电学实验中几种测电阻的典型方法

电学实验中几种测电阻的典型方法电学实验中几种测电阻的典型方法 电阻的测量是高考电学实验中重要考点之一，电阻测量的方法很多，而近年高考对电 阻测量的考察又不仅仅限于课本介绍的内容，因此，对电阻测量的方法作个全面了解很有 必要，而掌握几种典型方法，就可以起到融会贯通的效果。 一欧姆表测电阻一欧姆表测电阻 测电阻最直接的方法就是用多用电表的欧姆档测量，如图，把多用表选择开关打到欧 姆档，就可测电阻，方法如下： 1使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端的零刻线处。如果不在，就应该进行机械 调零：用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。 2把选择开关拨到欧姆挡时，在选 好倍率后，还必须进行欧姆调零。方法 是：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零 旋钮，使指针指右端零刻线处。因此用 多用电表的欧姆挡测电阻的操作步骤是： 选挡。一般比被测电阻的估计值低一 个数量级，如估计值为 200 就应该选 10 的倍率。进行欧姆调零。将红 黑表笔接被测电阻两端进行测量。将 指针示数乘以倍率，得测量值。将选 择开关扳到 OFF 或交流电压最高挡。 3用欧姆挡测电阻，如果指针偏转 角度太小（即指针所指的刻度值太大） ，应该增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度 太大（即指针所指的刻度值太小） ，应该减小倍率重新调零后再测。 如图所示测量电阻的结果为：17k。 二伏安法测电阻二伏安法测电阻 （一）原理：部分电路的欧姆定律 R=U/I （二）内、外接法的比较与选择 伏安法测电阻有 a、b 两种接法，如图，a 叫（安培 计）外接法，b 叫（安培计）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量 值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测 量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。 V A V A ab 1k 100 10 1 OFF 2.5 10 50 250 500 2.5 50 mA 100 10 1 500 10 250 V + V 如果被测电阻阻值为 Rx，伏特表和安培表的内阻分别为 RV、RA，若，则 xVA RR R 采用外接法。若，则采用内接法。 xVA RR R 如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的 左端接 a 点，而将右端第一次接 b 点，第二次接 c 点，观察电流表和电压表 示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压 表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。 （这里所说的变化大，是指相 对变化，即I/I 和U/U） 。 （三）对传统伏安法测电阻的改进 问题提出：用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系 统误差。是否可以消除这种系统误差呢？ 一些学生提出了以下建议：如图，先切断电压表测 I，然后闭合电 键测 U，由 R=U/I 求得。 其实，这种方法是不可行的，此时，所测得的 I、U 值已不对应，即闭合电键后流过 电阻的电流并不是闭合前流过电阻的电流了，所得结果仍存在误差。 按右图所示的电路进行测量，可消除系统误差： 该实验的第一步是：闭合电键 S1，将电键 S2接 2，调节滑动变 阻器 RP和 r，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电 流表的示数 U1、I1；第二步是将电键 S2接 1，读出这时电压表和电 流表的示数 U2、I2；第三步由以上记录数据计算被测电阻 RX，表达式是 RX=。 2 2 1 1 I U I U 三比较法测电阻三比较法测电阻 用比较法测电阻，可简化运算，减少误差。 1用电流表测 右图为用电流表测量电阻的电路，R x为待测电阻， R 的阻值己知，R为保护电阻，阻值未知。电源 E 的电 动势未知，K1、K2均为单刀双掷开关。A 为电流表，其 内阻不计。 测量 R x的步骤为：将 K1向 d 闭合，K2向 a 闭合，记下电流表读数 I1，再将 K1 向 c 闭合， K2向 b 闭合，记电流表读数 I2。计算 R x的公式是 R x= I 2R / I 1 2用电压表测 V A a bc RP V A S2 1 RX r S1 2 V A 右图所示为用电压表测量电阻的电路。R x为待测电阻，R 的 阻值已知，R为保护电阻，电源的电动势 E 未知，S1、S2均为单 刀双掷开关，V 为电压表，其内阻非常大。 测量 R x 的步骤为：将 S2向 c 闭合， S1向 b 闭合，记下电压 表的读数 U1；再将 S2向 d 闭合，S1向 a 闭合，记下电压表的读数 U2。计算 R x的公式是 R x=。R U U 2 1 3 电桥法测电阻。 给出的电路如图，G 为灵敏电流表，R0为阻值均匀的电阻丝，R 为已知阻值的定值电 阻，Rx为被测电阻，还需要米尺。 测量 Rx的步骤：测量左右两部分电阻丝的长度 L1、L2，按图接好电路后，移动滑动触 头 P，使电流表指针指在中央零刻度处。用刻度尺测量P 点两边电阻丝的长度L1、L2；由 RXR=L1L2得。 R L L RX 2 1 四测电表的内阻四测电表的内阻 1对阻值过小的电流计采用半偏法测量 实验电路图如右 具体步骤：先将 R 的阻值调到最大，合上 S1，调节 R 的 阻值，使电流表的指针转到满刻度。合上 S2，调节 R的阻值， 使电流表的指针转到满刻度的一半。记下 R的阻值，则 Rg 等于 R。 注意：为使接上电阻箱后总电流几乎不变，要求 RRg，成为整个电路电阻的主要部 分，使 R的接入仅使电阻发生微小变化。系统误差为 R测R真。 G Rx R0 L1 L2 RX R0 注：半偏法实际上也是比较法，比较两支路的电流，只是比较特殊，两支路电流是相 等的关系，因此电阻也是相等的关系。这样特殊的比较简化了运算。 3用电流表测另一电流表内阻的方法 与我们学过的伏安法测电阻相比较，这里被测电阻是电流表的内阻，它能显示出通过 自身的电流，因此只要知道其上的电压就行，但没有电压表，却有另一只电流表。根据电 路图可以看出，被测表 A 上的电压就是电阻箱上电压，利用两只电流表的读数差和电阻箱 上显示的阻值可以求出该电压，这样就可以求出电流表的电阻。 根据前面的分析，要