伏安法测电阻
伏安法测电阻
（2）图2是测最Rx的实验器材实物图， 图中已连接了部分导线.请请根 据在(1)问中所选的电路图，补 充完成图2中实物间的连线.
（3）接通开关，改变滑动变阻器画片P的位置，并记录对应的电 流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图3所示，可得该电 阻的测量值RX= 5.2 Ω(保留两位有效数字)。
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫 “外接法” V V
A R A R
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫 “内接法” 因为电流表、电压表分别有分压、分流作 用,因此两种方法测量电阻都有误差．
伏安法测电阻的误差分析 ①、电流表外接法 电压表示数 U v U R
A R V
电流表示数 I A I R I V I R
３、实验试探法：
I U 若伏特表示数有明显变化，即 宜外接 I U I U 若安培表示数有明显变化，即 宜内接 I U
常用4种电路图：
分压外接法
分压内接法限流外接法限流内接法例1.现在想用伏安法测电阻，若伏特表、电 流表、电阻的阻值（估计值）为以下值，选择 哪种接法？
（1）RV= 20KΩ; R=30Ω ; RA=1Ω 电流表 外接法
（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因 是 B 要原因是 ;若在（1）问中选用乙电路产生误差的主
。（选填选项前的字母） D A. 电流表测量值小于流经RX的电流值
B. 电流表测量值大于流经RX的电流值
C. 电压表测量值小于RX两端的电压值
D. 电压表测量值大于RX两端的电压值
（2）RV= 5KΩ; R= 200Ω;RA=0.1Ω 电流表 内接法
例2.课本第52页第2题
例3、某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。 （1）现有电源（4V，内阻可不计），滑动变阻器（0--50Ω，额 定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表 A.电流表(0--3A，内阻约0.025Ω) B.电流表(0--0.6A，内阻约0.125Ω) C.电压表(0--3V，内阻约3kΩ) D.电压表(0--15V，内阻约15kΩ) 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 B ，电压表应 选用 C (选填器材前的字母)；实验电路应采用图1中的 甲 （选 填“甲”或“乙”）
伏安法测电阻
1、电学实验电路的基本结构： 一个完整的电学实验电路往往包括测量电路与控制电路两部分。 （1）测量电路：指体现实验原理和测量方法的那部分电 路，通常由电表和被测元件等构成。
两种方法：电流表内接法和电流表外接法 （2）控制电路：指提供电能、控制和调节电流（电压）大 小的那部分电路，通常由电源、开关、滑动变阻器等构成。
V1
A2
25KΩ
RX
1KΩ
⑤滑动变阻器 画成 记0分
（二）实物图 下列情况均为0分 ①A：连线不到位 B：交叉连线 C：电表正负接错
Ε=15V
②连线与原理图不匹配 ③两电表换位 －
+
高考实例：用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图 中给出的器材连接成测量R的合适的电路。图中电流 表的量程为0.6A，内阻接近1Ω，伏特表的量程为3V， 内阻为几 KΩ ；电源的电动势为6V，变阻器的阻值 为0—20 Ω 。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处 于正确位置。
限流式：串联限流
RX
分压式：并联分压
RX
A
R
C (D) R B
RX
A
R B
－
+
－
+
4、分压接法和限流接法的比较：
RX
限流电路 Rx电压范 围 Rx电流范 围 闭合开关 前滑片的 位置
分压电路
RX U ~~ U R RX
U U ~~ R RX RX
0~~U
0 ~~ U RX
A
R
B
RX A R B
+
+
-
+
高考实例：某电压表的内阻在20千欧～50千欧之间,现要 测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:
高中物理伏安法测电阻
实物连线(电路连接) 如下图所示：
校准电路如下图所示：
V R分
G R
Er S
v1 Rx
A2
R
Er S
少为5V， 阻值应调到12.5 kΩ， 显然， 限流不能起到保证电表 安全的作用，更不能进行有效 调节，所以，只能采用分压电路 控制，实验电路如图所示。
例2、为了测定电流表A1的内阻r1的精确值，实
验室给出了如下器材：
器材名称 电流表 电流表 电压表
定值电阻 滑动变阻器 滑动变阻器
四 、实验要求：
1. 仪器的规格与量程的选择。
2. 线路的连接。
3. 实验中读得 R2 的阻值为100 Ω，若将
此电流表改装成量程为 3v 的电压表，应 串 联 一个阻值为 29900 Ω 的电阻。
4. 若用此改装表去测量一稳恒电压，则测 量值和真实值相比 偏小 （填“偏大”或“偏 小”） 。
分析与解答：
9999 Ω 的电阻箱。
（Ⅱ 、Ⅲ） 实验中若读得 R2 的阻值为100 Ω， 则电流表的电阻 Rg = 100 Ω 。由于R2 与电流表并 联后，R2 调整到电流表半偏时，回路的总电阻减小， 主回路中的电流将大于电流表的满偏电流 Ig ，而通 过电流表的电流为 Ig/2， 则通过R2 中的电流将大于 Ig/2，故电阻箱 R2 此时的阻值应比电流表的电阻 Rg
小一些，所以用半偏法测得的电流表的电阻值小于实
际值，由此计算出的电流表的电压降 vg （= IgRg ）
也偏小，若将此电流表改装成量程为 3v 的电压表，
则量程的扩大倍率 n （= v/vg = 3/10-4×100 = 300） 偏大，则串联分压电阻 R2 = （n - 1）Rg =
多种测电阻的方法(伏安法、非伏安法)
用这种方法测电阻时，一只电压表要连接两次。
方法三：实验步骤： 1、S接a时，读出电压表示数U1； 2、S接b时，读出电压表示数U2。 表达式：Rx=
方法四、实验步骤： 1、S断开时，读出电压表示数U1； 2、S闭合时，读出电压表示数U2。 表达式：Rx= 以上方法，需要测量两次电压，所以也叫“伏伏法”；根据所给器材 有电压表和一个已知阻值的电阻Ｒ0，所以又叫“伏阻法”。
I U R
推出R=U
I
2．电路图：（见图1） 3．器材：小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值电阻（10Ω）、 滑动变阻器、导线。 4．注意点： ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。
ⅱ滑动变阻器的作用：
（1）保护电路； （2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。 ⅲ本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。
方法三：实验步骤： 1、S断开时，读出电流表示数I1； 2、S闭合时，读出电流表示数I2。 表达式：
以上方法，需要测量两次电流，所以也叫“安安法”；根据所给器 材有电流表和一个已知阻值的电阻Ｒ0，所以又叫“安阻法”。 总之，用伏安法测电阻的基本原理是测定电阻两端的电压和流 过电阻的电流。在缺少器材（电流表或电压表）的情况下，我们可 用间接的方法得到电压值或电流值，仍然可以测量电阻的阻值。因 此，在进行实验复习时要特别重视原理的理解，这是实验设计的基 础。
5.实验步骤
（1）根据电路图把实验器材摆好。 （2）按电路图连接电路。
（在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意 电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上 一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处。） （3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动 要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压 1.5V）、正常发光（灯泡两端电压2.5V），测出对应的电压值和电流值，填入 下面的表格中。
伏安法测电阻
V A
RX
V A
RX
分压器电路，安培表内接法
分压器电路，安培表外接法
3.测量电路的选择
V
伏安法测电阻之内接外接
1.什么是测量值和真实值？
3.测量值本质上测得是什么量？ 根据测量值如何求真实值？ 4.误差产生的原因如何？ 5.如何减少误差？
· ·
A
RX
内接法
·
2.测量值比真实值偏大还是偏小？
V
A
RX
⑶操作性原则：
如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流， 又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值 时用限流电路调节电路的电压(电流)比较方便；当其 阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压 (电流)比较方便．
RX
R
以大控小
记忆口诀
以小控大
（4）、滑动变阻器的两种连接方式：
a R0 R
·
外接法
6.什么情况下用外（内）接法？
V
·
A
RX
内接法
·
U 测 U Rx U A R测＝ ＝ Rx RA Rx I测 I Rx
由于电流表分压引起的。
误差产生的原因:
大内偏大
若 R>> 时，采用电流表内接法 RA X
记忆口诀
·
V
A
RX
·
U测 U Rx Rx RV R测＝ ＝ Rx I 测 I Rx IV Rx RV
4.什么情况下滑动变阻器采用限流器电路？什么情况 下采用分压器电路？
(1) 限流电路
RX
RX 负载RX的电压调节范围 R R E E X
可见滑动变阻器的总阻值R越大， 电阻RX两端电压的变化范围越大。变 阻器总阻值R 是Rx 的2--5倍时，限流 接法对电流、电压控制作用显著，这 样既便于调节,用电器两端电压变化范 围又比较大.
伏安法测电阻--实验器材的选取
（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压 表的示数如图2所示，此时L的电阻为______Ω． （2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时， 加在L上的电压值是______V． （3）学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电 路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图， 并在图上标明所选器材代号．
滑动变阻器是一个可以连续改变电阻值的 可变电阻，在电路中能起到调节电流的大小及 两点间电压高低的作用。
电阻箱
与滑动变阻器一样提供可变电阻，但电阻箱 的电阻可以直接读出，电阻的变化是不连续的。
3.伏安法的测量电路
（1） 两种电路-----电流表的内接法和外接法
内接法 外接法
电路图
选用条件
RA≪Rx
（2）画出实验电路图。
(3)根据实验数据，计算并 描绘出R-U的图象如图所 示，由图象可知，此灯泡 在不工作时，灯丝电阻为 1.5 ______ ；当所加电压 为3.00 V时，灯丝电阻为 ______ 11.5 ，灯泡实际消耗 0.78 的电功率为_______W 。
【互动训练】 1.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx 约为5 Ω.实验室备有下列实验器材： A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ) B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ) C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω) D．电流表A2(量程0.6 A，内阻约为1 Ω) E．滑动变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A) F．滑动变阻器R2(0～2000 Ω，0.1 A) G．电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω) H．开关S，导线若干 (1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有 A、D、E、G、H _________________________( 填写器材前面的字母)．
伏安法测电阻(最新整理)
实验七 伏安法测电阻Experiment 7 Determining resistance using the Volt-ampere method 用电压表测得某电阻两端的电压U 及用电流表测得通过该电阻的电流强度I ，由欧姆定律即可求出该电阻的阻值R 。
此方法称为伏安法。
伏安法原理简单、测量方便。
但由于存在电表的接入而造成的方法误差以及电表本身具有的仪器误差，使测量结果出现一定的不确定度。
只要我们采用合适的接法，引入相应的修正公式，并正确使用电表，就可将测量的不确定度控制在一定的范围内。
实验原理Experimental principle1.方法误差method error根据电流表与电压表相互位置的不同，有两种接线方法，一是电流表在电压表的内侧图1（a ）所示的接线方法称为内接法；二是电流表在电压表的外侧图1（b ）所示的接线方法称为外接法。
在外接法中，电压表的读数U 等于电阻R X 两端的电压U X ；电流表的读数I 不等于I X ，而是I = I X +I V 。
利用电压表、电流表的指示值U 、I 得到待测电阻的测量值为：（1）IUR =测V X X I I U +=而待测电阻的实际值为： （2）XX X I U R =对比（1）、（2）式可知：采用外接法测电阻时，测量值要比实际值R X 偏小，测R 图1（a ）内接法图1（b ）外接法且测量的相对误差为：,式中的负号是由于﹤VX XXXR R R R R R E +-=-=外外测R XR 而引起的。
当利用外接法测电阻时，待测电阻阻值用下面修正公式来进行计算：（3）VVX X X R U I UI I UI U R -=-==式中U,I 为外接法测量时电压表、电流表的读数，为电压表的内阻。
V R 在内接法中，电流表的读数I 为通过待测电阻R X 的电流I X ；电压表的读数U 不是待测电阻R X 两端电压U x ，而是；利用电压表、电流表的指示A X U U U +=值U 、I 得到待测电阻的测量值为：（4）I UV R =测XAX I U U +=AX R R +=由此知：采用内接法测电阻时，测量值要比实际值R X 偏大，且测量的相测R 对误差为：。
伏安法测电阻 方法
伏安法测电阻方法伏安法测电阻是一种常见的电阻测量方法，它通过应用欧姆定律来测量电阻值。
在电子工程、物理实验及工业生产中，伏安法测电阻广泛应用。
本文将从原理、测量步骤、仪器要求等方面介绍伏安法测电阻的方法，以帮助读者更好地了解和应用这一电阻测量技术。
一、方法原理1.欧姆定律欧姆定律是伏安法测电阻的基础原理。
根据欧姆定律，电流I通过一个电阻R的导体时，产生的电压V与电流I成正比，即V=IR。
利用这一定律，可以通过测量电流和电压来计算电阻的数值。
2.伏安法原理伏安法测量电阻利用欧姆定律，通过施加电压，测量通过被测电阻的电流，再根据欧姆定律计算电阻的值。
一般来说，使用直流电源对电路进行供电，通过测量所施加电压和电流的关系，从而计算出电阻值。
二、测量步骤1.准备工作在进行伏安法测量电阻之前，首先要确保仪器和线路的正常运行。
确保电源稳定可靠，测量仪器准确度高，测量线路连接正确。
2.连接电路将被测电阻与电源和测量仪器连接成电路。
通常将被测电阻接入电路中，保证电流沿着被测电阻流过，同时使用电压表或示波器测量两端的电压。
3.施加电压通过电源向电路施加一定的电压。
根据实际测量需要确定施加的电压大小，一般为直流电源。
4.测量电流使用电流表或示波器测量电路中通过被测电阻的电流值。
5.测量电压使用电压表或示波器测量被测电阻两端的电压值。
6.计算电阻根据欧姆定律，通过测量得到的电流和电压值计算电阻的数值。
根据V=IR的关系，电阻值R=V/I。
三、仪器要求1.电源在进行伏安法测量电阻时，需要使用可调节的直流电源，以提供稳定的电压给电路。
2.电流表用于测量电路中通过被测电阻的电流值，通常需要选择合适量程的电流表。
3.电压表用于测量被测电阻两端的电压值，可选择数字电压表或模拟电压表。
4.示波器示波器能够直观地显示电路中的电压和电流波形，适用于对电路信号进行实时监测和分析。
伏安法是一种简单而常用的测量电阻的方法。
通过仪器精准测量电流和电压值，结合欧姆定律，可以准确计算出被测电阻的数值。
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《伏安法测电阻》
伏安法测电阻是电阻测量最基本的方法，伏安法测电阻常涉及电流表内、外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择，前者是考虑减小系统误差，后者是考虑电路的安全及保证可读取的数据。
一. 伏安法测电阻基本原理
1. 基本原理：伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R
U
I
=，只要测出元件两端电压和通
过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
2. 测量电路的系统误差控制：
（1）当R
x 远大于R
A
时，电流表内接；当临界阻值R R R
A V x
<时，采用电流表的内
接；当采用电流表内接时，电阻测量值大于真实值，即R R
测真
>（如图1所示）。
（2）当R
x 远小于R
V
时，电流表外接；当临界阻值R R R
A V x
>时，采用电流表的外
接；当采用电流表外接时，电阻的测量值小于真实值，即R R
测真
<（如图2所示）。
3. 控制电路的安全及偶然误差：根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择。
（1）滑动变阻器限流接法。
一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式。
限流接法适合测量小电阻或与变阻器总电阻相比差不多或还小，（如图3所示）。
图3
（2）测动变阻器分压接法。
若采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式；当用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组实验数据）时，必须选用滑动变阻器分压接法；要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时，须选用滑动变阻器分压连接方式（如图4所示）。
例1．有一小灯泡上标有“６v ，０.6W ”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I —U 图像，已知所用器材有：
A ．电流表：0—0.3A ，内阻1Ω
B ．电压表：0—15V ，内阻20k Ω
C ．滑动变阻器：0—30Ω，额定电流2A
D ．学生电源（直流9V ）
E ．开关一只，导线若干
为使实验误差尽量减小，试画出合理的实验电路图
练习
（1）为了测量两节串联干电池的电动势，
某同学设计了如图3所示的实验电路。
其中：E 是待测电池组，内阻不能忽略； V 1、V 2是两只量程都合适的电压表， 内阻不是很大，且未知；
S 1、S 2是单刀单掷开关；导线若干。
①请根据电路图3，在图4中连线，将器材连成实验电路。
②实验中需要测量的物理量是 。
③用测出的物理量作为已知量，导出计算串联电池电动势的表达式。
（写出推导过程） 。