伏安法测电阻

伏安法测电阻
     (1)电流表的内接法和外接法的比较

内接法 外接法
电路图 d5d0ae04.png de033a89.png
误差原因 电流表分压U=Ux+UA 电压表分流I=Ix+IV
电阻测量值 R=U/I=Rx+RA>Rx
测量值大于真实值
R=U/I=RxRv/(Rx+Rv)<Rx
测量值小于真实值
适用条件 RA≪Rx RV≫Rx
适用于测量 大电阻 小电阻

     (2)两种电路的选择
        ①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。简单概括为“大内,小外”。
        ②临界值计算法:
时,用电流表外接法。时,用电流表内接法。

        ③实验试探法:按图所示接好电路,让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则采用电流表内接法。

104141f8.png

电压表、电流表的读数
        对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。
        (1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。
        (2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V。
        (3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。

  
【实验目的】
        1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。
        2.会用伏安法测电阻。

  
【实验原理】
        由电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出电阻的电流I,根据欧姆定律可计算得到电阻的阻值R=U/I。电路原理如图所示。

1532612112461576.png

  
【实验器材】
        直流电流表和直流电压表,滑动变阻器(阻值范围0~50Ω),电池组,开关,被测金属丝,导线若干。

  
【实验过程】
        一、实验步骤
        1.按图所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
        2.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S.改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入记录表格内,断开开关S,求出导线电阻Rx的平均值。
        3.整理仪器。

  
        二、数据处理
        1.在求Rx的平均值时可用两种方法
        (1)第一种是用Rx=U/I算出各次的数值,再取平均值。
        (2)第二种是用U-I图线的斜率求出。

【误差分析】
        1.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。
        2.由于电阻通电后发热升温,会使电阻变大,造成测量误差。

  
【注意事项】
        1.本实验中被测金属丝的电阻值较小,故须采用电流表外接法。
        2.电流不宜太大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大。