1、http:/b3acaa4325977488ab1f003656b70134.pdf-第 1 页 共 6 页电阻测量的方法归类在高中电学实验中，涉及最多的问题就是电阻的测量，电阻的测量方法也比较多，最常用的有：一、归纳1、欧姆表测量。最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。2、替代法。替代法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱） 。3、伏安法。伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和
2、全电路欧姆定律） ，需要的基本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表时，可以用标准电阻（电阻箱或给一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律 电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。RUI4、比例法。如果有可以作为标准的已知电阻的电表，可以采用比例法测电表的电阻，对于一般未知电阻，有电阻箱和电表即可。用比例法测电表内阻时，两个电流表一般是并联（据并联分流原理） ，两个电压表一般是串联（据串联分压原理） 。5、半值法（半偏法） 。二、 解题分析1.替代法替代法是用与被测量的某一物理性质等效，从而加以替代的方法。例题 1、设计一个用替代法测量未知电阻 Rx（阻值约为几十
3、欧）的电路。要求：（1）画出电路图。 （2）说明实验主要步骤。分析与解答（1）电路如图 1530 所示。（2）先把双刀双掷开关 S2 扳到 1，闭合 S1，调整滑动变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时的示数 I（最好为一整数） 。再把开关 S2 扳到 2，调整电阻箱 R0，使得电流表指针仍指到示数 I。读出此时电阻RxR0S1S2R12EA图 1530http:/b3acaa4325977488ab1f003656b70134.pdf-第 2 页 共 6 页箱的阻值 r，则未知电阻 Rx 的阻值等于 r。说明：（1）在此实验中的等效性表现在开关换位后电流表的示数相同，即当电阻箱的阻值为
4、r 时，对电路的阻碍作用与未知电阻等效，所以未知电阻 Rx 的阻值等于 r。（2）替代法是一种简捷而准确度很高的测量电阻的方法，此方法没有系统误差，只要电阻箱和电流表的精度足够高，测量误差就可以忽略。2.比例法。所谓“比例法 ”是：要测量某一物体的某一物理量，可以把它与已知准确数值的标准物体进行比较。例如，使用天平称量物体的质量，就是把被测物体与砝码进行比较，砝码就是质量数准确的标准物体。天平的结构是等臂杠杆，因此当天平平衡时，被测物体的质量与标准物体的质量是相等的，这就省去了进一步的计算。有很多情况下，被测物体与标准物体的同一物理量间的关系并不是相等，而是在满足一定条件下成某种比例的关系，这
5、种方法又称为“比例法” 。例题 2、测电流表和电压表的内阻，如果有可以作为标准的已知电阻的电表，都可以使用比例法。请分别画出你设计的用比例法测它们内阻的电路图，并说明需要测量的物理量，写出用测量量表示的电表内阻的公式。分析与解答 采用比例法测电阻的依据是：串联电路电压与电阻成正比，并联电路电流与电阻成反比。电压表可显示电阻两端的电压值，电流表可显示电阻中通过的电流，所以测电流表内阻应把两电流表并联，测电压表内阻应把两电压表串联，电路图分别如图 1532（甲） 、 （乙）所示。测电流表内阻时，应调节滑动变阻器 R01，使两电流表的指针都有较大偏转，记录下两电表的示数 I1 和 I2，根据并联电路
6、分流原理，若已知电流表 A1 的内阻为 r1，则电流表 A2 的内阻 r2= 。1测电压表内阻时，应调节滑动变阻器 R02，使两电压表的指针都有较大偏转，记录下两电表的示数 U1 和 U2，根据串联电路分压原理，若已知电压表 V1 的内阻r1，则电流表 V2 的内阻 r2= 。说明 本题甲图采用制流电路而乙图采用分压电路，这是由于电流表内阻都E， r S（甲）A1R01A2E， r S（乙）V11R02V21图 1532http:/b3acaa4325977488ab1f003656b70134.pdf-第 3 页 共 6 页E， r S （乙）VR2SR02P QE， r S（甲）AR01R
7、1 SI图 1533较小，若采用分压电路，则滑动变阻器的阻值必须更小，这时电路近似于短路，是不允许的；而电压表内阻都很大，若采用制流电路，则滑动变阻器的电阻必须更大，这在实际上行不通。3.半值法。半值法是上面比较法的一个特例，测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法，电路图如图 1533 所示。甲图实验时先断开开关 S，闭合 S，调整滑动变阻器 R01（限流法连接） ，使电流表 A 满度（即指针指满刻度处）；再闭合 S，调整电阻箱 R1，使电流表 A 的指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值 R，则电流表 A 的电阻 rA=R。 （测量结果偏小）乙图实验时先闭合开关 S及S，调整滑动变阻器
8、 R02（分压法连接） ，使电压表 V 满度；再断开 S，调整电阻箱 R2，使电压表 V 的指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值 R，则电压表 V 的电阻 rV=R。 （测量结果偏大）三、 实验电路和电学仪器的选择设计型实验多出现在电路实验题。以一般电路实验为例，一般需要考虑以下几个方面的内容：1电路的选择（1） 安培表内、外接电路的选择。由于伏特表的分流作用和电流表的分压作用，造成表的示数与通过负载的电压或电流真实值之间产生误差，为减小此系统误差，当待测电阻阻值 RxRA，安培表分压很小时，选择安培表内接电路。当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时，可根据：R ARVRx2 时
9、，采用电流表外接法；当 RARVRx2 时，采用电流表内接法来确定。（口决：”内大外小 ”，即内接法适合测大电阻误差偏大，外接法适合测小电测量结果也偏小）（2）滑动变阻器制流电路与分压电路的选择： 当负载电压要求从零开始调节，采用分压电路。 http:/b3acaa4325977488ab1f003656b70134.pdf-第 4 页 共 6 页当滑动变阻器阻值小于负载电阻时，一般采用分压电路；当滑动变阻器阻值大于负载电阻时，一般采用制流电路。当电源电动势较大、滑动变阻器阻值较小，不能满足限流要求时，采用分压电路。 2电路实验器材和量程的选择，应考虑以下几点（1）电路工作的安全性，即不会出现
10、电表和其它实验器材因过载毁坏现象。（2）能否满足实验要求（常常要考虑便于多次测量求平均值） 。（3）选择器材的一般思路是：首先确定实验条件，然后按电源电压表电流表变阻器顺序依次选择。电源的选择：在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下，选择电动势较大的电源（以获得更多的测量数据） 。在相同电动势情况下，通常选择内电阻较小的电源（以获得较稳定的路端电压） 。电表的选择：在不超过电表量程的条件下，选择量程较小的电表（以便测量时示数能在满刻度的 2/3 左右） 。例题 3、图 1534 为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图，器材规格如下：（1）待测电阻 Rx（约 100） （2）直流
11、电源（输出电压 4V，内阻可不计）（3）直流毫安表（量程 010mA，内阻 50）（4）直流电压表（量程 03V，内阻 5K）（5）滑动变阻器（阻值范围 0-15，允许最大电流 1A）（6）电键一个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，在实物图上连线。并用“”标出在闭合电键前，变阻器的滑动触点应处的正确位置。分析与解答：因滑动变阻器阻值小于待测电阻 Rx 的阻值，所以滑动变阻器应选用分压联法；待测电阻与电表相比，R x 的阻值和电压表的阻值相差较多，所以应选用安培表外接电路，实物连接如图 1535 所示。滑动变阻器分压联法时，在闭合电键前，变阻器的滑动触点应置于使负载电压为零处，如图 1535
12、 箭头所示。说明：（1）设计测量电阻的电路必须考虑两个方面，首先要确定滑动变阻器是分压电路还是制流电路，再考虑是安培表外接电路还是安培表内接电路。（2）连接实物图时，应该先干路，再支路。滑动变阻器分压联法是要注意电键能控制支路电流，电键对支路不起作用是滑动图 1534Rx图 1535Rxhttp:/b3acaa4325977488ab1f003656b70134.pdf-第 5 页 共 6 页变阻器分压联法时经常出现的错误。例题 4、有一改装的电流表 A1 需要与一标准电流表 A2 进行核对，采用图 15 36 所示的电路，其中 E 为电源，R 0 为一限流电阻，R 为一可变电阻，S 为电键，
13、限流电阻能够限制电路中的最大电流，使之不超出电流表的量程过多，从而对电流表起保护作用。实验中已有的器材及其规格如下：蓄电池 E（电动势 6v，内阻约为 0.3） ，改装电流表 A1（量程 00.6A, 内阻约为0.1）标准电流表 A2 ( 量程 00.6A3A, 内阻不超过 0.04）实验中备有的电阻器规格如下：A固定电阻（阻值 8，额定电流 2A）B固定电阻（阻值 15，额定电流 2A）C滑动变阻器（阻值范围 0-20，额定电流 2A）D，滑动变阻器（阻值范围 0-200，额定电流 2A）已知两个表的刻度盘上都将量程均匀分为 6 大格，要求从 0.1 起对每条刻线一一进行核对，为此，从备用的
14、电阻器中，R 0 应选用 ，R 应选用 。 （用字母代号填写） 分析与解答：已知改装表量程为 0 0.6A，要求从 0.1 起对每条刻线进行核对，所以，电路中最大电流不能小于 0.6A，最小电流。电源电动势为 6v，根据欧姆定律 ，电路中最小总电阻不能大于 10，电路中除固定电阻和滑动变阻器I总外，其它电阻总阻值等于 0.44，所以固定电阻 R0 应选用 A（8） ；又因最大总电阻不能小于 60，滑动变阻器应选用 D（200 ） 。说明：（1）要正确理解限流电阻的限流作用使电路中的电流不超过电流表的量程过多，应理解为：在保证电流表能达到满量程的条件下，通过电流表的电流不过大。所以限流电阻的阻值不能大于使电流表达到满偏时的阻值。（2） 注意区分限流电阻与滑动变阻器的不同作用，限流电阻的作用是使电路中的电流不要过小（不小于 0.6A） ，而滑动变阻器的作用是使电路中的电流要达到足够小（不大于 0.1A） 。图 15 36A2A1R0RE Shttp:/b3acaa4325977488ab1f003656b70134.pdf-第 6 页 共 6 页
