电阻测量中设计型实验

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伏安法测量线性电阻阻值(设计性)实验报告

成都信息工程学院物理实验报告（仅供参考）姓名：石朝阳专业：班级：学号：实验日期： 2009-9-22 实验教室： 5102-1 指导教师：【实验名称】伏安法测线性电阻阻值（设计性）【实验目的】1. 学会简单的电路设计；明确如何选择仪器和确定最佳测量条件2. 学会分析实验中的系统误差,掌握其修正方法【实验要求】1.若要求电阻的测量误差%5.1≤∆XX R ,应如何选择仪器和确定最佳测量条件?2.对你所用仪器来说,两种接线方法(即内接法和外接法)其电表内阻给测量引起的系统误差各为多少?你采用哪一种方法?是否必须修正才能满足实验要求的%5.1≤∆XX R R ?3.设计并绘出适当的线路图(图中标仪器规格,元件参数);4.写出测量步骤设计好数据记录表格.5.提出数据处理和误差估算方法. 【仪器和用具】(根据设计需要选择)1.待测电阻两个(Ω≈Ω≈K R R X X 10;1511)2.直流稳压电源一台3.滑线变阻器（500A 3.1,Ω一只；23一，一只；A A 11403,ΩΩ只）4.电压表:(0-2.5-5-10V,0.2级,电压灵敏度333.3Ω/V)一只,(0-1.5-3V,0.5级,电压灵敏度200V /Ω)一只5.电流表:(0-50-100mA,0.5级,表头压降90mV)一只，(0-150-300μA,0.5级,表头压降177mV)一只6.开关数个,导线若干.设计思路提示：（你的实验具体情况可能与下面不同，详细分析你的设计方案，以下仅供参考）1、实验原理：本实验要求用伏安法测量线性电阻的阻值，其实验原理是欧姆定律即：VR I=，通过测量电阻两端的电压，以及流过电阻的电流，根据欧姆定律计算得到电阻的值。

2、设计要求：用伏安法测量线性电阻的阻值的相对误差要不超过 1.5％，即 1.5%xR xR E R ∆=≤。

通过伏安法测量线性电阻的阻值VR I=，是间接测量，需要通过间接测量误差的传递公式而合成，据此： ①根据间接测量误差传递公式： 1.5%x R x R I VE R I V∆∆∆==+≤。

电阻测量实验步骤设计

电阻测量实验步骤设计目标本实验的目标是通过测量电阻值来了解电阻器的特性。

通过设计实验步骤，我们可以准确地测量电阻器的阻值，并且了解电阻器在不同条件下的变化规律。

实验步骤1. 准备材料和设备：- 电阻器- 电压源- 电流表- 电压表- 连接线2. 搭建电路：- 将电阻器、电压源、电流表和电压表按照电路图连接起来。

- 确保电路连接正确，且没有接触不良或短路现象。

3. 测量电流：- 打开电压源，调节电压值为适当的数值。

- 测量电路中的电流，使用电流表将电流值记录下来。

4. 测量电压：- 使用电压表测量电阻器两端的电压值。

- 将测量值记录下来。

5. 计算电阻值：- 根据测得的电流值和电压值，使用欧姆定律计算电阻器的阻值。

- 将计算得到的电阻值记录下来。

6. 更改条件重复实验：- 改变电压值，再次进行电流和电压的测量和计算。

- 记录不同条件下的测量值和计算结果。

7. 分析结果：- 将记录的测量值和计算结果进行整理和分析。

- 观察和比较不同条件下电阻器阻值的变化规律。

8. 总结实验：- 根据实验结果，总结电阻器的特性和变化规律。

- 提出实验中遇到的问题和解决方法，以及对实验步骤的改进建议。

注意事项- 在进行测量和计算时，需要保证电路连接良好，避免接触不良或短路现象。

- 测量电阻和电压时需要使用合适的测量仪器，确保测量结果的准确性。

- 在更改条件重复实验时，应注意稳定和控制其他影响因素。

- 实验结束后，应将实验装置和材料恢复至原状并保持整洁。

以上是电阻测量实验的步骤设计，希望能对您有所帮助！。

设计性实验《电阻测量与应用》可行性分析

ＷａｎｇＤａｎ，ＷａｎｇＴｉａｎｈｕｉＬｉＡｎｇ
，
Ｄｅｓｉｇｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ” ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ
大学物理实验是非物理类理工科类专业对学生进行科学实验基础训练课程，承担着培养学生科学实验能力和创新精神的重要的实践性课程．在内容设置上涵盖物理学中力、热、光、电、声、磁等多个领域。可分为基础性实验、综合性实验、设计性或研究性实验，其中综合设计性实验是物理实验中最重要的实验内容，能够使学生了解科学实验的全过程、逐步掌握科学思想和科学方法，开阔学生的眼界和思路，培养学生独立实验的能力和运用所学知识解决给定问题的能力，提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。按照《非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求》中提到 “ 应通过开设一定数量的基础性实验、综合性实验、设计性或研究性实验来实现。这三
电桥
Ａｂｓｔｒａｃｔ
如给出直流电源、电桥、检流计、滑线变阻器、电阻箱、电流表、电压表、电势差计等相关实验器件，让学生对对不同范围的阻值的测量方法、误差产生和消除、电阻传感器的设计和应用进行研究、分析，就成了一个很好的综合设计性物理实验。

“电阻应变测量技术”设计性实验教学研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｇｕｉｄｉｎｇｉｄｅｏｌｏｇｙ，ｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｔｒａｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐａｔｃｈｒｕｌｅｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒ，ｉｔａｌｓｏｆｏｃｕｓｅｓｏｎｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｔｈｒｅｅｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｌｅｔｓｔｕｄｅｎｔｓｕｎｉｆｙｎｏｔｏｎｌｙｅｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄａｃｔｉｏｎｂｕｔａｌｓｏｇｏａｌａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｉｔｓｕｌｔｉｍａｔｅｇｏａｌｉｓｔｏｌｅｔｓｔｕｄｅｎｔｓｇｒａｓｐｔｈｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄｃｈａｎｇｅｔｈｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅｉｎｔｏａｂｉｌｉｔｉｅｓ．
１设计指导思想
从人才能力结构的组成来看，基础性、验证性实验

电炉丝电阻率的测量设计性实验

电炉丝电阻率的测量设计性实验
电炉丝电阻率的测量设计性实验
实验原理：电炉丝电阻率是指电炉丝材料的导电能力，它具有保温功能，改变交流电路中的电容或电感，并通过改变电路结构来改变总阻抗大小。

电炉丝电阻率的测量是通过在交流电路中添加电枢电阻，将电流流入到电炉丝，然后测量电流和电压的变化，根据Ohm定律计算得出电炉丝的电阻率。

实验材料：高精度电压电流变换器，多参量示波器，电炉丝，五组阻抗电路：1Ω阻抗电路，2Ω阻抗电路，4Ω阻抗电路，6Ω阻抗电路，8Ω阻抗电路
实验布线：将高精度电压电流变换器输入端接入电源，将多参量示波器输入端连接电压变换器，电炉丝接入五组阻抗电路尾端，电源接地，将输出端连接到多参量示波器上。

实验步骤：
（1）将电压变换器的输出设置在120 V。

（2）将多参量示波器的增益设置为1。

（3）从五组阻抗电路中选择一个1Ω、2Ω、4Ω、6Ω或者8Ω，将电炉丝接至电路尾端。

（4）用多参量示波器观测和测量电炉丝的电阻率。

（5）用Ohm定律计算以上数据获得结果并保存。

实验过程中可能出现的问题：
1.实验用电炉丝未经验证，可能会影响准确性；
2.多参量示波器可能不稳定，导致测量数据的不准确；
3.实验中可能出现计算和记录数据的错误，也会影响结果的准确性；
（4）由于环境的条件变化可能会影响实验结果；
（5）设备的异常可能会影响实验结果。

结论：经过本次实验，我们可以正确测量电炉丝材料的电阻率，了解其电学性能及其对电路结构和总阻抗大小的影响，从而找到合适的电炉丝材料，可以有效地把实验结果应用到工程实践中。

半偏法测电阻的原理以及实验设计方法

半偏法测电阻的原理以及实验设计方法
半偏法测电阻是一种常用的电路测量方法，它通常用于测量电阻值大于几千欧的电阻器和其他电路元件。

这种方法的原理是基于欧姆定律：电阻值等于电流与电压之比。

半偏法测电阻可以减少误差，并保证足够的精度。

实验设计方法如下：
1.准备材料和设备
需要准备电源、电阻器、万用表和导线等实验设备。

电阻器的阻值应足够大，以便在电路中能够检测到少量的电流。

2.连接电路
将电阻器连接到电路中，使用导线将它与电源和万用表相连。

使用万用表设置为测量电流的模式，并将其连接到电路中以测量电流。

设置为测量电压模式，并将其连接到电路中以测量电压。

3.测量电流和电压
通过打开电源，使电流在电路中流动，并记录万用表所显示的电流型号。

此后，分别记录电阻器和电压表所显示的电压值。

4.计算电阻
根据欧姆定律，电阻可以通过电压和电流之间的分比来计算。

使用万用表读取的电流值和电压表显示的电压值计算电阻值。

将这些值代入公式，即可得到电阻值。

5.比较结果
测量多个电阻器值，以确定每个测量结果之间的差异。

将结果与电阻器的标称值进行比较，以确定测量精度。

如果误差在可接受范围内，则可以认为该测量是准确的。

总之，半偏法测电阻法可以使用简单的电路和基本的测量设备来进行，是一种常用的电路测量方法。

必须小心地规划和执行实验，以确保测量到的数据是准确而可靠的。

通过实验，学生可以深入理解欧姆定律，并学会如何测量电阻器等电路元件的电阻值。

物理实验设计测量电阻的实验设计与数据处理

物理实验设计测量电阻的实验设计与数据处理Introduction:在物理学中，电阻是描述电路阻力的物理量。

测量电阻是物理实验中常见的实验设计之一。

本文将介绍测量电阻所需的实验设计和数据处理方法。

实验设计：实验目的：本实验的主要目的是测量电阻，并探索不同电阻连线方式对测量结果的影响。

实验器材：1. 直流电源2. 电流表3. 电压表4. 镍铬电阻器5. 连接电线实验步骤：1. 将电压表和电流表连接到电路中，确保电路正常工作。

2. 将不同电阻器按照预先设计的连线方式连接到电路中。

3. 分别记录不同电阻器的电流与电压值。

4. 重复实验多次以提高数据的准确性。

5. 记录实验条件（如温度、电源电压等）。

数据处理：数据收集：根据实验步骤中所记录的电流与电压值，我们可以获得一系列测量数据。

求取电阻：利用欧姆定律，我们可以通过测量的电流与电压值计算电阻值。

根据 Ohm's Law, 电阻（R）等于电压（V）除以电流（I）。

R = V / I统计处理：1. 计算每个电阻器的平均电阻，可以通过将多次实验测得的电阻值求平均值得出。

2. 分析电阻器的测量误差。

可以使用统计学方法计算标准偏差来评估测量数据的精确度。

3. 绘制电流与电阻之间的关系图表，以便更直观地观察数据趋势。

讨论与结论：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 不同电阻器的电阻可以通过测量得到，以满足实验目的。

2. 通过实验数据的统计处理，我们能够准确地计算出电阻器的平均电阻，并对测量误差进行评估。

3. 绘制电流与电阻之间的关系图表，能够更直观地观察数据的趋势。

结论能够回答实验目的，并对实验结果进行总结和解释。

结语：通过合理的实验设计和数据处理方法，我们可以准确地测量电阻并获得可靠的实验结果。

这为我们进一步研究电路中电阻的作用和性质提供了基础。

参考文献：[参考文献1][参考文献2]......（依次列出参考文献）注：此文档为对电阻测量实验设计和数据处理方法的一般描述，并没有具体列出实验的数据和结果。

电阻的测量实验分析

图2 电阻测量实验题归类例析伏安法测电阻是欧姆定律的重要应用，也是中考考查的重点，命题内容主要有：实验原理，仪器、器材的选择，电压表和电流表的用法及读数，滑动变阻器的连接和作用，电路图及实物图的连接，操作步骤，记录、分析数据等。

笔者对2007年各省、市中考物理试题分析发现，根据电路图或具体要求连接实物图，电压表或电流表的读数，实验过程中电路故障的排除等都是命题频率较高的知识点，而且考查的综合性很强，往往一道题同时覆盖以上多个考查点。

下面，笔者对各个考查点进行归类例析，希望广大师生在学习加以注意。

一、连接电路1．把电路图（或实物图）补充完整例1：在用“伏安法”测量小灯泡工作时的电阻Rx 的实验中，使用下列器材进行实验： A ．电流表一个(量程0～0.6A ，0～3A)； B ．电压表一个(量程0～3V ，0～15V)； C ．串联的干电池三节；D ．滑动变阻器R(阻值为0～12Ω)；E ．待测小灯泡Rx ，(阻值约为6Ω)；F ．开关一个；导线若干。

则：（1）该实验依据的原理是 (用课本中的字母表示)；并根据题意在右上边的图1虚线方框内画出所需要的实验电路图(其中部分已画好)。

将实物图（2）根据所画的电路图，用铅笔．．画线代替导线（图2）连接完整(其中部分导线已连接好)。

解析：（1）“伏安法”是测量小灯泡电阻最基本的方法，它的原理是用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出小灯泡中的电流，根据欧姆定律计算出小灯泡的电阻值。

该题考查了学生用“伏安法”测电阻的基本技能，难度不大，须注意的是题中要求“用课本中的字母表示”，即IU R =。

题中给出了部分电路，在此基础上学生很容易画出完整的电路图。

（2）在连接实物之前，必须先确定电流表、电压表的量程。

由于电源是三节干电池串联，电压为4.5V ，许多同学可能会选择电压表0～15V 的量程，但是，当小灯泡两端电压为4.5V 时，电流表示数A75.06V 5.4RxU I =Ω==，即电流表须选择0～3A 量程，这样，电流表指针偏转的角度很小，误差较大，所以电压表选择0～15V 量程不是最佳选择。

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浅谈电阻测量中的设计型实验
电学实验是高考的一个重点，也是热点，特别是关于电阻测量中的设计型实验是近几年高考中的一个常考常新的知识点。

下面就从电阻测量的常用方法人手讨论电阻测量中设计型实验的一些备考复习策略。

从电阻测量中常用方法的基本原理到设计型实验。

一、安安法测电阻
基本原理：若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。

（1）如图1所示，当两表所能测得的最大电压接近时，如果a1的内阻r1，则可测得a2的内阻
（2）如图2所示，当两表的满偏电压ua2>>ua1时，a1串联一定值电阻r0后，同样可测得a2的电阻
设计型实验：例1.从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表a1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测得多组数据。

电流表a1，量程10ma，内阻待测（约40ω）；电流表a2，量程500ua，内阻r2=750ω；电压表v，量程10v，内阻r3=10kω；电阻r1，阻值约为100ω；滑动变阻器r2，总阻值约50ω；电源e，电动势15v，内阻很小；开关s，导线若干.
(1)画出实验电路图，标明所用器材的代号.
(2)若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r1=，
式中各符号的意义是 .
解析：必选的器材有电源e，开关s，导线若干，a1的满偏电压约为ua1=ig1r1=0.4v，为满足尽可能高的精度要求，量程为10v的电压表v不能用，而电流表a2的内阻确定，且满偏电压
ua2=ig2r2=0.375v，可当电压表用来测a1的电压，由于并联的a1、a2端电压只有零点几伏，而电源电动势有1.5v，可串联r1作保护电阻，为满足多测几组数据，滑动变阻器r2采用分压供电方式。

电路如图3，则，式中i1、i2分别是电流表a1、a2的读数，r1，r2分别为a1、a2的内阻。

二、伏伏法测电阻
基本原理：电压表内阻已知，则可当电流表、电压表和定值电阻来使用。

（1）如图4所示，两电表的满偏电流接近时，若已知v1的内阻r1，则可测出v2的内阻
（2）如图5所示，两电表的满偏电流iv1<<iv2时，v1并联一定值电阻r0后，同样可得v2的内阻
设计型实验：例2.用以下器材测量电阻rx的阻值（900—1000ω）；电源e，具有一定内阻，电动势约为9.0v；电压表v1，量程为1.5v，内阻r1=750ω；电压表v2，量程为5v，内阻r2=2500ω；滑动变阻器r1，最大阻值约为100ω；开关s，导线若干。

(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻rx的一种实验电路原理图。

(2)若电压表v1的读数用u1表示，电压表v2的读数用u2表示，则由已知量和测得量表示rx的公式为rx=
解析：（1）测量电阻rx的实验电路如图6所示。

三、电阻箱当电表使用
基本原理：（1）电阻箱当电压表使用。

如图7所示，可测得电流表a2的内阻，图中电阻箱r可测得a2表两端的电压为（i1-i2）r，起到了测电压的作用。

(2)电阻箱当电流表使用。

如图8所示，若已知r及rv则测得干路电流为，图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用。

设计型实验：例3.实验室内有一毫伏表（符号mv），量程为150mv，内阻约145ω左右，现要用下列器材准确测其内阻。

电动势为1.5v 的干电池，电阻箱r（0—99.9ω），滑动变阻器r1（0—50ω），标准电流表a（量程15ma，内阻约50ω），开关s导线若干。

(1)请设计一个尽可能精确地测出毫伏表内阻rmv的测量电路。

(2)直接读出的物理量
(3)写出用这些物理量表示的毫伏表的表达式rmv=
解析：（1）电路如图9所示。

（2）电流表的读数i，毫伏表的读数u和电阻箱的电阻r。

（3）四、替代法测电阻
基本原理：如图10，（1）s接1，调节r2，读出a的示数i；（2）s接2，r2不变，调节电阻箱，使a表示数仍i；（3）由上可得rx=r1 设计型实验：例4.实验室备有下列器材，测定电流表a1的内阻；
a1是待测电流表，量程为300ua，内阻约为100ω；a2是标准电流表，量程是200ua；r1是电阻箱，阻值范围0—999.9ω；r2是滑动变阻器；r3是保护电阻；e是电池组，电动势围4v，内阻不计；s1是单刀单掷开关；s2是单刀双掷开关。

(1)设计一个电路测量a1的内阻。

(2)写出测量原理。

解析：（1）电路如图11所示。

（2）连接好电路，将开关s2扳到接点a处，接通开关s1；调整滑动变阻器r2使电流表a2有一定的读数（如150ua)；然后将开关s2扳到接点b处，保持r2不变，调整变阻箱r1使a2的读数仍和前面相同（150ua)，则此时r1=ra1。

综上所看，针对设计型实验，首先，要抓纲务本，真正搞通这些实验的原理、思想方法，不仅能对原实验试题应付自如，而且能将这些实验知识迁移运用到新情景中帮助创新、设计出新的实验。

其次，要注意归类梳理，将所学知识系统化，这样有助于技能的形成。