用比例法测量电阻电路中ntc热敏电阻测量电路挡的倍率k怎么算

某同学为测定电子元件的电阻,做如下测量:(1) 用多用表粗测该元件的电阻,选用X10倍率的电阻挡后,应先__________________,再进行测量,之后多用表的示数如图(a)所示,测得该元件电阻为_______________.[来源:学科您好,您目前使用的浏览器版本比较旧,无法使用学优题库的新功能,建议您更换firefox或chrome浏览器学优网,成就我的梦想。 |
| 题文某同学为测定电子元件的电阻,做如下测量:(1) 用多用表粗测该元件的电阻,选用&X10&倍率的电阻挡后,应先__________________,再进行测量,之后多用表的示数如图(a)所示,测得该元件电阻为_______________&O.[来源:学科网](a)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (b)(2)为了精确测得上述待测电阻Rx的阻值,实验室提供了如下器材:A.电流表A1(量程50 mA、内阻r1= 10&O)B.电流表A2 (量程200 mA、内阻r2约为2&O)C.定值电阻R0 = 30&OD.滑动变阻器R(最大阻值约为10&O)E.电源E(电动势约为4 V)F.开关S、导线若干该同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图(b)所示,N处的电流表应选用____(填器材选项前相应的英文字母).开关S闭合前应将滑动变阻器的滑片置于____ (选填&a&或者&b&).若M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx=________.(用题中字母表示)&&&微信扫描左侧二维码,可以将本题分享到朋友圈,或者发送给同学或老师寻求帮助。我的答案答案评定:参考答案纠错难度评价:做题心得:我要解析巩固&&&&&&&&&产地:本地
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PC-36B直流电阻测量测试仪的详细资料
PC-36A PC-36C PC-36B PC-36D直流电阻测量测试仪(数字式低阻表、数字式微欧计、数字式电桥)
参数名称  型号
199.99μΩ -199.99Ω
1.9999mΩ -1999.9Ω
最高分辨力
0.707mA-14.1A
70.7μA-1.41A
倍率电流测量
0.707I:1.00I:1.41I
双向电流测量
内附电流换向装置,可进行正、反向电流测量
电阻温度校正
15.0-25.0℃
15.0-25.0℃
4 1/2 位数字显示,字高35mm,量程显示,单位显示,带背光
准确度等级
0.04 级 , 0.05 级 , 0.1 级
AC 220V ( 1 ± 10% ), 50Hz ( 1 ± 5%)
360×133×400(W×H×D),mm
320×133×280(W×H×D),mm
质量(重量)
随着电子技术的飞速 发展,数字式测量技术在电线电缆测试领域得到了越来越广泛的应用, 在现有的国家标准中,已经规定了可以采用电桥以外的其它电子测量仪器作为导体直流电阻 的测试设备,可以预见在不远的将来,各种高性能的数字式直流电阻测量仪(数字式低阻计)将会逐步取代该领域中双臂电桥的地位,使得测量工作更加快速、准 确、方便。我公司于 ;年开始研制 PC36 系列直流电阻测量仪,作为一种电线电缆电性能试验的专用设备,该仪表的设计目标如下:1. 表的主要技术性能:测量范围、测量电流、准确度、灵敏度、分辨力等应全面满足国家标准 GB/T0;《电线电缆电性能试验方法 第 2 部分: 金属材料电阻率试验》 及 GB/T0;《电线电缆电性能试验方法 第 4 部分:导体直流电阻试验》 中对电阻测试设备的各项技术要求。2. 为了方便用户操作,在仪表的附加功能中添置了 GB/T0;及 GB/T0;推荐的一些特殊功能及测量方法,如反向电流测量、倍率电 流测量、热电势平衡、导线温度校正等功能。 3.仪表有几种派生型号,以适应不同规格电线电缆生产厂的需要。仪表的技术指标和功能设置以适应标准的要求为 主,以满足用户的需要为主,做到既是充分的又是必要的,力争实现较高的性能价格比。经过一年多时间的研制、试用和改进,该仪表已正式面 世 , 其间得到了上海电缆研究所与的大力支持和帮助。经测试,仪表的技术性能完全达到了设计目标。本文主要介绍该仪表的特点、研制 工作中所克服的技术难点、仪表的主要技术性能、附加功能、基本参数以及实际使用效果。1 主要技术性能 1.1 测量范围及分辨 力 在 GB/T0;5.2.1 条规定了导体电阻测量的下限值为 10 -5 Ω,这个看似简单的要求给仪表的设计带来了新的挑 战, 10 -5 Ω数量级的电阻是个什么概念?截面在 172mm 2 至 1724mm 2 范围内的 1m 长的铜导线在 20 ℃ 时的电阻值就 落在 10 -5 Ω数量级范围内 ( 10.0—99.9 μΩ ) , 考虑到GB/T0;中电阻率测试允许误差 0.15% 及 GB /T0;中导体电阻测试允许误差 0.5% 的要求,仪表读数的有效位应不少于 4 位,( 3 位有效读数在最不利的情况下,最后一位变 化 1 个字的量化误差,可能造成 1% 的测量误差),这就要求仪表的最高分辨力达到 10 -8 Ω( 0.01 μΩ)。综观现有的数字 式低阻表 , 水平最高的如 SB;型直流电阻测量仪、 ZY;型数字微欧计等,其最低量程为 2 m Ω, 最高分辨力 为 0.1 μΩ, 如果测量截面超过 172mm 2 1m 长的铜导线,电阻值在 100 μΩ以下, 仪表读数仅有 3 位有效数字,示值仅为该档 量程的 1/20 以下,这显然是不能符合测量准确度要求的。由此可见,现有的数字式低阻表的测量范围和分辨力尚不能满足全系列电线电缆的测量要求,必须 进一步提高。 PC36 系列直流电阻测量仪设置了 200 μΩ量程 , 是现有产品的十分之一 , 该量程的分辨力为 0.01 μΩ,是现有产品的 十倍,当被测电阻大于或等于 10 -5 Ω时,仪表保证有 4 位以上的有效读数,可以满足 全系列电线电缆的测量要求 。1.2 测量灵敏 度 电线电缆测试人员都知道,要提高电桥测量结果的分辨力有两个途径,其一是加大测量电流,其二是提高电桥的指零装置 — 检流器的灵敏度,在数字式低阻 表中情况也大致如此。由于电流加热效应以及标准电阻容许流过电流值的限制,测量电流的提高幅度是有限的,最大值在 10A 左右,根据欧姆定 律: R=U / I ,在 I = 10A 的测量电流下,仪表的电阻测量分辨力要达到 0.01 μΩ,仪表的电位端电压灵敏度必须达 到 0.1 μ V , 比现有的数字式低阻表的最高电压灵敏度 1 μ V 提高了 10 倍。为了达到这个目标,本 仪表的设计者采用最新技术特制了 高灵敏、低噪声的纳伏放大器,其电位输入端的最高灵敏度为 70.7nV ( 0.;μ V ) ,就电压灵敏度与噪声特性这一点来说,本仪表已 经达到了 6 1/2 位高性能数字电压表所能达到的水平。高灵敏度放大器的作用就如同给电桥的检流器前加装了一台灵敏度极高的光电放大器一样,实现了测 量电流与同类仪表相同,而分辨力却提高 10 倍的目标。1.3 测 量电流的选择 在电线电缆导体电阻的测量中,选择合适的测量电流是至关重要的,这是因为被测对象铜线或铝线的电阻率具有很高的温度系数,测量电流过大会引 起导线发热,从而造成测量超差,在 GB/T0;第 5.6 条中有铜导线测量电流密度不大于 1.0A/ mm 2 的规定;但是测量电流过 小又会严重影 响仪表的灵敏度与分辨力,同样对测量准确度不利。本仪表具有 多电流测量功能,各个量程设置了不同的测量电流可供选择,并在仪表面板上标 明。仪表设有“常规”与“低电流”两种测量状态,可以通过面板开关加以选择,仪器在“常规”测量状态(常规测量电流)有六档量程,具有测量准确性高、抗干 扰性能好的特点;在“低电流”测量状态(低测量电流、高灵敏度)也有六档量程 ,具有较高的测量灵敏度与分辨力。 该性能克服了目前数字表及某些电桥与数 字式低阻表测量电流不能调节,而且在某些档位电流偏大引起被测导体发热 , 电阻值随着测量时间的增加向上漂移的缺陷,这一点在微细导线测量时尤为重要, 例如直径为 0.05mm 的铜导线 , 截面约为 2 × 10 -3 mm 2 , 1m 的电阻值约为 8.8 Ω , 按 GB/T0;的要求计算 , 该导线的测量电流应不大于 2mA, 在现有数字式低阻表中 , 20 Ω量程的测量电流一般 为 10mA, 有的甚至高达 100mA, 大大超过了标准规定的电流范围 , 导线将会严重发热,在本仪表中,则可选择 20 Ω“低电流”量程,测 量电流仅位为 1 mA ,完全符合标准的要求。仪表各测量档位的测量电流见表 1 。
1.4 测量准确度与稳定性 为了提高测量准确度与稳定性, 仪表采用了创新设计的数字比例式测量电路,其工作原理是通过仪表内高精度 A/D 转换器, 将被测电阻与仪表内置的标准电阻作比例运算,并将运算结果以 4 1/2 位的方式进行显示。与目前数字式低阻表常用的恒流源 — 电压表方式不同,本仪 表读数的最终表达式与测量电流大小无关,仅与被测电阻与标准电阻的电阻值有关,这一点与电桥的测原理相仿,因此本仪表具有与双臂电桥相似的高准确度与高稳 定性。由于测量结果在一定的范围内与测量电流大小无关,也使得仪表的多电流测量以及倍率电流测量功能得以实现。与仪表准确度和稳定性密切相关的 是作为比例运算基准的一套标准电阻器,该电阻采用精密锰铜材料并经过特殊的老化工艺制成,具有和 BZ3 系列标准电阻相当的很低的温度系数和很高的稳定 性,在测量时需要通过大电流的标准电阻被安装在特制的冷却油箱内。仪器的高灵敏度电位输入端采用了低热电势、长寿命的复银切换开关和低热电势的镀金接插 件,可以确保测量的准确度与长期稳定性。仪表的基本误差及准确度等级见表 2, 大致比同类产品提高了一个等级,可以满足国家标准中 电阻率测试允许误差 0.15% 以及导体电阻测试允许误差 0.5% 的要求。  电  源:1.2V(可充电电池)×8或1.5V(普通电池)×8
准确度等级
准确度等级
-----------
±(0.08%RX +0.02%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.08%RX +0.02%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.08%RX +0.02%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.03%RX +0.01%Rm)
±(0.04%RX +0.01%Rm)
±(0.03%RX +0.01%Rm)
其中 R X :仪表读数值(电阻示值) R m :所测量程满度值1.5 测 量速度 数字式测量仪由于不需要进行反复繁杂的平衡操作,加上数字直读的特点,测量速度快、使用方便的优势是传统电桥所望尘莫及的,测量速度的提高除了节 约时间外,更大的好处是减少了测量电流对被测导线的加热效应,提高了实际测得数据的准确度与可靠性。这是因为 , 在一次测量中,被测导线的加热程度与测 量电流引入的能量 E 成正比, E=I 2 × R × t 。其中: I 为测量电流; R 为导线电阻; t 为测量时间。随着测量时间的增加,导 线温度逐渐上升,直至达到热平衡 , 当被测导线截面较大时这是一个十分缓慢的过程,如果在测量开始后的较短时间内就取得读数 , 完成测量 , 由测量 电流造成的导体温升从而引起的测量误差将会大幅度降低。2 附加功能简介2.1 倍率电流测量功能 为了方便用户实 施 GB/T 0;第 5.6 条中用比例为 1 : 1.41 的两个测量电流分别测试样电阻值,以判定是否发生温升超标的方法,本仪表设置 有比例为 0.707I : 1.00I : 1.41I 三档电流可供选择(其中 I 为额定电流),比例电流的切换即刻完成,避免了调节外部电流源的 繁琐操作。如果 1.00I : 1.41I 倍率电流测量的结果判定电流过大,数据无效,则可再一次进行 0.707I : 1.00I 倍率电流测量 (两者的比例仍为 1.41 倍),如变化量小于标准规定的数值,表明在 0.707 I 条件下的测量结果有效,避免了为了降低测量电流而改变量程档 位 , 造成测量精度及分辨力的损失。2.2 外 部热电势平衡功能 在电线电缆导体电阻的测量夹具,其电位端的接触刀口常用黄铜材料制成,与铜、铝导线材料之间有较高的接触热电势,在测量过程中由于环境 温度不可能完全均衡,在测试夹具上安装导线时,人体也不可避免地会接触到并加热电位结点,由此产生的热电耦电势,会对高灵敏度的测量产生干扰,使测量结果 发生偏移。为了降低电位端的外部接触电势与热电势对测量结果的影响,本仪表设置了外部电势平衡调节装置,通过平衡调零,可以抵消在测量回路中的热电耦电势,该方法是 GB/T 0;第 6.5.3 条推荐的方法之一。2.3 反 向电流测量功能 根据 GB/T 0;第 5.5 条规定,当试样电阻小于 0.1 Ω 时,应将电流反向再测一次,然后取算术平均值。这是消 除测量回路中的热电耦电势的又一种简单有效的方法,同时也消除了仪表测量回路自身的电压零点飘移,因此,正、反两次测量的平均值,比单次测量结果有更高的 准确度与可靠性。在用双臂电桥电桥测量导体电阻时,该功能是通过切换外部换向闸刀实现的,而在现有的数字式低阻表中,为了防止电感性负载产生的反电势损坏 仪表,其输入回路往往接有反向保护二极管,因此,是不容许电流反向的,无法实现标准要求的操作。本仪表中采用专利技术,特殊设计了双向电流保护电路,既防 止了反电势对仪表的危害,同时又允许进行反向电流测量,并在仪器内部设置了大功率换向继电器,通过面板开关实施电流换向操作,正、反向读数瞬时可得,操作 简捷、使用方便。2.4 铜、 铝导线温度校正功能 当试验环境温度在 15-25 ℃范围内,用户只要将 PC36C 或 PC36D 的温度校正开关设置为环境温度的实际值 ( 步 进值为 0.1 ℃ ) ,仪表将被测铜线或铝线的电阻值根据 GB/T 0;推荐的公式自动换算到该导线在基准温度 20 ℃时的电阻值,免 去了用户温度换算操作,使用更为方便。
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高考物理电学实验攻略全解(史上最强) 投稿:严彉彊
难点之十 电学实验二、难点突破1、电流表、电压表的读数规则:电流表量程一般有两种——0.1~0.6A,0~3A;电压表量程一般有两种——0~3V,0~15V。如图10-1所示:图10-1因为同一个电流表、电压表有不同的量程,因此,对应不同的量程,每个…
2010年度工作总结和2011年工作划 许镇镇合作医疗管理服务分中心我镇2010年新型农村合作医疗,在镇党委、政府正确领导和县卫生主管部门的指导下,许镇分中心立足本职岗位,围绕中心工作,求真务实、埋头苦干、认真履行岗位职责,较好地完成了各项工作任务。…
学年 第一学期 三年级英语第5单元测验卷(本卷100分,含卷面2分)班别__________学号___________姓名__________成绩___________Listening Part(听力部分)一. 听录音,根据你所听…
二、难点突破
1、电流表、电压表的读数规则:
电流表量程一般有两种——0.1~0.6A,0~3A;电压表量程一般有两种——0~3V,0~15V。如图10-1所示:
因为同一个电流表、电压表有不同的量程,因此,对应不同的量程,每个小格所代表的电流、电压值不相同,所以电流表、电压表的读数比较复杂,测量值的有效数字位数比较容易出错。下面是不同表,不同量程下的读数规则:
电压表、电流表若用0~3V、0~3A量程,其最小刻度(精确度)分别为0.1V、0.1A,为10分度仪表读数,读数规则较为简单,只需在精确度后加一估读数即可。
如图所示,电压表读数为1.88V,电流表读数为0.83A。若指针恰好指在2上,则读数为2.00V(或A)。 电压表若用0~15V量程,则其最小刻度为0.5V,为2分度仪表读数,所读数值小数点后只能有一位小数,也必须有一位小数。
如图所示,若指针指在整刻度线上,如指在10上应读做10.0V,指在紧靠10刻度线右侧的刻度线上(即表盘上的第21条小刻度线)读数为10.5V,若指在这两条刻度线间的中间某个位置,则可根据指针靠近两刻度线的程度,分别读做10.1V,或10.2V,或10.3V,或10.4V,即使是指在正中央,也不能读做10.25V,若这样,则会出现两位不准确的数,即小数点后的2和5,不符合读数规则,如上图中所示,读数应为9.3V。
电流表若用0-0.6A量程,则其最小刻度为0.02A,为5分度仪表读数,其读数规则与0—15V电压表相似,所读数值小数点后只能有两位小数,也必须有两位小数。
如上图所示,电流表读数为0.17A,若指针指在第11条刻度线上,则读数为0.22A,指在第10条刻度线上,读数为0.20A,指在第12条刻度线上,读数为0.24A。 2、滑动变阻器应用分析
滑动变阻器是电学实验中常用的仪器,近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点.
滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点:如图10-2所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a)电路称为限流接法,图(b)电路称为分压接法.
图10-2 ①限流法.如图(a)所示,待测电阻上电压调节范围为
~E.显然,当R0<<RL时,在移动滑动触头的过程中,电
流的变化范围很小,总电流几乎不变,UL也几乎不变,无法读取数据;当R0>>RL时,滑动触头在从b向a滑动的过程中,先是
电流表、电压表的示数变化不大,后来在很小的电阻变化范围内,电流表、电压表的读数变化很快,也不方便读数,只有当RL与R0差不多大小时,才能对电流、电压有明显的调控作用.在同样能达到目的的前提下,限流法较为省电,电路连接也较为简单.
②分压法.如图(b)所示,待测电阻上电压调节范围为0~E,且R0相对于RL越小,R上的电压变化的线性就越好.当R0>>RL
时,尽管UL变化范围仍是0~E,但数据几乎没有可记录性,因为在这种情况下,滑片从左端滑起,要一直快到右端时,电压表上示数一直几乎为零,然后突然上升到E,对测量几乎没有用处.因此,分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。
滑动变阻器的限流接法与分压接法:两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小,但在不同条件下,调节效果大不一样,滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活选取.
1.下列三种情况必须选用分压式接法
(1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须采用分压接法.
(2)当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时,必须采用分压接法.因为按图(b)连接时,因RL>>R0>Rap,所以RL
与Rap的并联值R并≈Rap,而整个电路的总阻值约为R0,那么RL两端电压UL=IR并=
·Rap,显然UL∝Rap,且Rap越小,这种线性关
系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作.
(3)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法. 2.下列情况可选用限流式接法
(1)测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0相差不大或RL略小于R0,采用限流式接法.
(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.
(3)没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法. 例1:如图10-3所示,滑动变阻器电阻最大值为R,负载电阻R1=R,电源电动势为E,内阻不计.
(1)当K断开,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少? (2)当K闭合,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少? (3)设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同,a、c间 长度为x,当K接通后,加在R1上的电压U1与x的关系如何?
【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路:限流和分压,把握限流和分压电路
图的原理是关键
例2:用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下:待测电阻Rx(阻值约5 Ω,额定功率为1 W);电流表A1(量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω);电流表A2(量程0~3 A,内阻0.05 Ω);电压表V1(量程0~3 V,内阻3 kΩ);电压表V2(量程0~15 V,内阻15 kΩ);滑动变阻器R0(0~50 Ω),蓄电池(电动势为6 V)、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选________,并画出实验电路图.
【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路,因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法
例3:用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测电阻Rx(约100 Ω);直流电流表(量程0~10 mA、内阻50 Ω);直流电压表(量程0~3 V、内阻5 kΩ);直流电源(输出电压4 V、内阻不计);滑动变阻器(0~15 Ω、允许最大电流1 A);开关1个,导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.
【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法,各仪器的量程和电阻都已经给出,只需计算两种接法哪种合适。
3、实验电路和电学仪器的选择
(1)电路的选择:①安培表内、外接电路的选择:由于电压表的分流作用和电流表的分压作用,造成表的示数与通过负载的电压或电流真实值之间产生误差,为减小此系统误差,应慎重选择电流表的内外接法,选择方法如下:
1、直接比较法:
当待测电阻阻值Rx<>RA时,安培表分压很小,选择安培表内接电路。
2、临界值计算比较法:当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时,如何确定被测电阻R是较大还是较小呢?我们要计算两种接法的相对误差,可用
RVRA时,宜采用电流表外接法; RVRA时,宜采用电流表内接法;
RVRA时,电流表内外接法效果是一样的.此时的被测电阻值R我们称为临界电阻。
3、测试判断法(试触法)
若Rx、RA、RV的大小关系事先没有给定,可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:
如图10-6所示组成电路,其中电流表事先已经接好,拿电压表的一个接线柱去分别试触M、N两点,观察先后两次试触时两电表的示数变化情况。
如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即
),说明接M点时电压表分流作用引起的误差大于接N点时电
流表分压作用引起的误差,这时应采用内接法(即电压表接N点)。
如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即
),说明接N点时电流表分压作用引起的误差大于接M点时电
压表分流作用引起的误差,这时应采用外接法(即电压表接M点
(口决:“内大外小”,即内接法适合测大电阻且系统误差偏大,即测量值大于真实值,外接法适合测小电阻且系统误差偏小,即测量值小于真实值,)
②控制电路(即滑动变阻器的接法)的选择,见难点2 (2)电路实验器材和量程的选择,应考虑以下几点:
①电路工作的安全性,即不会出现电表和其它实验器材因过载毁坏现象。 ②能否满足实验要求(常常要考虑便于多次测量求平均值)。
③选择器材的一般思路是:首先确定实验条件,然后按电源—电压表—电流表—变阻器顺序依次选择。根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表.首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般取满偏度的
左右),以减少测读误差.根据电路中可能出现的电流或电压
范围需选择滑动变阻器,注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,如果是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用.应根据实验的基本要求来选择仪器,对于这种情况,只有熟悉实验原理,才能作出恰当的选择.总之,最优选择的原则是:
a、 方法误差尽可能小.
b、实现较大范围的灵敏调节.
c、在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度.
根据以上原则,电学仪器的选择有如下建议:
1、电源的选择:选择直流电源,应根据用电器的需要来确定,一般考虑用电器所需的电压、电路中的电流、电源电动势和允许电流等.在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下,选择电动势较大的电源(以获得更多的测量数据)。在相同电动势情况下,通常选择内电阻较小的电源(以获得较稳定的路端电压),测电源内阻除外。
2、电表的选择:在不超过电表量程的条件下,选择量程较小的电表(以便测量时示数能在满刻度的2/3左右)。
3、滑动变阻器的选择:要由电路中所要求或可能出现的电流、电压的范围来选定变阻器,实际流过变阻器的电流不得超过其额定值;如要通过变阻器的电阻改变来读取不同的电流、电压值时,要注意避免变阻器滑片稍有移动电流或电压就会有很大变化的出现,也要避免出现滑片从一头滑到另一头,电流或电压几乎没有变化的情况.
若控制电路确定为限流接法,则滑动变阻器应选用与实验电路中其它电阻的总阻值相差不大的;若控制电路确定为分压接法,则应选用在额定电流允许的条件下阻值较小的滑动变阻器。
例4: 图10-7为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图,器材规格如下:
(1)待测电阻Rx(约100Ω)
(2)直流电源(输出电压4V,内阻可不计)
(3)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω)
(4)直流电压表(量程0~3V,内阻5KΩ)
(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A)
(6)电键一个,导线若干条
根据器材的规格和实验要求,在实物图上连线。并用“↓”标出在闭合电键前,变阻器的滑动触点应处的正确位置。 【审题】本题不要求选择仪器,只是对已有的仪器进行电路的选择合成,从一定程度上降低了难度,由已知条件,待测电阻与电压表阻值相差较多,滑动变阻器阻值相对较小。
例5:某电压表的内阻在20~50KΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:
待测电压表V(量程3V),电流表A1(量程200μA),电流表A2(量程5mA),电流表A3(量程0.6A),滑动变阻器R(最大阻值1kΩ),电源E(电源电压为4V),开关S.
(1)所提供的电流表中应选用
(填字母代号).
(2)为了尽量减小误差,要求多测几组数据,试在图10-9方框中画出符合要求的实验电路(其中电源和开关及连线已画出).
【审题】测量电压表的内阻,从已知条件看,需测量通过电压表的电流,因此,需估算通过电压表的最大电流来判断所用电流表的量程。同时,滑动变阻器的全阻值远小于电压表内阻,控制电路应采用分压接法。
例6:有一改装的电流表A1需要与一标准电流表A2进行校对,采用如图所示10-11的电路,其中E为电源,R0为一限流电阻,R为一可变电阻,S为电键,限流电阻能够限制电路中的最大电流,使之不超出电流表的量程过多,从而对电流表起保护作用。实验中已有的器材及其规格如下:
蓄电池E(电动势6v,内阻约为0.3Ω),
改装电流表A1(量程0~0.6A, 内阻约为0.1Ω)
标准电流表A2 ( 量程0~0.6A~3A, 内阻不超过0.04Ω) 实验中备有的电阻器规格如下:
A.固定电阻(阻值8Ω,额定电流2A)
B.固定电阻(阻值15Ω,额定电流2A)
C.滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流2A)
D,滑动变阻器(阻值范围0~200Ω,额定电流2A)
已知两个表的刻度盘上都将量程均匀分为6大格,要求从0.1A起对每条刻线一一进行核对,为此,从备用的电阻器中,R0
。(用字母代号填写)
【审题】本题中给出了固定限流电阻的选择,首先要明确其作用,实验要求电流范围在0.1~0.6A之间,即电路中仅有限流电阻时的电流要略大于0.6A,同时要配合滑动变阻器,保证电路中的最小电流不超过0.1A。 例7:用伏安法测量某一电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:
A、待测电阻Rx(阻值大约为5Ω,额定功率为1W)
B、电流表A1(0~0.6A,内阻0.2Ω)
C、电流表A2(0~3A,内阻0.05Ω)
D、电压表V1(0~3V,内阻3KΩ)
E、电压表V2(0~15V,内阻15KΩ)
F、滑动变阻器R0(0~50Ω)
G、蓄电池(电动势为6V)
H、电键、导线
为了较准确测量Rx的阻值,保证器材的安全,以便操作方便,电压表、电流表应选择________,并画出实验电路图。 【审题】本题中待侧电阻的额定功率、电阻估计值已知,可估算通过电阻的电流及其两端电压,是选择电流表、电压表量程的关键,另外,电流表的内外接法及滑动变阻器的接法也需要计算确定。
4、电阻测量的方法归类
在高中电学实验中,涉及最多的问题就是电阻的测量,电阻的测量方法也比较多,最常用的有:
(1)欧姆表测量:最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测,为下一步的测量提供一个参考依据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。
(2)替代法:替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高,不需要计算,方法简单,但必须有可调的标准电阻(一般给定的仪器中要有电阻箱)。
替代法是用与被测量的某一物理性质等效,从而加以替代的方法。
如图10-13所示。先把双刀双掷开关S2扳到1,闭合S1,调整滑动变阻器,使电流表指针指到某一位置,记下此时的示数I(最好为一整数)。再把开关S2扳到2,调整电阻箱R0,使得电流表指针仍指到示数I。读出此时电阻箱的阻值r,则未知电阻Rx的阻值等于r。
说明:①在此实验中的等效性表现在开关换位后电流表的示数相同,即当电阻箱的阻值为
r时,对电路的阻碍作用与未知电阻等效,所以未知电阻Rx的阻值等于r。
②替代法是一种简捷而准确度很高的测量电阻的方法,此方法没有系统误差,只要电阻箱和电流表的精度足够高,测量误差就可以忽略。
(3)伏安法:伏安法的测量依据是欧姆定律(包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律),需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表时,可以用标准电阻(电阻箱或给一当电压表用。
(4)比例法:如果有可以作为标准的已知电阻的电表,可以采用比例法测电表的电阻。用比例法测电表内阻时,两个电流表一般是并联(据并联分流原理),两个电压表一般是串联(据串联分压原理)。
所谓“比例法”是:要测量某一物体的某一物理量,可以把它与已知准确数值的标准物体进行比较。例如,使用天平称量物体的质量,就是把被测物体与砝码进行比较,砝码就是质量数准确的标准物体。天平的结构是等臂杠杆,因此当天平平衡时,被测物体的质量与标准物体的质量是相等的,这就省去了进一步的计算。
有很多情况下,被测物体与标准物体的同一物理量间的关系并不是相等,而是在满足一定条件下成某种比例的关系,这种方法又称为“比例法”。
例如,测电流表和电压表的内阻,如果有可以作为标准的已知电阻的电表,都可以使用比例法。采用比例法测电阻的依据是:串联电路电压与电阻成正比,并联电路电流与电阻成反比。电压表可显示电阻两端的电压值,电流表可显示电阻中通过的电流,所以测电流表内阻应把两电流表并联,测电压表内阻应把两电压表串联,电路图分别如图10-14(甲)、(乙)所示。
测电流表内阻时,应调节滑动变阻器R01,使两电流表的指针都有较大偏转,记录下两电表的示数I1和I2,根据并联电路分流原理,若已知电流表A1的内阻为r1,则电流表A2的内阻r2=
个定值电阻)代替;当电表的内阻已知时,根据欧姆定律I=U/RV,电压表同时可以当电流表使用,同样根据U=IRA,电流表也可以
测电压表内阻时,应调节滑动变阻器R02,使两电压表的指针都有较大偏转,记录下两电表的示数U1和U2,根据串联电路分压原理,若已知电压表V1的内阻r1,则电流表V2的内阻r2=
以上例子中,甲图采用限流电路而乙图采用分压电路,这是由于电流表内阻都较小,若采用分压电路,则滑动变阻器的阻值必须更小,这时电路近似于短路,是不允许的;而电压表内阻都很大,若采用限流电路,则滑动变阻器的电阻必须更大,这在实际上行不通。
(5)半值法(半偏法)。
半值法是上面比例法的一个特例,测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法,电路图如图10-15所示。 甲图实验时先断开开关S’,闭合S,调整滑动变阻器R01(限流法连接),使电流表A满度(即指针指满刻度处);再闭合S’,调整电阻箱R1,使电流表A的指针恰好指到半满度处,读出此时电阻箱的阻值R,则电流表A的电阻rA=R。(测量结果偏小)
乙图实验时先闭合开关S’及S,调整滑动变阻器R02(分压法连接),使电压表V满度;再断开S’,调整电阻箱R2,使电压表V的指针恰好指到半满度处,读出此时电阻箱的阻值R,则电压表V的电阻rV=R。(测量结果偏大)
例8: 测量某电阻Rx的阻值.已知Rx约为5Ω左右.下表给出可供选择器材.请画出你所设计的实验原理图(至少3种),并标明所选器材的规格或代号.
备注:另有导线若干,各器
仪器是否适合,灵活利用、变通,充分发挥题目中所给仪器的作用。
例9:一电阻额定功率为0.01 W,阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 kΩ.现有下列仪表元件,试设计适当的电路,选择合适的元件,较精确地测定其阻值.
①电流表,量程0~300 μA,内阻150 Ω;
②电流表,量程0~1000 μA,内阻45 Ω; ③电压表,量程0~3 V,内阻6 kΩ;
④电压表,量程0~15 V,内阻30 kΩ; ⑤电压表,量程0~50 V,内阻100 kΩ;
⑥干电池两节,每节电动势为1.5 V;
⑦直流稳压电源,输出电压6 V,额定电流3 A;
⑧直流电源,输出电压24 V,额定电流0.5 A; ⑨直流电源,输出电压100 V,额定电流0.1 A;
⑩滑动变阻器,0~50 Ω,3 W;
11滑动变阻器,0~2 kΩ,1 W;
○12电键一只,连接导线足量. ○
【审题】考查综合分析能力、推理能力及实验设计的创新能力,审题过程见解析。 附:对电学实验中几个点的强调说明:
一、关于多用电表
1.使用多用表时要注意什么?
(1)使用多用表的电压、电流挡.使用多用表测量电压、电流的方法,与单独使用电压表、电流表的方法基本上是一样的,只不过在使用多用表前要根据待测量的情况(是电流还是电压?是交流还是直流?)调整好选择开关,并调整到合适的量程上,其他如正负接线柱的选用,串联还是并联到电路中去等,就和单独使用电压表、电流表时没什么两样了.
(2)使用多用表的欧姆挡.
①机械调零:使用前先查看指针是否指在左端电阻为无穷大的位置,如不是,则要用螺钉旋具慢慢地调节定位螺钉使指针正确定位.
②量程选择:扳动选择开关到合适的量程上,尽可能使正式测量时指针停留在中间位置附近,也就是要尽可能利用
材数目均只一个
【审题】该题要求至少应用3种设计方案,需要熟练掌握测电阻的原理和方法,列出所有的测电阻的基本方法,看题目中给出的
~4R中中这一范围内,以减少测量误差.
③欧姆调零:短接两表笔,调整欧姆档的调零旋钮,使指针指在零欧姆处,注意每改变一次量程,就要重新调零一次.
④数据读取:数据读取时,一要注意到欧姆刻度不是均匀的,不然估读会不正确;二要注意读得的数据还应乘以量程的倍率;三是测量电路中的某一电阻阻值时,应该先把电源切断,再把待测电阻和其他元件断开,之后再行测量;四是要注意手不要碰到表笔的金属杆,以免人体电阻与待测电阻并联造成误差.
⑤结束工作:测量完毕后,一定要把选择开关切换到交流高压挡或切换到
对于磁电式的电流计,其指针偏转的角度和电流成正比,改装成电流表或电压表时,表盘刻度是均匀的;但用磁电式电流计做欧姆表的表头后,由欧姆表内部电路构造及全电路欧姆定律可知,当两表短接和接上待测电阻Rx后,分别有
Rg?r?R0?Rx
由②式可知,待测电阻Rx与通过表头的电流Ix不成线性关系,这就是造成表盘刻度不均匀的原因. 那么,怎样对欧姆表的表盘进行刻度呢? 设指针偏转满刻度的
(m≥n)时,指针所指的电阻值为Rx,则应有
Ig?Ix ③ , 把①②式代人③式,整理,得Rx?
④式便是把表盘改为欧姆刻度的依据了. 这里顺便指出,当Rx=R内时,
?,此时指针指中,称此值为中值电阻,显然,中值电阻恰好等于此时的欧姆表内阻.
3.测量时怎样正确选择欧姆表的倍率? 在实际测量时,可以通过改变倍率使指针指在
~4R中的范围内,例如,开始时,如发现指针向右偏得过多,说明原倍R中4
~4R中的范围内为止.
率选得太大,可改选倍率小一些的再试试,直到指针落在
也可先估测出应该选用的倍率用来选挡,换挡时,可利用公式Rx=nR指进行,关系式中Rx为待测电阻的阻值,n为所选的倍率挡(如选×100,则n=100),R指则表示从表盘上直接读得的数字.
例如欧姆表中值电阻值为15Ω,待测电阻约为1800Ω,要较准确地测定该电阻应选用哪一个倍率,可题设条件知Rx=1800Ω,而R中=15Ω,为使测量较准确,R指宜取18,1800=n×18,n=100,所以应选×100挡.
再如用欧姆表的×100挡测一电阻,发现指针偏角太小,偏角太小,即R指太大,为使指针指示在R中附近,应增大偏角,即使R指变小,由Rx=nR指可知,n必增大,故应选×1k挡.
4.用欧姆表测量电阻前和换挡后,为什么一定要先进行欧姆调零?
欧姆表的表盘刻度是按照标准电动势和内阻进行设计和刻度的,实际应用时,内装电池与标准总有差异,同时,电池用久了,E和r都可能变化,这就会影响指针的偏转转角,可能指不到指定刻度处而造成误差,所以使用前必须进行欧姆调零.
在倍率改变后,欧姆表的内阻电路就发生了相应变化,这时只有通过欧姆调零,才有可能使测量示数与电阻值相符,故每改变一次倍率,都应重新进行调零.
二、关于用U—I线修正法定性分析测电源电动势和内阻的测量误差
用伏安法测量电源电动势、内电阻的学生实验中,有两种可供选择的实验电路。在两种电路中,由于伏特表的分流和安培表的分压引起的误差是不同的,我们可以用图线修正法简洁明快的分析两种电路引起的测量误差。
第一种测量电路:如图10-20和10-21中的a线,分别为测量电路和由此电路测出的数值画出的路端电压与电流强度的关系图线。误差分析方法如下:
①根据测量电路分析误差原因:本测量电路产生误差的原因是由于伏特表的分流使得安培表的读数I小于干路总电流所致。考虑伏特表的内阻RV,全电路的欧姆定律的方程??U?Ir应修正为
,可见当U=0时,电流误差为零。
②根据①式寻找图线的准确点:因电流的修正值为?I?因此,图线与横轴的交点P为准确点,不须修正。
③在图线上任选一点Q进行修正:如图1—2,Q点的纵坐标UQ不变,把(IQ+
)做为Q点修正
后的Q点的横坐标,连接P和Q得修正后的U—I图线为b线。.
④比较两条图线的纵截距和斜率:因图线的纵截距等于电源电动势,图线斜率的绝对值等于电源内阻。所以,?<?,r<r/.可见电动势和内阻的测量值均小于真实值。
第二种测量电路:如图10-22和10-23中的a线,分别为测量电路和由此测量电路画出的路端电压与电流强度的关系图线,误差分析方法如下:
①根据测量电路分析误差原因:本测量电路产生误差的原因是由于安培表的分压使得伏特表的读数小于电源的路端电压所致。考虑安培表的内阻RA,全电路的欧姆定律的方程??U?Ir应修正为?
?U?I(r?RA),,,,②
②根据②式寻找图线的准确点:因电压的修正值为?U?IRA,可见当I=0时,电压修正值为零.所以,图线与纵轴的交点P准确。
③在图线上任选一点Q进行修正:如图2—2,Q点的横坐标IQ不变,(UQ+IQRA)做为修正后Q/点的纵
坐标,连接P和Q得修正后的U—I图线为b线。
④比较两条图线的纵截距和斜率:得?=?,r>r/。可见,电动势的测量值与真实值相等,而内
阻的测量值大于真值。
三、关于电路实物连线的几个易错点:
1、电键必须控制全电路 2、电表的量程和正负极
3、滑动变阻器的“两端限流、三端分压”接法,且要求在闭合电键前,必须保证限流接法中滑动变阻器以最大电阻接入电路,分压接法中滑动变阻器输出电压端电压为零。
4、注意检查安培表的内外接法是否正确
5、导线不能接在滑动变阻器的支架或滑动头上,不能穿越用电器,不能有交叉线. 例1:【解析】(1)若K断开,则该控制电路为滑动变阻器的限流接法,故
(2)若K闭合,则该控制电路为滑动变
阻器的分压接法,故0≤U1≤E(3)U1=IR并,R并=
【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同
例2:【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值,可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=≈2.2 V,I=
P/R?/5A=0.45 A. 则电流表应选A1,电压表应选V1.又因
电流为Imin=
0.2? Ω>Rx,则电流表必须外接. 因为滑动变阻器的全阻值
大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法,若用限流接法,则被测电阻Rx上的最小
?=0.11 A<I额,因该实验没有对电流、电压的调节范围未作特
殊要求,故用限流电路.电路如图10-4所示.
【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大,用分压接法不便于调节,故限流接法是首选,只要能保证安全且有一定的调节范围即可。
例3:【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式,即电流表的内接法和外接法,由于Rx<
故电流表应采用外接法.在控制电路中,若采用变阻器的限流接法,当滑动变阻器阻值调至最大,通过负载的电流最小,Imin=
=24 mA>10 mA,此时电流仍超过电流表的量程,故滑动变阻
图器必须采用分压接法.如图10-5所示.
【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全,这是电学实验的首要原则 ,限流接法虽然简洁方便,但必须要能够控制电路
不超过电流的额定值,同时,能够保证可获取一定的电压、电流范围,该题中,即便控制电流最小值不超过电流表的量程,因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小,电流、电压变化范围太小,仍不能用限流接法。 例4:【解析】因滑动变阻器阻值小于待测电阻Rx的阻值,所以滑动变阻器应选用分压接法;待测电阻与电表相比,Rx的阻值和电压表的阻值相差较多,所以应选用安培表外接电路,实物连接如图10-8所示。滑动变阻器分压接法时,在闭合电键前,变阻器的滑动触点应置于使负载电压为零处,如图箭头所示。
【总结】(1)设计测量电阻的电路必须考虑两个方面,首先要确定滑动变阻器是分压电路还是限流电路,再考虑是安培表外接电路还是安培表内接电路。(2)连接实物图时,应该先干支路不起作用是滑动变阻器分压接法时经常出现的错误。
例5:【解析】电压表的示数等于通过电压表的电流与本身内阻的乘积,估算电路中的最大电流为I?U?
路,再支路。滑动变阻器分压接法是要注意电键能控制全电路电流,即断开电键后,电路中无电学仪器仍处于通电状态,电键对
A?150?A, 所
以应选电流表A1,与电压表串联在电路中..滑动变阻器的电阻远小于电压表内阻.如果用滑动变阻器连成限流电路,一则它对电路的调控作用很不明显,二则是待测电压表分得的最小电压约为
变阻器明显不能组成限流电路,这样变阻器应作为分?4V?3.8V,大于电压表的量程,
压器接在电路中,就不会出现上述问题,电路如图10-10所示.
【总结】对于电表的选择,必须先根据已知条件估算电路中的最大电压或电流值,以此确定选用略大于且量程最小的电表。 例6:【解析】已知改装表量程为0~0.6A,要求从0.1A起对每条刻线进行核对,所以,电路中最大电流不能小于0.6A,最小电流不能大于0.1A。电源电动势为6v,根据欧姆定律R总?
,电路中最小
总电阻不能大于10Ω,电路中除固定电阻和滑动变阻器外,其它电阻总阻值等于0.44Ω,所以固定电阻R0应选用A(8Ω);又因最大总电阻不能小于60Ω,滑动变阻器应选用D(200Ω)。
【总结】(1)要正确理解限流电阻的限流作用—-使电路中的电流不超过电流表的量程过多,应理解为:.....
在保证电流表能达到满量程的条件下,通过电流表的电流不过大。所以限流电阻的阻值不能大于使电流表达到满偏时的阻值。
(2)注意区分限流电阻与滑动变阻器的作用,限流电阻的作用是使电路中的电流不要过小(不小于0.6A),而滑动变阻器的作用是使电路中的电流要达到足够小(不大于0.1A)。
例7:【解析】1、确定电流表、电压表的量程。被测电阻Rx的额定电压、额定电流分别为
,则电流表选用A1,电压表选用V1
2、确定电流表的内、外接法
计算临界电阻
3、确定控制电路
因滑动变阻器的全阻值R0大于被测电阻RX,故首先考虑变阻器的限流接法。
,RX<R,则安培表必须外接。
限流接法:RX上限流取值范围为:最小: . 最大:I额=0.45A
那么,滑动变阻器的阻值(滑动头移动时)不得小于 。RX的电压变化范围为0.55V~2.25V,安
全可行。若采用变阻器的分压接法,因R0>RX,会操作不方便,因此应选择变阻器的限流接法。电路如图10-12所示。
【总结】本题需要选择电流表、电压表量程以及测量电路和控制电路,解题时为避免混乱,可分步选择,将题目分解,既明确,又不易遗漏。 例8:【解析】
方案一:应用伏-安法测电阻,见图10-16.
选R2,还是选R1,就是出于对实验安全方面的考虑.R2与G表,可改装成3V左右的电压表;R1与G表,只能改装成0.3V左右电压表,这样小的电压表既不能安全实验,也不能进行精确测量.
电流表外接而不内接,是出于对实验结果精确程度的考虑.因为改装后的电压表内阻远大于误差要小得多,显然这是精确原则的应用.
R3作为控制线路的主元件,其控制电压方便与否,与R3、Rx值相对大小有关.当两电阻相近时,为了线路简单、经济,控制电路适宜用限流接法,这主要是出于实验操作是否方便的考虑.
方案二:应用全电路欧姆定律测电阻.见图10-17.
原理:令Rx短路,调R1,测得I1后,由全电路欧姆定律得 E=I1(r+R1+0+RA)接着去掉短路线,可得I2,同理得 E=I2(r+R1+Rx+RA)可求Rx.
讨论:用R1为何不用R2?显然是考虑了测量方便问题,是方便原则的应用.因为R1调节时能用到0.1Ω变化,对电流调整是有利的.图2设计较图1,主要是考虑了节省器材原则,这也可以说是经济原则的应用.
方案三:欧姆表原理测电阻,见图10-18.
原理:先让ab短路,调R1使A1满偏,此时内阻为5Ω.去掉短路线,接通S,测得I,则依据欧姆表原理,RX值为(E/I -5)Ω
Rx,这样测量系统误差较小.选A1表,而不选A2表是出于精确读数的考虑.A1、A2诚然都能满足安全的要求,但小量程表读数相对
讨论:用A1不用A2或G,主要是考虑了测量结果的精确问题.若用A2改装为欧姆表,其中值电阻为1Ω;若用G改装为欧姆表,其中值电阻为10kΩ,与待测电阻比较,测量误差太大.欧姆表特点是当测量值在其中值电阻附近时,其读数(或测量结果)比较准确.这是精确原则的应用.且整个方案三操作上是很方便的.
【总结】本题处理过程相对复杂,但只要遵循前面所提出的各种选择方法,题目也就迎刃而解了,因此说,基础知识是关键,复杂题目只是基础知识的合成。 例9:【解析】由于现有器材中有电流表和电压表,故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值.又因待测电阻为一大电阻,其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近,故应该采用电流表内接法.由于现有滑动变阻器最大阻值比待测电阻小得多,因此,若用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电压,只能采用分压接法,如图10-19(否则变阻器不能实现灵敏调节).为了确定各仪表、元件的量程和规格,首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算:最大电流为Im=
A=5×10 A=500μA;
最大电压Um=20 V.由于实验中的电流和电压可以小于而不能超过待测电阻的额定电流和额定电压,现有两个电流表内阻相近,由内阻所引起的系统误差相近,而量程0~1000 μA接入电路时,只能在指针半偏转以下读数,引起的偶然误差较大,故选用量程为0~300 μΑ的电流表.这样选用电流表后,图10-19 -43
待测电阻上的最大实际电压约为3×10×40×10V=12 V,故应选用量程为15 V的电压表,由于在
如图所示的电路中,要实现变阻器在较大范围内灵敏调节,电源电压应比待测电阻的最大实际电压高,故电源应选输出电压为24 V一种(其额定电流也远大于电路中的最大实际电流,故可用).
关于变阻器的选择,由于采用分压接法,全部电源电压加在变阻器上.若是把0~50 Ω的变阻器接入电路,通过它的最小电流(对应于待测电路断开)约为24/50 A=0.5 A,最小功率约为0.25×50 W=12.5 W,远大于其额定功率;而0~2 kΩ的变阻器接入电路,其最大电流(对应于滑动键靠近图13-4中变阻器A端)约为并联电路总电流0.0136 A,小于其额定电流0.2024 A.故应选0~2 kΩ的变阻器.
难点之十 电学实验二、难点突破1、电流表、电压表的读数规则:电流表量程一般有两种——0.1~0.6A,0~3A;电压表量程一般有两种——0~3V,0~15V。如图10-1所示:图10-1因为同一个电流表、电压表有不同的量程,因此,对应不同的量程,每个…
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