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    伏安法測電阻

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    伏安法測電阻基本原理

    伏安法測電阻的基本原理:歐姆定律。

    伏安法測電阻

    電阻是物質的屬性,是由導體本身因素(材料、長度、粗細)決定的(另外,還與溫度有關系),不會因通電情況的不同而不同。這與以前學過的密度ρ=m/V只與物質本身特性有關而與那塊物質的質量大小、體積大小無關一樣。

    歐姆定律I=U/R可變形為R=U/I;這就是伏安法測電阻的基本原理。

    伏安法測電阻操作步驟

    (1)連接電路

    a.結合題意,選擇適當量程的電表即滑動變阻器;

    b.選擇分壓或限流電路;

    c.確定內接法還是外接法;

    d.連接電路;

    (2)操作

    調節滑動變阻器,依次讀取電流表與電壓表的示數,記錄表格。

    (3)處理數據

    方法a.通過數學計算,求出各個電阻再進行平均值的計算,得到電阻阻值大小。

    方法b.通過將讀取的I與U分別記錄在坐標紙上,建立U-I坐標軸,通過斜率的計算求解電阻R的數值。

    電表與滑動變阻器的選擇

    分壓電路中滑動變阻器的選擇有一個依據,那就是盡力使用總阻值較小的滑動變阻器。請注意,這是解題的經驗。另外,當滑動變阻器的最大阻值,約等于待測電阻阻值時,必須選擇分壓電路。參考《分壓與限流電路》;

    用電壓表(電流表)測量時,一要確保被測數據不能超過電壓表(電流表)的最大測量值,二要確保電壓表(電流表)安全的前提下盡量提高測量的準確程度,因此要根據被測電壓(電流)的大小選擇電壓表(電流表)的量程。

    測量時,電流表或電壓表的最大測量值應高于被測電路的實際值,不然容易損壞電流表或電壓表;但是如果遠高于被測電路實際值,那讀數誤差就會很大。拿指針表來說,擺動的角度是有限的,測量同一個電路時,電流表或電壓表的實際最大測量值高于電路實際值越多,那么指針擺動的幅度就越小,因此讀數誤差就會越大。

    伏安法測電阻分壓、限流電路的選擇

    分壓限流接線方法

    (1)在兩種電路均可使用的情況下,應優先采用限流式接法,因為限流式接法電路簡單、耗能低;

    (2)若采用限流式不能控制電流滿足實驗要求,即不論怎樣調節滑動變阻器,待測電阻上的電流(或電壓)都會超過電流表(或電壓表)的量程,或超過待測電阻的額定電流,則必須選用分壓式接法。

    (3)若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多,以致在限流電路中,滑動變阻器的滑動觸頭從一端滑到另一端時,待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大,不利于多次測量求平均值,此時,應改用分壓式接法。

    (4)若實驗中要求電壓從零開始連續可調,則必須采用分壓式接法。參考文章《分壓與限流電路》;

    伏安法測電阻內接法外接法選擇

    內接法與外接法的選擇

    當選用外接法(左圖)時,電壓表與電阻并聯,電壓表的讀數就是電阻兩端的電壓,但電流表測量的是通過電阻和電壓表的總電流,因此測量值要小于真實值,實際上測量的電阻值是電壓表內電阻和電阻并聯的阻值。如果電阻的值遠小于電壓表的內阻,電壓表分去的電流很小,這時電流表測量的電流就接近于通過電阻的電流,所以外接法適合于測小電阻。

    當選用內接法(右圖)時,電流表與電阻串聯,電流表的讀數就是電阻的電流值,但電壓表測的是電阻和電流表的總電壓,所以測量值大于真實值,實際上測量的電阻值是電阻與電流表內電阻串聯的總電阻值。如果電阻的值遠大于電流表的內阻,電流表分去的電壓很小,這時電壓表測量的電壓就接近于電阻兩端的電壓,所以內接法適合于測大電阻。參考資料《內接法與外接法

    內接法與外接法的判據

    內接法外接法判據

    注:R為待測電阻估計值(一般題中會給);RA為電流表的內電阻;RV為電壓表的內電阻;

    借助坐標圖像求解電阻數值

    ?U-I特征曲線(伏安法)

    將測得的數據在坐標紙中描點,在U-I圖像各點連線后計算直線的斜率,即為電阻阻值。

    參考文獻

    電學最常考的五個實驗http://www.q6113.com/zongjie/kaodian/474634.html

    電流表改裝電壓表http://www.q6113.com/zongjie/kaodian/480407.html

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