电学实验电阻的测量

电学实验：电阻的测量

班级_________________学号_______________姓名____________________

【学习目标】掌握伏安测电阻的原理，理解内接法和外接法的适用条件和误差原因。学会正确的选择测量电路和电表量程及变阻器。能正确地连接实物图。

【学习重点】伏安法测电阻的原理和误差分析。

【研究探索】

1．用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时可采用试接的办法，如图所示，让电压表一端接在电路上的a 点，另一端先后接到b 点、c 点，注意观察两个电表的示数。若安培表示数有显著变化，则待测电阻跟_______表的内阻可比拟，电

压表应接在a_____两点。若电压表的示数有显著变化，则待测电阻

跟_____表的内阻可比拟，电压表应接在a______两点。

答案：电压；c ；安培；b 。

2．在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为

20k Ω，电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减小误

差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点

标于图上，如图所示：

（1）根据各点表示的数据描出I －U 图线，由此求得该

电阻的阻值R x =____________Ω（保留两位有效数字）。

（2）画出实验的电路原理图。

答案：2.4×103Ω；电流表内接法，变阻器用分压式或限流式。

3．如图所示，甲、乙是两组同样的器材实物

图，用来测量待测量电阻R 的阻值，每组器

材中包括：电池，电键，变阻器，电压表，电

流表，待测电阻R ，若干导线。

⑴如果待测电阻R 的阻值比电压表的内阻不

是小很多，但R 的阻值比电流表的内阻大很

多，试在图甲中连线使之成为测量电路；如果

待测电阻R 的阻值比电流表的内阻不是大很

多，但R 的阻值比电压表的内阻小很多，试

在图乙中连线使之成为测量电路。 A V a b c 0 0.5 1.0 1.5 I /mA 1.0 2.0

3.0 U /V （甲） V

⑵如果已知上述电压表的内阻R V 和电流表的

内阻R A ，对图甲和图乙中连成的测量电路，

分别写出计算待测电阻的公式（用测得的量和

给出的电表内阻来表示）。

答案：（1）甲图用内接法，乙图用外接法，变

阻器用分压器；（2）甲图：R=(V-IR A )/I ；乙图：R=V/(I-V/R V )。

【巩固提高】

4．在测定金属的电阻率的实验中，金属导线

长约0.8m ，直径小于1mm ，电阻在5Ω左右。实验步骤如下：

(1)用米尺测量金属导线的长度，测三次，求出平均值L 。在金属导线三个不同的位置上用________________测量直径，求出平均值d 。

(2)用伏安法测量金属导线的电阻R 。试

把下面图中所给的器材连接成测量R 的

合适的线路。图中安培表的量程为0.6A ，

内阻接近1Ω；电压表的量程为3V ，内

阻为几千欧；电源的电动势为6V ；变阻

器的阻值为0~20Ω。在闭合电键前，变

阻器的滑动触点应处于正确位置。

(3)用上面测得的金属导线长度L 、直径d

和电阻R ，可根据电阻率表达式ρ=_________算出所测金属的电阻率。

答案：（1）螺旋测微器；（2）安培表外接法，变阻器限流式或分压式；（3）πd 2R/4L 。

5．如图所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值

的实验所需器材的实物图，器材规格如下：

⑴待测电阻Rx （约100Ω）

⑵直流电流表（量程0～10mA ，内阻50Ω）

⑶直流电压表（量程0～3V ，内阻5k Ω）

⑷直流电源（输出电压4V ，内阻不计）

⑸滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许最大

电流1A ）

⑹电键1个，导线若干条。

根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。答案：外接法，分压式。 （乙） V

6．“测定金属电阻率”实验中，以下操作中错误的是：（AC）

A．用米尺测量出金属丝的全长三次，算出其平均值

B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值

C．用伏安法测电阻时采用电流表内接线路，多次测量后算出平均值

D．实验中应保持金属丝的温度不变

7．如图所示，P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（其长度L为50cm 左右，直径D为10cm左右），镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有导电箍MN。现给米尺、电压表V、电流表A，电源E、滑动变阻器R、电键S和若干导线。

请设计一个测定膜层厚度d的实验方案。

M P

⑴实验中应测定的物理量是。

⑵在虚线框内用仪器相应的符号画出测量电路图。

⑶计算膜层厚度的公式是。

答案：（1）L、D、U、I。（2）电流表内、外接均可，变阻器限流、分

压式均可。（3）LρI/πDU。

8．有一只电压表量程已知，内阻为R V，另有一电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略）。请用这只电压表和电池，再用一个电键和一些连接用的导线，设计测量某一高值电阻R x的实验方法。（已知R x的值与R V相差不大）

⑴画出电路图。⑵简要写出测量步骤和需记录的数据，导出高值电阻R x的计算式。

答案：先用一只电压表直接接在电源上，测出U1，即为E，再将电压表与R x串联，记下电压表示数U2，则E=U2+U2R x/R V；解得R x=(U1-U2)R V/U2。

9．某同学用以下器材测量电阻：①电流计，②电

阻箱，③单刀双掷电键（这种电键在掷刀a倒向b

时ab接通，倒向c时ac接通，④待测电阻，⑤电

源，⑥限流电阻，如图所示。实验方法是利用单刀

双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路，用电

阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值。

(1)在图中完成电路的连接（其中有二条导线已连接

好）。(2)本实验中电键应先接通的是含有_______

（填待测电阻或电阻箱）的电路。用电键变换电路，调节电阻箱时，应使两次测量的

________大小相同，这时待测电阻的阻值可以从______上读出。

答案：待测电阻，电流表示数，电阻箱。