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由伏安法测电阻所想到的两种测电阻方法,
伏安法测电阻是部分电路欧姆定律在实验中的应用,该实验对学生理解和掌握欧姆定律有着重要的作用,实验中要同时用到电压表和电流表。在教学中,学生有时会问能否设计一个用电压表或电流表来测电阻的电路呢?回答是肯定的。可以设计一个电路用电压表或电流表来测电阻。下面举例说明。
一、用电压表测电阻
实验器材:直流稳压电源、电压表、定值电阻R
0 、待测电阻R
x 、开关、导线
实验原理:把定值电阻R
0和待测电阻R
x串联后接到输出电压为U的直流稳压电源上。电路图如图1所示。用电压表分别测出定值电阻R
0和待测电阻R
X两端的电压U
0和U
x。由于流过R
0和R
x中的电流相等,由欧姆定律得
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,则
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。
实验步骤:
1.按图1接好电路。
2.用电压表分别测出定值电阻R
0两端的电压U
0和待测电阻R
X两端的电压U
X,由
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求出
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。
3.改变电源的输出电压U,重复步骤2,测两次,计算出R
X的平均值。
误差分析:当电压表的内阻远大于R
0和R
x的阻值时,电压表的接入对R
0和R
x两端的电压分配的影响可以忽略不计,用
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来计算电阻,电压表带来的误差很小。当电压表的内阻R
V不是远大于R
0和R
x时,
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是否还成立呢?设电压表的内阻为R
V。
当电压表接在R
0两端时,其示数应为R
0和R
V并联后的电压。由串联电路的分压规律得
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,化简得
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……①
当电压表接在R
x两端时,同理可得
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,化简得
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……②
由①②两式得
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。由此可见,当电压表的内阻不是远大于R
0和R
x时,
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也成立。这就说明,此测电阻方法中,电压表将不会带来系统误差。但是稳压电源输出电压的稳定程度将对测量结果有影响。
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二、用电流表测电阻
实验器材:直流稳压电源、电流表、定值电阻R
0、待测电阻R
x 、单刀双掷开关、导线
实验原理:实验电路图如图2所示,用电流表分别测出通过定值电阻R
0的电流I
0和待测电阻R
x电流I
X。由于R
0、R
x两端的电压都等于电源输出电压U,所以
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,则
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。
实验步骤:
1.按图2接好电路。
2.用电流表测出通过定值电阻R
0的电流I
0,通过待测电阻R
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