由伏安法测电阻所想到的两种测电阻方法
http://www.newdu.com 2024/11/28 01:11:43 人民教育出版社 佚名 参加讨论
由伏安法测电阻所想到的两种测电阻方法 山东省淄博市淄川区中小学社会实践活动基地 张勤昌 伏安法测电阻是部分电路欧姆定律在实验中的应用，该实验对学生理解和掌握欧姆定律有着重要的作用，实验中要同时用到电压表和电流表。在教学中，学生有时会问能否设计一个用电压表或电流表来测电阻的电路呢？回答是肯定的。可以设计一个电路用电压表或电流表来测电阻。下面举例说明。 一、用电压表测电阻 实验器材：直流稳压电源、电压表、定值电阻R0 、待测电阻Rx 、开关、导线 实验原理：把定值电阻R0和待测电阻Rx串联后接到输出电压为U的直流稳压电源上。电路图如图1所示。用电压表分别测出定值电阻R0和待测电阻RX两端的电压U0和Ux。由于流过R0和Rx中的电流相等，由欧姆定律得  ，则 。 实验步骤： 1．按图１接好电路。 2．用电压表分别测出定值电阻R0两端的电压U0和待测电阻RX两端的电压UX，由 求出。3．改变电源的输出电压U，重复步骤2，测两次，计算出RX的平均值。 误差分析：当电压表的内阻远大于R0和Rx的阻值时，电压表的接入对R0和Rx两端的电压分配的影响可以忽略不计，用 来计算电阻，电压表带来的误差很小。当电压表的内阻RV不是远大于R0和Rx时，是否还成立呢？设电压表的内阻为RV。当电压表接在R0两端时，其示数应为R0和RV并联后的电压。由串联电路的分压规律得  ，化简得 ……①当电压表接在Rx两端时，同理可得  ，化简得 ……②由①②两式得 。由此可见，当电压表的内阻不是远大于R0和Rx时，也成立。这就说明，此测电阻方法中，电压表将不会带来系统误差。但是稳压电源输出电压的稳定程度将对测量结果有影响。二、用电流表测电阻 实验器材：直流稳压电源、电流表、定值电阻R0、待测电阻Rx 、单刀双掷开关、导线 实验原理：实验电路图如图2所示，用电流表分别测出通过定值电阻R0的电流I0和待测电阻Rx电流IX。由于R0、Rx两端的电压都等于电源输出电压Ｕ，所以  ，则 。 实验步骤： 1．按图2接好电路。 2．用电流表测出通过定值电阻R0的电流I0，通过待测电阻RX的电流IX，由 求出待测电阻。3．改变电源的输出电压，重复步骤2，测两次，计算出RX的平均值。 误差分析：由于电流表有内阻，所以R0和R x两端的电压并不正好等于电源电压。用此法测电阻电流表会带来误差。 设电流表的内阻为RA，当电流表测流过R0中的电流时，由电路知识得  ……①当电流表测流过RX中的电流时，由电路知识得  ……②。所以当RA远小于Rx和R0时，即 ， 由①②两式可得 。可见当电流表的内阻远小于Rx和R0时，用此法测电阻误差较小；当电流表的内阻不是远小于Rx和R0时，用此法测电阻误差会较大。稳压电源输出电压的稳定程度也对测量结果有影响。 (责任编辑：admin) |