最牛高中物理實(shí)驗(yàn)電阻測(cè)量方法歸納與總結(jié)

1、.恒定電流 電阻測(cè)量方法歸納 電阻測(cè)量一直是高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重頭戲，高中物理教材中編排的電學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)電阻的測(cè)量?jī)H僅給出了一個(gè)大概的框架，實(shí)際上電阻的測(cè)量方法很多，了解并掌握電阻的測(cè)量方法可以使學(xué)生對(duì)電學(xué)知識(shí)的理解更加深刻和透徹。一、基本方法-伏安法（V-A法）圖1伏安法測(cè)量電阻主要涉及測(cè)量電路的選擇，控制電路的選擇和實(shí)驗(yàn)器材的選擇。1、原理：根據(jù)部分電路歐姆定律。2、控制電路的選擇控制電路有兩種：一種是限流電路（如圖1）；另一種是分壓電路。（如圖2）圖2 （1）限流電路是將電源和可變電阻串聯(lián)，通過(guò)改變電阻的阻值，以達(dá)到改變電路的電流，但電流的改變是有一定范圍的。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省能量；一般在兩種控

2、制電路都可以選擇的時(shí)候，優(yōu)先考慮限流電路。（2）分壓電路是將電源和可變電阻的總值串聯(lián)起來(lái)，再?gòu)目勺冸娮璧膬蓚€(gè)接線柱引出導(dǎo)線。如圖2，其輸出電壓由ap之間的電阻決定，這樣其輸出電壓的范圍可以從零開(kāi)始變化到接近于電源的電動(dòng)勢(shì)。在下列三種情況下，一定要使用分壓電路： 要求測(cè)量數(shù)值從零開(kāi)始變化或在坐標(biāo)圖中畫(huà)出圖線。圖4 滑動(dòng)變阻器的總值比待測(cè)電阻的阻值小得多。 電流表和電壓表的量程比電路中的電壓和電流小。圖33、測(cè)量電路 由于伏特表、安培表存在電阻，所以測(cè)量電路有兩種：即電流表內(nèi)接和電流表外接。（1）電流表內(nèi)接和電流表外接的電路圖分別見(jiàn)圖3、圖4（2）電流表內(nèi)、外接法的選擇， 圖4、已知RV 、 RA

3、及待測(cè)電阻RX的大致阻值時(shí)可以利用相對(duì)誤差判斷若，選用內(nèi)接法，選用外接法不知RV 、 RA及待測(cè)電阻RX，采用嘗試法，見(jiàn)圖5，當(dāng)電壓表的一端分別接在a、b兩點(diǎn)時(shí)，如電流表示數(shù)有明顯變化，用內(nèi)接法；電壓表示數(shù)有明顯變化，用外接法。圖5（3）誤差分析：圖70內(nèi)接時(shí)誤差是由于電流表分壓引起的，其測(cè)量值偏大，即R測(cè) R真(R測(cè)=RA+RX);外接時(shí)誤差是由于電壓表分流引起的，其測(cè)量值偏小，即R測(cè)R真()4、伏安法測(cè)電阻的電路的改進(jìn)圖60圖70 如圖6、圖7的兩個(gè)測(cè)電阻的電路能夠消除電表的內(nèi)阻帶來(lái)的誤差，為什么？怎樣測(cè)量？二、由伏安法演變而來(lái)的其他測(cè)量定值電阻的方法歸納（一）電壓表和定值電阻替代法（V-

4、R法）【例1】有一個(gè)阻值已看不清楚的電阻器R，我們要測(cè)出它的阻值，但手邊只有一個(gè)電池組，一個(gè)電壓表，一個(gè)已知阻值的電阻器R0和幾根導(dǎo)線，你有辦法測(cè)出R的阻值嗎？說(shuō)出你的辦法和理由。（二）電壓表和滑動(dòng)變阻器替代法（V-RP法）【例2】給你以下器材：一個(gè)電源（其電壓未知），一個(gè)標(biāo)有“20，1A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，一個(gè)開(kāi)關(guān)，一只電壓表，一個(gè)待測(cè)電阻Rx。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)出Rx電阻值的電路。要求：1、畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的電路圖（電壓表連入電路后位置不可變動(dòng)）。2、簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作步驟。3、根據(jù)你所測(cè)出的物理量寫(xiě)出表達(dá)式Rx_。（三）電壓表和開(kāi)關(guān)替代法（V-K法）【例3】給你一個(gè)電池組、一個(gè)電壓表、一個(gè)

5、已知阻值的定值電阻R0、兩個(gè)開(kāi)關(guān)及幾根導(dǎo)線，請(qǐng)你設(shè)法只連接一次電路就能測(cè)出未知電阻的阻值，畫(huà)出電路圖，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟及未知電阻的表達(dá)式。（四）電流表和定值電阻替代法（A-R法）【例4】現(xiàn)有電池組、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線和一個(gè)已知阻值的定值電阻R0，沒(méi)有電壓表，你如何測(cè)出被測(cè)電阻的阻值？（五）電流表和滑動(dòng)變阻器替代法（A-RP法）【例5】 現(xiàn)有電池組、電流表、已知最大阻值的滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)，你如何測(cè)出被測(cè)電阻的阻值？（六）電流表和開(kāi)關(guān)替代法（A-K法）【例6】有一個(gè)阻值看不清的電阻，我們要測(cè)它的阻值，但手邊只有一只電流表，一個(gè)已知阻值的定值電阻，二個(gè)開(kāi)關(guān)和幾根導(dǎo)線：1、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。2、寫(xiě)出實(shí)

6、驗(yàn)步驟。圖13、用測(cè)出量和已知量寫(xiě)出未知電阻的表達(dá)式。三、其他測(cè)量電阻的方法歸納（一）歐姆表測(cè)電阻1、歐姆表的結(jié)構(gòu)、原理它的結(jié)構(gòu)如圖1,由三個(gè)部件組成：G是內(nèi)阻為Rg、滿偏電流為Ig的電流計(jì)。R是可變電阻，也稱調(diào)零電阻，電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。歐姆檔測(cè)電阻的原理是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的。當(dāng)紅、黑表筆接上待測(cè)電阻Rx時(shí)，由閉合電路歐姆定律可知：I = E/（R+Rg+Rx+r）= E/（R內(nèi)+RX） 由電流的表達(dá)式可知：通過(guò)電流計(jì)的電流雖然不與待測(cè)電阻成正比，但存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即測(cè)出相應(yīng)的電流，就可算出相應(yīng)的電阻，這就是歐姆表測(cè)電阻的基本原理。2、使用注意事項(xiàng)：（1） 歐姆表的指針偏

7、轉(zhuǎn)角度越大，待測(cè)電阻阻值越小，所以它的刻度與電流表、電壓表刻度正好相反，即左大右??；電流表、電壓表刻度是均勻的，而歐姆表的刻度是不均勻的，左密右稀，這是因?yàn)殡娏骱碗娮柚g并不是正比也不是反比的關(guān)系。（2）多用表上的紅黑接線柱，表示、兩極。黑表筆接電池的正極，紅表筆接電池的負(fù)極，電流總是從紅筆流入，黑筆流出。（3）測(cè)量電阻時(shí)，每一次換檔都應(yīng)該進(jìn)行調(diào)零（4）測(cè)量時(shí)，應(yīng)使指針盡可能在滿刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3區(qū)域）（5）測(cè)量時(shí)，被測(cè)電阻應(yīng)和電源、其它的元件斷開(kāi)。（6）測(cè)量時(shí)，不能用雙手同時(shí)接觸表筆，因?yàn)槿梭w是一個(gè)電阻，使用完畢，將選擇開(kāi)關(guān)撥離歐姆檔，一般旋至交流電壓的最高檔或OFF檔

8、。（二） 用惠斯通電橋測(cè)量電阻1、原理：惠斯通電橋的原理如圖所示。電阻R1、R2、 R和待測(cè)電阻RX連成四邊形，每一條邊稱為電橋的一個(gè)臂。在對(duì)角A和C之間接電源E，在對(duì)角B和D之間接檢流計(jì)G。因此電橋由4個(gè)臂、電源和檢流計(jì)三部分組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)接通后，各條支路中均有電流通過(guò)，檢流計(jì)支路起了溝通ABC和ADC兩條支路的作用，好象一座“橋”一樣，故稱為“電橋”。適當(dāng)調(diào)節(jié)R、R1和R2的大小，可以使橋上沒(méi)有電流通過(guò)，即通過(guò)檢流計(jì)的電流IG = 0，這時(shí)，B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等。電橋的這種狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。這時(shí)A、B之間的電勢(shì)差等于A、D之間的電勢(shì)差，B、C之間的電勢(shì)差等于D、C之間的電勢(shì)差。設(shè)ABC支路和

9、ADC支路中的電流分別為I1和I2，由歐姆定律得 I1 RX = I2 R I1 R1 = I2 R2兩式相除得： 上式稱為電橋的平衡條件。所以 通常將R / R2稱為比率臂，將R1稱為比較臂。2、測(cè)量方法如圖，連接電路，取R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻箱（能夠直接讀出數(shù)值），Rx為待測(cè)電阻。調(diào)節(jié)R3，使電流計(jì)中的讀數(shù)為零，應(yīng)用平衡條件，求出Rx。（三）等效替代法測(cè)電阻1、等效替代法就是在測(cè)量的過(guò)程中，讓通過(guò)待測(cè)電阻的電流（或電壓）和通過(guò)電阻箱的電流（或電壓）相等。電路如圖13，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)調(diào)到a，閉合S1調(diào)節(jié)R，使安培表讀數(shù)為I0，保持R不動(dòng)，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)打到b，調(diào)節(jié)R0使安培表讀

10、數(shù)仍為I0，則電阻箱的讀數(shù)就是待測(cè)電阻的數(shù)值。2、測(cè)量原理：圖14是用伏特表完成的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們自己分析測(cè)量原理。3、注意：主要元件為電阻箱和單刀雙擲開(kāi)關(guān)。虛線框內(nèi)可用分壓控制電路。圖13圖14圖15S1S2（四）公式計(jì)算法測(cè)電阻公式計(jì)算法主要是應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和全電路的知識(shí)進(jìn)行分析，并求出待測(cè)電阻的數(shù)值。圖15是測(cè)量電阻Rx的電路， Rx為待測(cè)電阻，R為保護(hù)電阻，其阻值未知，R1為已知的定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E未知，S1、S2均為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，A為電流表，其內(nèi)阻不計(jì)。（1）測(cè)量Rx的步驟為：S2向d閉合，S1向 閉合，記下電流表的讀數(shù)I1，再將S2向c閉合，S1向 閉合，記下電流表讀數(shù)I2。（2）計(jì)算Rx的公式為Rx=（五）補(bǔ)償法測(cè)電阻1、基本原理：在一定溫度下，直流電通過(guò)待測(cè)電阻時(shí)，用電壓表測(cè)出兩端的電壓U，用電流表測(cè)出通過(guò)的電流I，則電阻值可表示為：=U/I2、試驗(yàn)方法：連接如下電路圖，調(diào)節(jié)使檢流計(jì)G無(wú)電流通過(guò)（指針指零），這時(shí)電壓表指示的電壓值等于兩端的電壓，即b，d之間的電壓補(bǔ)償了兩端的電壓。清除了電壓內(nèi)阻對(duì)電路的影響。補(bǔ)償法測(cè)電阻的優(yōu)點(diǎn)補(bǔ)償法測(cè)電阻比伏安法測(cè)電阻產(chǎn)生的誤差要小，這主要是因?yàn)檠a(bǔ)償法測(cè)電阻時(shí)沒(méi)有引入測(cè)量?jī)x表自身的電阻，從而降低了系統(tǒng)誤差，提高了測(cè)量正確度。電路簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。電路中的元件和儀表都是常用器件，并且個(gè)滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值是否準(zhǔn)確均不會(huì)影響