高中物理电阻测试方法

电阻测量特殊方法一．等效替代法测电阻【方法解读】等效替代法测电阻：测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等)，则待测电阻与电阻箱是等效的。

1.电流等效替代该方法的实验步骤如下：(1)按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。

(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。

(3)断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效，即R x＝R0。

2．电压等效替代该方法的实验步骤如下：(1)按如图电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。

(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。

(3)断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效，即R x＝R0。

【针对练习】1．某同学准备把量程为0～500 μA的电流表改装成一块量程为0～2.0 V 的电压表。

他为了能够更精确地测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：A．电流表G1(量程0～1.0 mA，内电阻约100 Ω)B．电流表G2(量程0～500 μA，内电阻约200 Ω)C．电池组E(电动势3.0 V，内电阻未知)D．滑动变阻器R(0～25 Ω)E．电阻箱R1(总阻值9 999 Ω)F．保护电阻R2(阻值约100 Ω)G．单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2(1)实验中该同学先合上开关S1，再将开关S2与a相连，调节滑动变阻器R，当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数I；然后将开关S2与b相连，保持________不变，调节________，使电流表G1的示数仍为I时，读取电阻箱的读数r。

(2)由上述测量过程可知，电流表G2内阻的测量值r g＝________。

(3)若该同学通过测量得到电流表G2的内阻为190 Ω，他必须将一个________kΩ的电阻与电流表G2串联，才能改装为一块量程为2.0 V的电压表。

(4)该同学把改装的电压表与标准电压表V 0进行了核对，发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时，标准电压表V 0的指针恰好如图乙所示。

由此可知，该改装电压表的误差为________%。

解析：(1)当电流表G 2有某一合理的示数时，记下电流表G 1的示数I ；然后将开关S 2与b 相连，保持滑动变阻器R 阻值不变，调节R 1，使电流表G 1的示数仍为I 时，读取电阻箱的读数r 。

(2)电流表G 2的内阻与电阻箱的阻值相同，为r 。

(3)将电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻值为R ＝UI g －r g ＝3.81 kΩ。

(4)由题图乙可得，标准电压表V 0的示数为1.90 V ，由此可知，该改装电压表的误差为2.0－1.901.90×100%≈5.26%。

答案：(1)滑动变阻器R 阻值 R 1 (2)r (3)3.81 (4)5.26 2.某同学现利用图甲所示的电路来测量一电阻R x 的阻值。

(1)完成下列实验步骤中的填空：①闭合开关S 1，断开开关S 2，调节电阻箱R 和滑动变阻器R ′，使电流表指针指向一个适当的位置。

记下此时______________和电阻箱的阻值R 1。

此时电阻箱的读数如图乙所示；②闭合开关S 2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，然后________________，使___ ___________，记下此时电阻箱的读数R 2，此时电阻箱的读数如图丙所示；(2)在步骤①中电阻箱的读数为R1＝________Ω；在步骤②中电阻箱的读数为R2＝________Ω。

(3)电阻R x的阻值为R x＝________Ω。

[解析](1)略。

(2)由图乙和图丙可知R1＝60 Ω，R2＝80 Ω。

(3)由于R1加上R x在电路中所起的作用与R2相同(电流表指针指示同一位置)，则有R1＋R x＝R2，故有R x＝R2－R1＝80 Ω－60 Ω＝20 Ω。

[答案](1)①电流表的示数I②调节电阻箱R的电阻电流表的示数仍然为I(2)60 80(3)203.为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。

图中，A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池。

完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节____，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________________的读数I。

(2)然后将S拨向接点2，调节____，使________________，记下此时R N的读数。

(3)多次重复上述步骤，计算R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值。

解析：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节R0使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表读数I。

(2)然后将S拨向接点2，调节R N，使标准电流表的读数仍为I，记下此时R N的读数。

(3)多次重复上述过程，计算R N读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值。

答案：(1)R0标准电流表(或A0)(2)R N标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值4.小明用如图甲所示的电路测量电阻R x的阻值(约几百欧)。

R是滑动变阻器，R0是电阻箱，S2是单刀双掷开关，部分器材规格图乙中已标出。

(1)根据图甲实验电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。

(2)正确连接电路后，断开S1，S2接1。

调节好多用电表，将两表笔接触R x两端的接线柱，粗测其阻值，此过程中存在的问题__________。

正确操作后，粗测出R x的阻值为R′。

(3)小明通过下列步骤，较准确测出R x的阻值。

①将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的________(选填“A”或“B”)端。

闭合S1，将S2拨至1，调节变阻器的滑片P至某一位置，使电压表的示数满偏。

②调节电阻箱R0，使其阻值________(选填“大于R′”或“小于R′”)。

③将S2拨至“2”，保持变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表再次满偏，此时电阻箱示数为R1，则R x＝________。

(4)实验中，滑动变阻器有两种规格可供选择，分别是：R2(0～10 Ω)；R3(0～5 000 Ω)。

为了减小实验误差，滑动变阻器应选________(选填“R2”或“R3”)。

解析：(1)根据电路图连接实物图，如图所示：(2)测量电阻时，要把电阻与其他元件断开。

(3)①闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的A端，使电压表示数都为零；②调节电阻箱R0，使其阻值小于R′；③将S2拨至“2”，保持变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表再次满偏，则此时并联部分的电阻相等，R x的阻值等于电阻箱的阻值，即R x＝R1。

(4)由于电阻R x的阻值约几百欧，为方便调节，滑动变阻器应选R3。

答案：(1)见解析图(2)待测电阻未与其他元件断开(3)①A②小于R′③R1(4)R3二．电表半偏法测电阻【方法解读】电表有着自己神奇的一面，那就是当它接入电路中时，可以显示自己的读数，因此我们便可以利用它自身读数的变化(如半偏)巧妙地测量出它的内阻。

半偏法常用于测量电表的内阻，对于半偏法测电表内阻有以下两种设置方法：(一)电流表半偏法1．实验步骤(1)按如图所示连接实验电路；(2)断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表读数等于其量程I m；(3)保持R1不变，闭合S2，调节R2，使电流表读数等于12I m，然后读出R2的值，若满足R1≫R A，则可认为R A＝R2。

2.实验条件：R1≫R A3.测量结果：R A测＝R2<R A4．误差分析当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。

(二)电压表半偏法1．实验步骤(1)按如图连接实验电路；(2)将R2的值调为零，闭合S，调节R1的滑动触头，使电压表读数等于其量程U m；(3)保持R 1的滑动触头不动，调节R 2，使电压表读数等于12U m ，然后读出R 2的值，若R 1≪R V ，则可认为R V ＝R 2。

2.实验条件：R 1≪R V3.测量结果：R V 测＝R 2>R V 4．误差分析当R 2的值由零逐渐增大时，R 2与电压表两端的电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于12U m 时，R 2两端的电压将大于12U m ，使R 2>R V ，从而造成R V 的测量值偏大。

显然半偏电压法适于测量内阻较大的电压表的电阻。

【针对练习】1.如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图。

以下是备用仪器：A ．待测电压表(3 V ，内阻1 500 Ω左右)B ．电源E (4 V,2 A ，内阻很小)C ．电阻箱(0～999.9 Ω)D ．电阻箱(0～9 999.9 Ω)E ．滑动变阻器(0～20 Ω，3 A)F ．滑动变阻器(0～2 000 Ω，2 A)G ．开关两个，导线若干(1)为保证测量精度，电阻箱应选________；滑动变阻器应选________。

(填代号) (2)完善下列实验步骤：a ．闭合开关K 2并将滑动变阻器的滑片调至________，然后闭合开关K 1；b ．调节滑动变阻器使电压表恰好满偏；c．____________________，使电压表的指针恰好指在中间刻度(半偏)，此时电阻箱的示数为R。

那么，该电压表内阻的测量值为________。

测量值和真实值比较数值________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。

解析：(1)在半偏法测电阻的实验中，电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近，故电阻箱应选D，而滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便，故滑动变阻器应选最大阻值较小的E。

(2)a.在测量数据时，电压要从较小数值开始变化，因而滑动变阻器开始时应在最左端。

c.由于采用半偏法测量，因而应断开开关K2，调节电阻箱的阻值，使电压表的指针恰好在中间刻度，即半偏，由串联电路知识可知，电压相等，电流相等，因而电压表的内阻的测量值为R。

但开关K2断开，电阻增大，分压增大，而电压表示数为原来的一半时，电阻箱分压要略大于一半，故电阻箱的阻值即测量值比电压表的内阻要偏大。

答案：(1)D E(2)a.最左端c．断开开关K2，调节电阻箱的阻值R偏大2.有一电流表A，量程为1 mA，内阻r g约为100 Ω，要求测量其内阻。