电阻是20Ω,是用内接还是外接(电流表和电压表大的电阻...-查字典问答网
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  电阻是20Ω,是用内接还是外接(电流表和电压表大的电阻...

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2020-04-24 20:49
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顾文刚

  电阻是20Ω,是用内接还是外接(电流表和电压表大的电阻...

  据欧姆定律U=IR,用电压表测出电阻两端电压,用电流表测出通过电阻的电流,就可以求出电阻.这种测量电阻的方法叫做伏安法.

  用伏安法测电阻时有两种电路连接方法.如图(1)所示:

  我们知道无论采用以上哪种电路测量电阻,都存有系统误差.但是,当待测电阻的阻值比电压表内阻小很多时,采用图甲误差很小;当待测电阻的阻值比电流表内阻大很多时,采用图乙误差很小.因此说,伏安法是一种较准确测量电阻值的重要方法,也是高考考查的一大热点.

  直接采用伏安法测电阻,要求所给出的电压表和电流表量程与所需测量的数值大小匹配,才能使测量误差足够小.但是,在有些情况下,该条件却不满足.我们可以依照伏安法测电阻的基本原理,做出适当改进来完成测量.我们在分析了近几年高考试题和高考模拟试题的特点之后,现列举出以下四类改进方法.

  第一类,若题目中所给电压表或电流表的量程不匹配时,可以把已知内阻的电压表或电流表进行非常规使用,即用电流表测电压,或用电压表测电流,而电流和电压之间的关系是:U=IR内.具体请参看例1和例2.

  例1:[2000年全国]从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.

  器材(代号)规格

  电流表(A1)量程10mA,内阻r1待测(约40Ω)

  电流表(A2)量程500μA,内阻r2=750Ω

  电压表(V)量程10V,内阻r3=10kΩ

  电阻(R1)阻值约100Ω,作保护电阻用

  滑动变阻器(R2)总阻值约50Ω

  电池(E)电动势1.5V,内阻很小

  电键K

  导线若干

  (1)在虚线方框内画出电路图,标明所用器材的代号.

  (2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1=_________,式中各符号的意义是:_________.

  解析:(1)要测A1的电阻,通过A1的电流值I1可由A1读出,只要能测出A1两端的电压U1,则可求出r1=.测电压要用电压表,但是若将电压表与A1并联,电流表A1上的电压最多约为0.4V,而电压表的量程是10V,对于0.4V的电压来说,电压表的指针只是稍微偏转了一点点,这样测得的电压值误差太大,不符合题目要求,因而不能用电压表测电压.而电流表A2的内阻r2知道,通过电流表A2的电流I2可以读出,因而A2两端的电压U2=I2r2.若将A1与A2并联,则U2即A1两端的电压.综上,电路图应如图(2)所示.

  (2)r1=,式中I1、I2分别是电流表A1、A2的读数,r1、r2分别表示电流表A1、A2的内阻.

  例2:(2004年全国II卷)用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900Ω~1000Ω):

  电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;

  电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;

  电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;

  滑动变阻器R,最大阻值为100Ω;

  单刀单掷开关S,导线若干.

  (1)测量电路中要求电压表的读数不小于其量程的,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注).

  (2)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,写出由已知量和测得量表示Rx的公式.

  解析:(1)在这道题中,因为没有给电流表,显然需要用一个电压表来测量电流.在能满足读数要求的条件下,有两种可供选择的电路.如图(3)甲、乙两图所示.

  (2)采用图甲,;

  采用图乙,.

  第二类:若题目中所给电流表或电压表的量程大小,但内阻已知,且题中有合适的定值电阻可用时,可以把电流表或电压表进行大量程.

2020-04-24 20:53:22

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