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伏安法测电阻

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伏安法测电阻基本原理

伏安法测电阻的基本原理:欧姆定律。

伏安法测电阻

电阻是物质的属性,是由导体本身因素(材料、长度、粗细)决定的(另外,还与温度有关系),不会因通电情况的不同而不同。这与以前学过的密度ρ=m/V只与物质本身特性有关而与那块物质的质量大小、体积大小无关一样。

欧姆定律I=U/R可变形为R=U/I;这就是伏安法测电阻的基本原理。

伏安法测电阻操作步骤

(1)连接电路

a.结合题意,选择适当量程的电表即滑动变阻器;

b.选择分压或限流电路;

c.确定内接法还是外接法;

d.连接电路;

(2)操作

调节滑动变阻器,依次读取电流表与电压表的示数,记录表格。

(3)处理数据

方法a.通过数学计算,求出各个电阻再进行平均值的计算,得到电阻阻值大小。

方法b.通过将读取的I与U分别记录在坐标纸上,建立U-I坐标轴,通过斜率的计算求解电阻R的数值。

电表与滑动变阻器的选择

分压电路中滑动变阻器的选择有一个依据,那就是尽力使用总阻值较小的滑动变阻器。请注意,这是解题的经验。另外,当滑动变阻器的最大阻值,约等于待测电阻阻值时,必须选择分压电路。参考《分压与限流电路》;

用电压表(电流表)测量时,一要确保被测数据不能超过电压表(电流表)的最大测量值,二要确保电压表(电流表)安全的前提下尽量提高测量的准确程度,因此要根据被测电压(电流)的大小选择电压表(电流表)的量程。

测量时,电流表或电压表的最大测量值应高于被测电路的实际值,不然容易损坏电流表或电压表;但是如果远高于被测电路实际值,那读数误差就会很大。拿指针表来说,摆动的角度是有限的,测量同一个电路时,电流表或电压表的实际最大测量值高于电路实际值越多,那么指针摆动的幅度就越小,因此读数误差就会越大。

伏安法测电阻分压、限流电路的选择

分压限流接线方法

(1)在两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、耗能低;

(2)若采用限流式不能控制电流满足实验要求,即不论怎样调节滑动变阻器,待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必须选用分压式接法。

(3)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,不利于多次测量求平均值,此时,应改用分压式接法。

(4)若实验中要求电压从零开始连续可调,则必须采用分压式接法。参考文章《分压与限流电路》;

伏安法测电阻内接法外接法选择

内接法与外接法的选择

当选用外接法(左图)时,电压表与电阻并联,电压表的读数就是电阻两端的电压,但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流,因此测量值要小于真实值,实际上测量的电阻值是电压表内电阻和电阻并联的阻值。如果电阻的值远小于电压表的内阻,电压表分去的电流很小,这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流,所以外接法适合于测小电阻。

当选用内接法(右图)时,电流表与电阻串联,电流表的读数就是电阻的电流值,但电压表测的是电阻和电流表的总电压,所以测量值大于真实值,实际上测量的电阻值是电阻与电流表内电阻串联的总电阻值。如果电阻的值远大于电流表的内阻,电流表分去的电压很小,这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压,所以内接法适合于测大电阻。参考资料《内接法与外接法

内接法与外接法的判据

内接法外接法判据

注:R为待测电阻估计值(一般题中会给);RA为电流表的内电阻;RV为电压表的内电阻;

借助坐标图像求解电阻数值

 U-I特征曲线(伏安法)

将测得的数据在坐标纸中描点,在U-I图像各点连线后计算直线的斜率,即为电阻阻值。

参考文献

电学最常考的五个实验http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/474634.html

电流表改装电压表http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/480407.html

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