高中物理测量电阻实验(初中物理给定实验器材)
第一,. 伏安法
器材:电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电源、待测电阻和导线。
测量方法:电路如图1所示,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U,用电流表测出通过Rx的电流I,则Rx=U/I。
难点提示:伏安法测电阻有内接法和外接法两种,如图1(a)是外接法,电流表接在电压表的二个接线柱之外。如图1(b)是内接法,电流表接在电压表的二个接线柱之内。当待测电阻Rx的阻值远远小于电压表的内阻时,电压表的分流作用很小,可以忽略,用外接方法测量,误差较小;当Rx的阻值远远大于电流表的内阻时,电流表的分压作用很小,用内接方法测量,误差较小。
第二, 伏阻法
器材:电压表、阻值已知的定值电阻R0、阻值未知的电阻Rx、开关、电源和导线。
方法1、通过移动电压表的位置来测量电阻。
电路如图2所示:先把电压表并联在R0两端,测出电压U1;然后再把电压表并联在Rx两端,测出Rx两端的电压U2。根据分压原理(串联电路中的电流处处相等)得到:U1/R0=U2/Rx,则Rx=U2R0/U1。
方法2、通过某开关的闭合或断开,改变电路的连接情况来测量电阻。
电路如图3所示,闭合开关S1,用电压表测出Rx两端电压U1,然后再闭合S2,将R0短路,测得电路两端的总电压U。
根据分压原理,U1/Rx=(U-U1)/R0,则Rx=U1R0/(U-U1)。
第三,安阻法
器材:电流表一个、阻值已知的定值电阻R0、开关、电源、待测电阻Rx和导线。
方法1、通过改变电流表的位置来测电阻。电路如图4所示:先把电流表跟Rx串联,测出通过Rx的电流I1,然后再把电流表跟R0串联,测出通过R0的电流I2。根据并联各支路电压相等(或分流原理)得到:I1Rx=I2R0,则Rx=I2R0/I1。
方法2、开关通断法,又分两种方法。
(1)、短路法:电路如图5所示。先闭合开关S1,测出Rx和R0串联后的电流I1,然后再闭合S2,把R0短路,测出通过Rx的电流I2。
根据电源的电压不变得到:I1(R0 Rx)=I2Rx,则Rx=I1R0/(I2-I1)
(2)、开路法:电路如图6所示。先闭合开关S1,测出通过Rx的电流I1,然后再闭合S2,测出通过Rx和R0的总电流I。因根据电源的电压不变(并联各支路电压相等)得到:
I1RX=(I-I1)R0,则RX=(I-I1)R0/I1。
第四,安滑法
器材:电流表、已知最大阻值为R的滑动变阻器、开关、电源、待测电阻和导线。
电路如图7所示,闭合开关S,把滑动变阻器的滑片滑至a端,测出通过Rx的电流I1,再把滑片移至b端,测出电流I2。
因根据电源的电压不变得到:I1Rx=I2(Rx R),
则Rx=I2R/(I1-I2)。
第五、伏滑法
器材:电压表、已知最大阻值为R的滑动变阻器、开关、电源、待测电阻Rx和导线。
电路如图8所示,先闭合开关S,滑片P分别置于a端和b端,读出电压表的示数分别为U1和U2。很容易看出U1就是电源的电压(总电压)。
根据分压原理知:U2/Rx=(U1-U2)/R,则Rx=U2R/(U1-U2)。
小结:电阻的间接测量基本方法,或者根据分压原理,或者根据分流原理,或者根据电源的电压不变。
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