèi)阻r1，則所用電流表A1的內(nèi)阻r1表達(dá)式為r1 = ；式中各符號(hào)的意義是 。 （二）測(cè)量電阻值的其它方法 一、等效替代法 1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖1所示：電源電壓保持不變，S是單刀雙擲開關(guān)、R是電阻箱、R0是已知阻值的電阻、Rx是待測(cè)電阻。實(shí)驗(yàn)步驟：將開關(guān)S撥到a，讀出電流表的示數(shù)為I； 再將開關(guān)S撥到b，調(diào)節(jié)

3、電阻箱R的阻值，使電流表的示數(shù)為I，讀出電阻箱的阻值為R，則被測(cè)電阻Rx的阻值為R。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖3： R1是電阻箱，S1為單刀積擲開關(guān)，電源電壓不變。實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開關(guān)S后，把開關(guān)S1接到觸點(diǎn)1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表有個(gè)合適的示數(shù)U；把開關(guān)S1接到觸點(diǎn)2后，保持滑片P的位置不變，只調(diào)節(jié)電阻箱R1，直到電壓表示數(shù)為U；讀出電阻箱示數(shù)，即可知道Rx的阻值 隨堂練習(xí)1請(qǐng)從下列器材中選擇適當(dāng)儀器設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求用此電路既能測(cè)量待測(cè)電阻Rx的電阻（約500），又能測(cè)量電源E的電動(dòng)勢(shì)。a.待測(cè)定值電阻Rx：阻值約500 b.滑動(dòng)變阻器R1：總阻值1000c.電阻箱R2：最大阻值999.9 d

4、.電阻箱R3：最大阻值99.99e.電流表G：量程3mA，內(nèi)阻約50f.電源E：電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻很小但不可忽略g. 單刀雙擲開關(guān)及導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選取的器材有： （填寫器材前面的字母序號(hào)）請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖在測(cè)出電阻Rx的值后（記為Rx），再利用此電路測(cè)量電源E的電動(dòng)勢(shì)。還需要測(cè)量的物理量有： 用所測(cè)的物理量表示電源E的電動(dòng)勢(shì)為 二半偏法測(cè)電阻 1半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻。GRR0S2圖11。S1 (1)測(cè)量方法：電流表半偏法測(cè)電阻的電路圖如圖11，R為滑動(dòng)變阻器，R0為電阻箱，G為待測(cè)電流表內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先合上S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R使電流計(jì)的指針滿偏；再合上S2，調(diào)節(jié)R0使電流計(jì)的讀數(shù)

5、為滿刻度的一半，這時(shí)，電阻箱的數(shù)值即為電流計(jì)的內(nèi)阻。（注意：實(shí)驗(yàn)前，變阻器的阻值應(yīng)放在最大位置；調(diào)節(jié)R0時(shí)，R不動(dòng)） （2）測(cè)量原理：S2打開時(shí)，設(shè)電流表滿偏電流Ig=，因?yàn)镽Rg，Rr，所以IgE/R，當(dāng)S2閉合時(shí)，R0和Rg并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R并RgR，故S2閉合后，電路中總電流幾乎不變，即IgE/R，調(diào)節(jié)R0使電流表半偏為Ig/2，所以流過R0的電流也為Ig/2，所以R0=Rg （3）器材選擇：從上述原理可知，S2打開與閉合，近似認(rèn)為干路中電流不變，前提是RRg。故實(shí)驗(yàn)器材選擇應(yīng)滿足電源電動(dòng)勢(shì)盡可能大，R盡可能大。（4）誤差分析（略）2半偏法測(cè)電壓表的內(nèi)阻 電路如圖12：實(shí)驗(yàn)時(shí)，將R1的

6、滑動(dòng)片P放在左邊，合上S1和S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的讀數(shù)滿偏；保持R1不變，斷開S2，調(diào)節(jié)R0，使電壓表的讀數(shù)為滿刻度的一半。則RV = R0。請(qǐng)同學(xué)們自己分析其實(shí)驗(yàn)原理、器材選擇與誤差分析。電源電阻箱S1S2G S2圖12V。S1rER1R0P圖1S2S1ErR2R1G電位器電阻箱 隨堂練習(xí)2在把電流表改裝成電壓表的實(shí)驗(yàn)中，把量程為Ig、內(nèi)阻未知的電流表G改裝成電壓表。采用如圖1所示的電路測(cè)電流表G的內(nèi)阻Rg，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖；測(cè)得電流表G內(nèi)阻為Rg，把它改裝成量程為UV的電壓表，需要 聯(lián)（填“串”或“并”）一個(gè)電阻Rx，Rx= 。 隨堂練習(xí)3在“把電流表改裝為電壓表”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)電流

7、表G 的內(nèi)阻時(shí)備有下列器材：A待測(cè)電流表（量程lmA ，內(nèi)阻約幾十歐）B滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0 100 ) C滑動(dòng)變阻器（阻值范圍020k) D電阻箱（0999.9) E電阻箱（09999) F電源（電動(dòng)勢(shì)2V ，有內(nèi)阻）G電源（電動(dòng)勢(shì)9V ，有內(nèi)阻） H開關(guān)導(dǎo)線 若采用如圖所示電路測(cè)定電流表G的內(nèi)阻，并要求有較高的精確度，以上器材中，應(yīng)選用 ,應(yīng)選用 ，電源應(yīng)選用 （用器材前的英文字母表示）。 實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行的步驟有：A 合上開關(guān)S1B 合上開關(guān)S2C 將R1的阻值調(diào)到最大D 調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針滿偏E 調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處F 記下R2的阻值并.斷開S1G 按如

8、圖所示連接好實(shí)驗(yàn)電路以上步驟，合理的順序是 （用步驟前的英文字母表示）。 若在步驟F中讀得的阻值是50，則電流表內(nèi)阻= ，若要將該電流表改裝成量程是3V 的電壓表，則應(yīng) 聯(lián)一個(gè)阻值是 的電阻。表的刻度盤上原0. 6mA 處應(yīng)改寫成 V。圖9AB 三橋式電路測(cè)電阻 1原理：如圖9的電路稱為橋式電路，一般情況下，電流計(jì)中有電流通過，但滿足一定的條件時(shí)，電流計(jì)中會(huì)沒有電流通過，此時(shí)，稱為電橋平衡。處于電橋平衡時(shí)，圖中A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等，因此電路結(jié)構(gòu)可以看成：R1R2和R3R4分別串聯(lián)，然后并聯(lián)；或R1R3和R2R4分別并聯(lián)，然后再串聯(lián)。 2電橋平衡的條件：R1R4=R2R3（自己推導(dǎo)） 3測(cè)量方法如

9、圖10，連接電路，取R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻箱（能夠直接讀出數(shù)值），Rx為待測(cè)電阻。圖10調(diào)節(jié)R3，使電流計(jì)中的讀數(shù)為零，應(yīng)用平衡條件，求出Rx。 四公式計(jì)算法測(cè)電阻 公式計(jì)算法主要是應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和全電路的知識(shí)進(jìn)行分析，并求出待測(cè)電阻的數(shù)值。 五多用電表歐姆檔測(cè)電阻1. 原理歐姆表測(cè)電阻的原理是閉合電路的歐姆定律，歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖所示R為調(diào)零電阻，紅黑表筆短接，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有Ig，當(dāng)紅黑表筆之間接有未知電阻Rx時(shí)，有I，故每一個(gè)未知電阻都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值I.我們?cè)诳潭缺P上刻出不同I對(duì)應(yīng)的Rx的值，所測(cè)電阻Rx即可從表盤上直接讀出由于I與R的非線性關(guān)系，表盤上電

10、流刻度是均勻的，其對(duì)應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏處當(dāng)RxRgRr時(shí)，I，指針半偏，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻 2. 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 多用電表是由一個(gè)小量程的電流表和若干元件組成的，每進(jìn)行一種測(cè)量時(shí)，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用如圖所示，其中1、2為 測(cè)量 端，3、4為 測(cè)量端，5為 測(cè)量端，測(cè)量時(shí)，黑表筆插入 插孔，紅表筆插入 插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測(cè)量相應(yīng)的測(cè)量端 3、注意事項(xiàng) 歐姆表刻度盤不同于電壓、電流刻度盤 左右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合 刻度不均勻：左密右疏 歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)再乘以擋上的倍率電流、電

11、壓擋是量程范圍擋 在不知道待測(cè)電阻的估計(jì)值時(shí)，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因?yàn)闅W姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測(cè)量前指針指在左側(cè)“”處)歐姆表的讀數(shù)：待測(cè)電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍率為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指表盤到的部分，即中央刻度附近例1 用如圖所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T.請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量： 旋動(dòng)部件_，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線 將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“100”的位置 將插入“”、“”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件_，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的_ (填“0刻線”或“刻線”)將兩表筆分別與待測(cè)電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小為了得到比較準(zhǔn)確的

12、測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按_的順序進(jìn)行操作，再完成測(cè)量A將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1k”的位置 B將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“10”的位置C將兩表筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻的兩根引線相接D將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)隨堂練習(xí)4實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批電阻，課外活動(dòng)小組的同學(xué)用多用電表粗測(cè)電阻的阻值，操作過程分以下幾個(gè)步驟：(1)將紅、黑表筆分別插入多用電表的“”“”插孔；選擇開關(guān)旋至電阻擋“10”；(2)將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使歐姆表指針指零；(3)把紅、黑表筆分別與電阻的兩端相接，此時(shí)多用電表的示數(shù)如圖所示；(4) ；(5) ；(6)把紅、黑表筆分別與電阻的兩端相接，讀出示

13、數(shù)為18 ；(7)將選擇開關(guān)旋至OFF擋，取出紅、黑表筆. 請(qǐng)你完成操作步驟中第(4)、(5)兩步. 例2 用多用電表進(jìn)行了幾次測(cè)量，指針分別處于a、b的位置，如圖所示若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中所指的擋位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少？請(qǐng)?zhí)钤诒砀裰兄羔樜恢眠x擇開關(guān)所處擋位讀數(shù)a直流電流100 mA 直流電壓2.5 Vb電阻100隨堂練習(xí)5如圖所示為多用電表的刻度盤若選用倍率為“100”的電阻擋測(cè)電阻時(shí)，表針指示如圖所示，則：(1)所測(cè)電阻的阻值為 ；如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為2.0104的電阻，為了使測(cè)量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是 (選填“10”、“100”或“1k”)(2)用此多用電表進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為 mA；當(dāng)選用量程為250 mA的電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為 mA.(3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測(cè)量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測(cè)電壓為 V.多用電表使用的“八大注意”使用前要機(jī)械調(diào)零兩表筆在使用時(shí)，電流總是“紅入”、“黑出”選擇開關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測(cè)電壓、電流、電阻，還要分清是