电阻测量的方法归类.doc
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电阻测量的方法归类（福建省邵武四中 陈新艺）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 I =U电压表同时可以当电流表使用，R同样电流表也可以当电压表用4、 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 （阻值约为几十欧）的电路要求： （1）画出电 路图2）说明实验主要步骤 Rx分析与解答（1）电路如图15-30所示2）先把双刀双掷开关 S＞扳到1,闭合0,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Ro,使得电流表指针仍 指到示数I读出此时电阻箱的阻值 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 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r2）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15- 32（甲）、 （乙）所示测电流表内阻时，应调节滑动变阻器 Ro1, 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12,根据并联电路分流原理，若已知电流表 A1的内阻为5-r32则电流表 A2的内阻11「2= r112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 V的内阻「1,则电流表 V的内阻「2=丛 A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15 — 33所示甲图实验时先断开开关 S',闭合S,调整滑动变阻器 Ro1 （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 冃，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M=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 Ro2 （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,则电压例题3、图15-34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:表V的电阻rv=R测量结果偏大）（1）待测电阻Rx （约100 Q）*RiE，r S1 IS，1Roi（甲）（2） 直流电源（输出电压 4V，内阻可不计）（3） 直流毫安表（量程 0 -0mA，内阻50Q ）（4） 直流电压表（量程 0 43V，内阻5K Q ）（5） 滑动变阻器（阻值范围 0-15 Q ,允许最大电流1A）（6） 电键一个，导线若干条图 15 - 33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二、头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 Rx< 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，然后按电源一电压表一电流表一变阻器顺序 依次选择① 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）② 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）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， Rx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15-35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 15— 35箭头所示图 15 — 344■1Rx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，Ro为一限流电阻，R为一可变电 阻，S为电键，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 Q）, 改装电流表A1 （量程0— 0.6A,内阻约为0.1 Q）标准电流表 A2 （量程0— 0.6A — 3A,内阻不超过0.04Q） 实验中备有的电阻器规格如下：A .固定电阻（阻值 8 Q ,额定电流2A）B .固定电阻（阻值15 Q，额定电流2A ）C.滑动变阻器（阻值范围 0-20 Q ,额定电流2A）D，滑动变阻器（阻值范围 0-200 Q，额定电流2A）R0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，从备用的电阻器中， Ro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 R^-，电路中最小总电阻不能大于10Q，电路中除固定电阻和滑动变阻器外，其它电阻总阻值等于 0.44 Q,所以固定电阻R0应选用A （ 8Q ）;又因最大总电阻不能小于 60Q，滑动变阻器应选用 D （200Q ）。 说明：（1）要正确理解限流电阻的限流作用一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 ）。
