高中物理电阻测量方法归纳总结

高中物理电阻测量方法归纳总结

说明:本文归纳并整理了电阻的测量各种方法,这些方法都是全体物理教师集体智慧的结晶,期望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助,同时感谢那些为无私奉献,愿意分享的物理教师!

电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。

一、基本方法-----伏安法(V-A 法)

伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实验器材的选择。

1、原理:根据部分电路欧姆定律。

2、控制电路的选择

控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2)

(1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是

节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先

考虑限流电路。

(2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2,其输出电压由ap 之间的电阻决

定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源

1

的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路:

① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。

② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。

③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。

3、测量电路

由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外接。

(1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4

(2)电流表内、外接法的选择,

①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用

相对误差判断 若A X R R >X V R R ,选用内接法,A X

R R <X V R R ,选用外接法

②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当

电压表的一端分别接在a 、b 两点时,如电流表示数有明显变

化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接法。

(3)误差分析:

内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即

R 测 >R 真(R 测=R A +R X );

外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即

R 测<R 真(V

X V X R R R R R +=

测) 4、伏安法测电阻的电路的改进

5 图

3 图4

如图6、图7的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差,为什么?怎样测量?

二、由伏安法演变而来的其他测量定值电阻的方法归纳

(一)电压表和定值电阻替代法(V-R 法)

【例1】有一个阻值已看不清楚的电阻器R ,我们要测出它的阻值,但手边只有一个电池组,一个电压表,一个已知阻值的电阻器R 0和几根导线,你有办法测出R 的阻值吗?说出你的办法和理由。

解析:

1、如图所示,将被测电阻R 与已知电阻R 0串联接入电路,先把电压表并联接在R 两端,测出电阻R 两端的电压U 1。

2、将电压表拆下,与R 0并联接入电路测出电阻R 0两端的电压U 2。

3、求解:由021R U R U =,得021R U U R =。 说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电压

表连接,实验时间加长。优点为:

元件使用较少。

(二)电压表和滑动变阻器替代法(V-R P 法)

图6 0 图7

0 0

【例2】给你以下器材:一个电源(其电压未知),一个标有“20Ω,1A”的滑动变阻器,导线若干,一个开关,一只电压表,一个待测电阻R x 。请你设计一个能测出R x 电阻值的电路。要求:

1、画出你所设计的电路图(电压表连入电路后位置不可变动)。

2、简要写出实验操作步骤。

3、根据你所测出的物理量写出表达式R x =_________。

解析:

1、电路如图3所示。

2、①如图3所示连接电路,将滑片移到阻值为零的位置,

记下电压表示数U 1。

②将滑片移到阻值最大位置,记下电压表示数U 2。

3、求解:)(202

12Ω⨯-=U U U R x 说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简单。缺点是:因为电压表的分流作用,测量结果偏小,且不能进行多次测量求平均值以减小误差。

(三)电压表和开关替代法(V-K 法)

【例3】给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R 0、两个开关及几根导线,请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值,画出电路图,写出实验步骤及未知电阻的表达式。

解析:

1、如图4所示连接好电路,闭合“替代开关”S ,记下电压表示数U 1;

2、断开“替代开关”,记下电压表示数U 2;

3、求解:因为R U R U U 2021=-,所以02

12R U U U R ⨯-=。 说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接

简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的

电压表应该接在较大的量程上,所以测量结果误差较

大。

(四)电流表和定值电阻替代法(A-R 法)

【例4】现有电池组、电流表、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻R 0,没有电压表,你如何测出被测电阻的阻值?

解析:

1、如图5所示,将被测电阻R 与定值电阻R 0并联接入

电路,用电流表测通过被测电阻R 的电流I 1;

2、将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路,测出通过

定值电阻R 0的电流I 2;

3、求解:由021R I R I =得01

2R I I R =。 说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电流表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。

(五)电流表和滑动变阻器替代法(A-R P 法)

【例5】 现有电池组、电流表、已知最大阻值的滑动变阻器、导线及开关,你如何测出被测电阻的阻值?

解析:方法一:1、如图6所示,将被测电阻与变阻器并

联接入电路,滑片位于阻值最大位置,先用电流表测出通过变阻器电路I 1;

2、将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路中,测出通过被测电阻的电流I 2;

3、求解:因为'12R I R I ⨯=⨯, 所以'2

1R I I R ⨯= 说明:该方法的定值电阻等效于一个定值电阻,其缺点为:需要进行两次电流表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。

方法二:1、如图7所示连接电路,滑片位于阻值最小的位置,记下电流表示数I

1;

2、滑片位于阻值最大的位置,记下电流表示数I 2;

3、求解:因为)'(21R R I R I +⨯=⨯ 所以'2

12R I I I R ⨯-=。 说明:这种方法优点为:使用元件少,操作简单;缺点是:不能进行多次测量以减小误差。

(六)电流表和开关替代法(A-K 法)

【例6】有一个阻值看不清的电阻x R ,我们要测它的阻值,但手边只有一

只电流表,一个已知阻值0R 的定值电阻,二个开关和几根导线:

1、画出实验电路图。

2、写出实验步骤。

3、用测出量和已知量写出未知电阻x R 的表达式。

解析:因题中只有电流表可测出电流,而无法测知电压,故可根据并联电路电流分配规律求解(并联电路中电流的分配跟电阻成反比)。

(1)实验原理图如图8。

(2)实验步骤:

①按图8连接好电路

②将电路瞬时接通,进行试触,若电流表指针偏转,不至过大,再接通电路。

③先闭合

1S 断开2S ,测出通过0R 的电流0I ;再断开1S ,

闭合2S ,测出通过x R 的电流x I 。

④根据并联电路的分流规律进行计算:

即:x x R R I I //00=

所以00)/(R I I R x x ⨯=

说明:该方法的优点为:使用电器元件少,实验操作简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电流表应先进行试触选择量程或接在较大量程上,所以测量结果误差较大。

三、电表内阻的测量方法归纳分析

灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数:满偏电流g I 、满偏时电流表两端的电压g U 和内阻g r 。一般灵敏电

流表的g I 为几十微安到几毫安,g r 为几十到几百欧姆,g g g r I U =也很小。将

电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。

(一)电流表内阻测量方法归纳

1、半偏法

这种方法教材中已做介绍。中学物理实验中常测定J0415型电流表的

内阻。此型号电流表的量程为A μ2000-,内阻约为Ω500,实验电路如图1所示。

操作要点:按图连好电路,2S 断开,1S 闭合,

调节变阻器R ,使待测电流表G 的指针满偏。再将2

S 也闭合,保持变阻器R 接在电路中的电阻不变,调

节电阻箱R '使电流表G 的指针半偏。读出电阻箱的示值R ',则可认为R r g '≈。

实验原理与误差分析:认为2S 闭合后电路中的总电流近似不变,则通过电阻箱的电流近似为2G

I 。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实

际上2S 闭合后电路中的总电流要变大,所以通过电阻箱的电流要大于2G

I ,

电阻箱的示值要小于电流表的内阻值。为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值R R '≥100,从而使S 闭合前后电路中的总电流基本不变。R 越大,系统误差越小,但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电动势为8-12V ,变阻器的最大阻值为Ωk 60左右。

2、电流监控法

实验中若不具备上述条件,可在电路中加装一监控电流表G ',可用与被测电流表相同型号的电流表。电源可用V 5.1干电池,R 用阻值为Ωk 10的滑动变阻器,如图2所示。

实验中,先将

2S 断开,1S 接通,调节变阻器R 的值,使

被测电流表G 指针满偏,记下监控表G '的示值G I '。再接通

2S ,反复调节变阻器R 和电阻箱R ',使G 的指针恰好半偏,

而G '的示值不变。这时电阻箱R '的示值即可认为等于G 的

内阻g r 。这样即可避免前法造成的系统误差。

用图2所示电路测量电流表G 的内阻,也可不用半偏法。将开关1S 、

2S 均接通,读出被测电流表G 的示值G I 、监控表G '的示值G I '、电阻箱的示

值R ',则可根据

G G G g I R I I r '-=')(计算出电流表G 的内阻。

3、代替法

按图3所示连接电路,G 为待测电流表,G '为监测表,1S 为单刀单掷

开关,2S 为单刀双掷开关。

先将2S 拨至与触点1接通,闭合1S ,调节变阻器R ,

使监测表G '指针指某一电流值(指针偏转角度大些为

好),记下这一示值。再将单刀双掷开关2S 拨至与触点2

接通,保持变阻器R 的滑片位置不变,调节电阻箱R ',使监测表G '恢复原来的示值,则可认为被测电流表G 的内阻等于电阻箱的示值。

用这种方法,要求监测表的示值要适当大一些,这样灵敏度较高,测量误差较小。

4、电压表法

原则上得知电流表两端的电压U 和通过它的电流I ,就可以利用I

U

r g =计算出它的内阻。但若测量J0415型电流表的内阻,满偏时它的电压才是V 1.0,用J0408型电压表的3V 量程测量,指针才偏转一个分度。这样因读数会引起很大的偶然误差。所以不宜用一般电压表直接测量电流表两端的电压。

可用如图4所示电路,将待测电流表G 与电阻箱串联后再与电压表并联。闭合开关S ,调节变阻器和电阻箱,使电流表和电压表的指针均有较

大的偏转,读出电压表的示数U 、电流表的示值I 和

电阻箱的示值R ',则据I

R I U r g '-=得出电流表的内阻。 电源要用2节干电池,电压表用3V 量程,用最大

阻值为Ωk 1左右的变阻器。

5、用内阻、量程已知的电流表代替电压表

按图5连接电路,G 为待测内阻的电流表,G '为内阻、量程已知的标准电流表,E 为V 5.1的干电池一节,R 为阻值为几十欧姆的滑动变阻器。

调节变阻器R ,使两电流表的指针均有较大的偏转。

读出电流表G '的示值G I ',设其内阻g r ';读出被测电流表

G 的示值G I ,则据G g G g I r I r '

⋅='可得出电流表G 的内阻值。

(二)电压表内阻测量方法归纳分析

电压表内阻的测量是近年来高考的热点和亮点,其实电压表内阻的测量和一般电阻的测量一样,所不同的就是电压表可提供自身两端的电压值作为已知条件。因此,在测量电压表内阻的实验中,要灵活运用所学过的实验方法,依据实验原理和实验仪器,按照题设要求和条件进行合理的测量。

1、利用伏安法测量

电压表是测定电路两端电压的仪器,理想电压表的内阻可视为无限大,但实际使用的电压表内阻并不是无限大。为了测量某一电压表的内阻,给出的器材有:A. 待测电压表(V 30-,内阻在Ω-k 5.45.3之间);B. 电流表(mA 10-);C. 滑动变阻器)500(Ω-;D. 电源(V 5.1的干电池两节);E. 开

关和若干导线。利用伏安法I U

R =,测量电压表示数U

和电流表示数I 即可,由于滑动变阻器最大阻值远小于被测内阻值,为了满足多测几组数据,利用作图法求电压表的内阻,应选用滑动变阻器分压式电路,电路如图1所示。 2、利用欧姆表测量

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,已知欧姆表刻度盘上中央刻度值为“20”,现用欧姆表测量一个内阻约为几千欧的电压表,实验中应把欧姆表选择开关调至×100挡,若欧姆表的读数如图2所示,则该电压表内

阻阻值为Ω2500。 3、利用半偏法测量

方法一:用如图3所示电路测量量程为1V 的电压

表的内阻V R (V R 在Ω-900800之间)。提供的器材还有:A. 滑动变阻器,最大阻值Ω10;B. 电阻箱,最大阻值Ω9.999,阻值最小改变

量为Ω1.0;C. 电池组:电动势约6 V ,内阻可忽略不计;D. 导线和开关。实验方法和步骤是:① 断开开关S ,按图3连接好电路;② 把滑动变阻器的触头P 滑到b 端;

③ 将电阻箱的阻值调到零;④ 闭合开关S ;⑤ 调节滑动变阻器R 的阻值,使电压表指针达到满偏;⑥ 调节电阻箱0R 的阻值,使电压表指针达到半偏,读出此时电阻箱0R 的阻值,即为电压表的内电阻V R 的测量值。

方法二:量程为3V 的电压表V 的内阻约为Ωk 3,要求测出该电压表内阻的精确值,实验中提供的器材有:A. 阻值范围为Ω1.0

到Ω9.9999的电阻箱;B. 开路电压约为5V ,内阻可忽略不计的电源E ;C. 导线若干和开关。实验电路如图4所

示,由于电源的电动势没有准确给出,先调节电阻箱阻值,使电压表指针

指在中间刻度线,记下电阻箱的阻值1R ,有E R R R U V V

1

2

1+=

① 再调节电阻箱阻值,使指针指在满偏刻度,记下电阻箱的阻值2R 由串联分压规律:E R R R U V V

2

+=

②,解①②式得212R R R V -= 4、利用已知电动势的电源和电阻箱测量(E-箱法)

量程为3V 的电压表,其内阻约为Ωk 3,现要求测出该电压表内阻,实验器材有:电源,电动势V E 6=,内阻不计;变阻器R ,阻值范围Ω-9.99991.0,额定电流

A 2.0;开关和导线若干,实验电路如图5所示,由于电源的电动势准确给出,只需调节R 记下阻值,读出对应的电压值U ,由串联分配规律可得:R U

E U

R V -=

。 5、利用电流表和定值电阻测量(A-R 法)

实验电路如图6所示,图中E 为电源(电动势为4V ),R 为滑动变阻器(最大阻值为Ω200),0R 为已知定值电阻(阻值为Ωk 50.3),A 为电流表(量

程为mA 2),V 为一个有刻度但无刻度值的电压表(量程约3V ,内阻约Ωk 3),现要测电压表V 的内阻V R 。实验步骤如下:闭合开关1S 、2S ,调节R 的滑动触头使电压表V 满偏,设满偏电压为m U ,读出电流表A 示数为1I ,有01)(R R U I U V

m

m -

=① 闭合1S ,断开2S ,调节R 的滑动触头使电压表V 满偏m U ,读出电流表A 示数为2I ,有V m R I U 2=② 联立①②式,可得电压表内阻R I I I R V 2

2

1-=

6、利用电压表和电阻箱测量(V-箱法)

实验室提供的器材有:A. 电池E :电动势约6V ,内阻约Ω1;B. 电压表1V :量程3V ,内阻1r 约为Ωk 3;C. 电压表2V :量程V 5.2,内阻2r 约为Ωk 5.2;

D. 电阻箱1R :最大阻值Ω9.9999,阻值最小改变量为Ω1.0;

E. 滑动变阻器2R :最大阻值为Ω50;

F. 开关和导线若干。要求用如图7所示的电路测定电压表1V 的内阻,当开关S 闭合时,调节滑动变阻器2R 和电阻箱1R 。根据串联电路电压分配原理有:

1

21

11U U R U R V -=

,可得1

2111U U R U R V -=

(三)如何减小半偏法的系统误差

半偏法是测量电压表和电流表内阻的常用方法之一,但该法存在比较大的系统误差,那么如何消除该法的系统误差呢? 1、对半偏法测电压表内阻的系统误差的减小 (1)实验步骤:

半偏法测电压表内阻的实验原理图如图1所示,实验时先将电阻箱R 的阻值置于零,接着调节滑动变阻器滑R ,使电压表的示数达到满偏电压m U ,然后调节R 使电压表的示数为

2

m

U ,读出此时R 的阻值记为0R ,由串联电

路的分压作用可知,电压表的内阻0R R V =。

(2)误差分析:

图1可等效为图2,当0=R ,电压表满偏时,有

m U U =并。

由闭合电路的欧姆定律可知)(ap R r I E U +-=总并 R↑→)(R R V +↑→并R ↑→总R ↑→总I ↓→并U ↑

即当R 变大时,电阻pb R 两端的电压并U 已大于电压表的满偏电压m U ,所以当电压表的读数为

2

m U 时,R 两端的电压已大于

2

m U ,R 的读数已大于

电压表的内阻V R ,测量值偏大。 (3)系统误差的减小

要消除该实验的系统误差,可采用图3所示的实验方案。 实验时反复调节滑动变阻器

滑R 和电阻箱R ,使标准电压表0V 的读数始终为待测电压表V 的满偏电压m U ,而待测电压表V 的示数为

2

m U ,然后读出电阻箱R 的阻值0R ,

系统误差便得到消除,即V R R =0。

2、对半偏法测电流表内阻的系统误差的减小 (1)实验步骤:

半偏法测电流表内阻的原理图如图4所示,实验时

先将开关1K 断开、闭合2K ,接着调节滑动变阻器滑R ,使电流表的示数达到满偏电流m I 。然后闭合开关1K ,调节电阻箱R ,使电流表的示数为

2

m I ,读出此时R 的阻值,

记为0R ,由并联电路的分流作用可知,电流表的内阻为0R R A =。 (2)误差分析:

当开关1K 闭合后,电路中的总电阻总R 变小,由闭合电路欧姆定律可知,此时电路中的总电流总I 变大,即电路中的电流总I 不再是电流表的满偏电流

m I ,当电流表的读数为

2

m

I 时,流过电阻箱的电流已大于

2

m I ,因此电阻箱的

读数0R 已小于电流表的内阻A R ,即A R R <0,测量值偏小。

3、系统误差的减小

要消除该实验的系统误差,可采用图5所示的实验方案。实验时反复调节滑动变阻器滑R 和电阻箱R ,使标准电流表0A 的读数始终为待测电流表A 的满偏电流m I ,而待测电流表A 的示数为

2

m

I ,这样系统误差便得到消除。

当然在测量电压表和电流表内阻时,若不需要很精确测量时,则采用普通的半偏法即可。

四、其他测量电阻的方法归纳 (一)欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理

它的结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、 满偏电流为Ig 的电流计。R 是可变电阻,也称调零电阻, 电池的电动势为E ,内阻为r 。

欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。 当红、黑表笔接上待测电阻Rx 时,由闭合电路欧姆定律可知:

I = E/(R+R g +R x +r )= E/(R 内+R X )

由电流的表达式可知:通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2、使用注意事项:

(1)

欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与

1

电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。

(2)多用表上的红黑接线柱,表示+、-两极。黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。

(3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零

(4)测量时,应使指针尽可能在满刻度的中央附近。(一般在中值刻度的1/3区域)

(5)测量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开。

(6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压的最高档或OFF档。

(二)用惠斯通电桥测量电阻

1、原理:惠斯通电桥的原理如图所示。电阻R1、R

2、R和待测电阻R X 连成四边形,每一条边称为电桥的一个臂。在对角A和C

之间接电源E,在对角B和D之间接检流计G。因此电

桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关接通后,

各条支路中均有电流通过,检流计支路起了沟通ABC和

ADC两条支路的作用,好象一座“桥”一样,故称为“电桥”。适当调节R、R1和R2的大小,可以使桥上没有电流通过,即通过检流计的电流I G = 0,这时,B、D两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状态。这时A、B 之间的电势差等于A、D之间的电势差,B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。设ABC支路和ADC支路中的电流分别为I1和I2,由欧姆定律得

I 1 R X = I 2 R I 1 R 1 = I 2 R 2

两式相除得: 2

1R R

R R X = 上式称为电桥的平衡条件。 所以12

R R R

R X = 通常将R / R 2称为比率臂,将R 1称为比较臂。 2、测量方法

如图,连接电路,取R 1、R 2为定值电阻, R 3为可变电阻箱(能够直接读出数值), Rx 为待测电阻。调节R 3,使电流计中的 读数为零,应用平衡条件,求出Rx 。 (三)等效替代法测电阻

1、等效替代法就是在测量的过程中,让通过待测电阻的电流(或电压)和通过电阻箱的电流(或电压)相等。电路如图13,将单刀双掷开关调到a ,闭合S 1调节R ,使安培表读数为I 0,保持R 不动,将单刀双掷开关打到b ,调节R 0使安培表读数仍为I 0,则电阻箱的读数就是待测电阻的数值。

2、测量原理:图14是用伏特表完成的实验,同学们自己分析测量原理。

3、注意:主要元件为电阻箱和单刀双掷开关。虚线框内可用分压控制电路。

13

图14

图15

S 1

S 2

(四)公式计算法测电阻

公式计算法主要是应用串并联电路的特点和全电路的知识进行分析,并求出待测电阻的数值。图15是测量电阻R x 的电路, R x 为待测电阻,R 为保护电阻,其阻值未知,R 1为已知的定值电阻,电源电动势为E 未知,S 1、S 2均为单刀双掷开关,A 为电流表,其内阻不计。

(1)测量Rx 的步骤为:S 2向d 闭合,S 1向 a 闭合,记下电流表的读数I 1,再将S 2向c 闭合,S 1向 b 闭合,记下电流表读数I 2。 (2)计算R x 的公式为R x =

11

2

R I I 分析解答:当S 2接d,S 1接a 时,Rx 的电压Ux=I 1R x 当S 2接c,S 1接b 时,R 1上的电压U 1=I 2R 2 在不改变电阻R 的情况下,U x =U 1

所以I 1Rx=I 2R 1,11

2

R I I R X

(五)补偿法测电阻

1、基本原理:在一定温度下,直流电通过待测电阻x R 时,用电压表测出x R 两端的电压U ,用电流表测出通过

x R 的电流I ,则电阻值可表示为:x R =U/I

2、试验方法:连接如下电路图,调节3R 使检流计G 无电流通过(指针指零),这时电压表指示的电

压值bd U 等于x R 两端的电压ac U ,即b ,d 之间的电压补偿了x R 两端的电压。清除了电压内阻对电路的影响。 补偿法测电阻的优点

补偿法测电阻比伏安法测电阻产生的误差要小,这主要是因为补偿法

测电阻时没有引入测量仪表自身的电阻,从而降低了系统误差,提高了测量正确度。

电路简单,实用性强。电路中的元件和仪表都是常用器件,并且个滑动变阻器和电阻箱的阻值是否准确均不会影响被测电阻的测量值,从而对电阻器件的选择降低了要求。

调节方便,电路通过粗调和细调的设计,既可以提高测量的速度,又可以保护检流计,这是电桥发测量电阻时很难做到的。

修正系统误差。电路中测量仪表自身的电阻与测量结果无关,从而降低了测量方法引入的误差,这是单纯伏案法测量电阻时无法做到的。

以上电阻测量的五种方法,同学们在平时解题时可视具体情况灵活选用。

高中物理测量电阻的方法大总结

高中物理测量电阻的方法大总结 太原市第十二中学 姚维明 电阻的测量是恒定电路问题中的重点,也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法,从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一.欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理 它的结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、满偏电流为Ig 的电 流计。R 是可变电阻,也称调零电阻,电池的电动势为E ,内阻为r 。 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。当红、黑表笔接 上待测电阻Rx 时,由闭合电路欧姆定律可知: I = E/(R+Rg+Rx+r )= E/(R 内+R X ) 由电流的表达式可知:通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但 存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2.使用注意事项: (1) 欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。 (2)多用表上的红黑接线柱,表示+、-两极。黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。 (3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零 (4)测量时,应使指针尽可能在满刻度的中央附近。(一般在中值刻度的1/3区域) (5)测量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开。 (6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。 二.伏安法测电阻 1.原理:根据部分电路欧姆定律。 2.控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图2); 另一种是分压电路。(如图3) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以 达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能 量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先考虑限流电路。 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻 的两个接线柱引出导线。如图3,其输出电压由ap 之间的电阻决定,这 样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列 三种情况下,一定要使用分压电路: ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3.测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电 流表外接。 图 1 图 2 图3

高中物理测量电阻常用的6种方法

高中物理测量电阻常用的6种方法 一、伏安法测电阻 伏安法测电阻是电学实验的基础,是高考考查的热点,也是难点。它渗透在电学实验的各个环节中,如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等。本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用。主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等。 [例1] 在伏安法测电阻的实验中,实验室备有下列器材: A .待测电阻R x 阻值约为10 Ω左右 B .电压表V 1,量程6 V ,内阻约2 k Ω C .电压表V 2,量程15 V ,内阻约10 k Ω D .电流表A 1,量程0.6 A ,内阻约0.2 Ω E .电流表A 2,量程3 A ,内阻约0.02 Ω F .电源:电动势E =12 V G .滑动变阻器R 1,最大阻值10 Ω,最大电流为2 A H .滑动变阻器R 2,最大阻值50 Ω,最大电流为0.2 A I .导线、开关若干 (1)为了较精确测量电阻阻值,尽可能多测几组数据,且两表读数大于量程一半。除A 、F 、I 以外,还要在上述器材中选出该实验所用器材________(填器材前面的字母代号)。 (2)在虚线框内画出该实验电路图。 [解析] (1)两表读数大于量程一半,根据题意电压表选B 。由欧姆定律知电 路电流最大值I =U R =610 A =0.6 A ,故电流表选D ,滑动变阻器选阻值较小的G 。 (2)因待测电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,又变阻器采用分压式 接法,电路如图所示。 [答案] (1)BDG (2)见解析图 二、伏伏法测电阻 已知内阻的电压表可作电流表使用,在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表使用,这是设计电路中的高频考点。 [例2] 用以下器材可测量电阻R x 的阻值。 待测电阻R x ,阻值约为600 Ω; 电源E ,电动势约为6 V ,内阻可忽略不计; 电压表V 1,量程为0~500 mV ,内阻r 1=1 000 Ω; 电压表V 2,量程为0~6 V ,内阻r 2约为10 k Ω;

高中物理测量电阻的四种种方法

测量电阻的四种特殊方法 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V0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V0的指针恰好如图乙所示。由此可知,该改装电压表的误差

高中物理测量电阻的方法大总结

高中物理测量电阻的方法大总结 测量电阻是物理学中非常基础的实验之一,它对于理解电路的特性和研究电学现象至关重要。在高中物理实验中,我们常常会使用一些简单的实验方法来测量电阻。下面是我对高中物理测量电阻方法的大致总结。1.电阻表法: 电阻表是最常用的测量电阻的仪器之一、电阻表法的测量原理是通过将待测电阻与标准电阻串联或并联连接,通过电路中的电流和电压的关系来计算待测电阻的值。使用电阻表需要注意选择合适的量程,保持电路的稳定和准确的读数。 2.桥式测量法: 桥式测量法是一种精确测量电阻的方法。其中最常见的是维尔斯顿电桥和韦斯顿电桥。这两种电桥用于测量未知电阻和已知电阻之间的比值,通过调整通入电流、调节可调电阻或测量示数等操作来测量电阻的值。3.恒流充电法: 恒流充电法是一种测量电阻的快速方法。其原理是通过连接一个已知电容和待测电阻组成的电路,并通过一个已知电压源向该电路充电,使用电容放电时间和各参数关系来计算待测电阻的值。该方法适用于测量较小阻值的电阻。 4.恒流放电法: 恒流放电法是另一种测量电阻的快速方法。该方法中,通过连接一个已知电阻和待测电阻与恒定电流源组成电路,记录放电时间和电流大小的关系,以计算电阻值。恒流放电法同样适用于较小阻值的电阻测量。

5.转子测量法: 转子测量法是一种间接测量电阻的方法。该方法通过将待测电阻作为 一个闭合电路的一部分,利用一绕转子的测量器进行旋转,观察器上的示数,通过旋转角度和旋转线圈的电阻等关系来测量待测电阻值。 6.伏安法: 伏安法是利用欧姆定律测量电阻的方法。该方法使用电压源、电流表 和电阻的组合来计算电阻值。通过测量电路中电阻两端的电压和通过电路 的电流,并应用欧姆定律来计算电阻。 7.宽阻测量法: 宽阻测量法是一种间接测量电阻的方法。利用高电阻测量绝缘小电阻 的基本原理,通过将被测电阻进行分割并使用欧姆表测量各部分的电阻值,再通过计算或合并各部分电阻值来测量待测电阻。 8.开路电压法: 开路电压法是另一种测量电阻的方法。其原理是通过将待测电阻连接 到一个巨大的电阻并连接到电压源,然后测量开路电压,再通过计算待测 电阻与巨大电阻之间的比值来确定电阻值。 以上只是对几种常见的测量电阻方法进行了简要的总结,每种方法的 适用范围和误差分析都有一定的差异。在实际测量中,需要根据具体情况 选择合适的测量方法,并且注意测量环境及仪器的准确度和精度。

高中物理电阻的测量方法

高中物理电阻的测量方法 电阻是物质对电流流动的阻碍程度的量度,是电学基本量之一、在高中物理实验中,测量电阻是一个常见的任务。本文将介绍几种高中物理电阻的测量方法。 一、串联电阻的测量方法: 串联电阻是指多个电阻按照一定的顺序连接在一起的情况。串联电阻的总电阻等于各个电阻之和。以下是测量串联电阻的方法: 1.用万用表测量:将万用表调至电阻档位,将两个电阻端子连接到待测电阻两端,读取万用表的示数,即为该电阻的电阻值。 2.用电压表和电流表测量:通过串联电路的两端分别接入电压表和电流表,记录下电压表的示数和电流表的示数,然后用欧姆定律R=U/I计算得到电阻值。 二、并联电阻的测量方法: 并联电阻是指多个电阻按照一定的顺序连接在一起的情况。并联电阻的总电阻等于各个电阻的倒数的和的倒数。以下是测量并联电阻的方法: 1.用万用表测量:将万用表调至电阻档位,将两个电阻端子分别连接到待测电阻的两端,读取万用表的示数,即为该电阻的电阻值。 2.用电压表和电流表测量:通过并联电路的两端分别接入电压表和电流表,记录下电压表的示数和电流表的示数,然后通过欧姆定律和并联电阻公式1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn计算得到电阻值。 三、非线性电阻的测量方法:

非线性电阻是指随着电信号的强度变化,电阻值也会改变的电阻。以 下是测量非线性电阻的方法: 1.利用IV特性曲线测量:将待测电阻连接在一个电流源和电压源的 串联电路中,改变电流源或电压源的大小,记录下相应的电流值和电压值,然后绘制IV特性曲线。通过该曲线可以得到电阻值。 2.利用恒流源测量:将待测电阻连接在一个恒流源电路中,测量电压 的变化,然后根据欧姆定律R=U/I计算得到电阻值。 四、通过电阻色环测量电阻值: 电阻色环是将一个电阻上绕有不同颜色的环的一种特殊结构。每个颜 色代表一个数字,通过不同颜色的组合可以确定电阻的阻值。根据色环的 顺序以及对应的数字表,可以读取出电阻的阻值。 总结: 在高中物理中,测量电阻的方法主要包括用万用表测量、用电压表和 电流表测量、利用IV特性曲线测量、利用恒流源测量以及通过电阻色环 读数等方法。通过掌握这些方法,可以准确地测量物理实验中的各种电阻值。

高中物理测量电阻的四种种方法

高中物理测量电阻的四种种方法 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,用电阻箱交流待测电阻,假定二者对电路所起的作用相反(如电流或电压相等),那么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)按如图电路图衔接好电路,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,调理滑片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,坚持滑动变阻器滑片P位置不变,调理电阻箱,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,调理滑片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,坚持滑动变阻器滑片P位置不变,调理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.某同窗预备把量程为0~500 μA的电流表改装成一块量程为0~2.0 V 的电压表。他为了可以更准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G 1(量程0~1.0 mA ,内电阻约100 Ω) B .电流表G 2(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R 1(总阻值9 999 Ω) F .维护电阻R 2(阻值约100 Ω) G .单刀单掷开关S 1,单刀双掷开关S 2 (1)实验中该同窗先合上开关S 1,再将开关S 2与a 相连,调理滑动变阻器R ,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,坚持________不变,调理________,使电流表G 1的示数仍为I 时,读取电阻箱的读数r 。 (2)由上述测量进程可知,电流表G 2内阻的测量值r g =________。 (3)假定该同窗经过测量失掉电流表G 2的内阻为190 Ω,他必需将一个________kΩ的电阻与电流表G 2串联,才干改装为一块量程为2.0 V 的电压表。 (4)该同窗把改装的电压表与规范电压表V 0停止了核对,发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时,规范电压表V 0的指针恰恰如图乙所示。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,坚持滑动变阻器R 阻值不变,调理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反,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 =U I g -r g =3.81 kΩ。 (4)由题图乙可得,规范电压表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.某同窗现应用图甲所示的电路来测量一电阻R x 的阻值。

■■高中物理测量电阻的方法大总结

■■高中物理测量电阻的方法大总结 测量电阻是高中物理中一项重要的实验内容。在实验中,我们常常需 要测量电阻的大小,以了解电路中的电子流动情况。下面是一些常见的测 量电阻的方法。 1.电压法:电压法是最常用的测量电阻的方法之一、通过在电阻上施 加一个已知的电压,再测量通过电阻的电流,利用欧姆定律(U=IR),可 以求得电阻的大小。电压法简单易行,适用于测量具有较高电阻值的电阻。 2.测量电流法:测量电阻还可以通过测量电流来进行。通过在电路中 接入一个已知电压的电源,再测量通过电阻的电流大小,利用欧姆定律 (I=U/R),可以求得电阻的大小。测量电流法适用于测量电阻值较小的 电阻。 3.桥式测量法:桥式测量法是一种更为精确的测量电阻的方法。常见 的桥式测量电阻的实验装置有维尔斯通桥和魏斯顿桥。维尔斯通桥是一种 平衡桥,通过调整两侧的电阻值来使电桥达到平衡。当电桥平衡时,可以 利用桥臂的电阻关系式(R1/R2=R3/Rx)来计算未知电阻的值。魏斯顿桥 则是通过调整已知和未知电阻之间的比例关系来进行测量,适用于测量电 阻较小的情况。 4.电位差法:电位差法是一种比较法测量电阻的方法。通过在电阻两 端接入一个已知电位差的电池,再测量电阻两端的电势差,利用欧姆定律(V=IR),可以计算出电阻的大小。电位差法的实验装置简单,适用于测 量较大电阻值的电阻。 除了这些常见的方法外,还有一些特殊的方法可以来测量电阻

5.温度系数法:电阻的温度系数是指电阻随温度变化的程度。利用电阻的温度系数,我们可以通过测量电阻在不同温度下的变化来计算其电阻值。 6.频率法:电阻在不同频率下的电流响应也有所不同。通过测量电阻在不同频率下的电阻值,我们可以了解电阻的频率特性。 总之,测量电阻的方法有很多种,根据实验需要和电路条件的不同,我们可以选择合适的方法进行测量。在进行实验时,需要注意测量仪器的精度和测量条件的控制,以保证测量结果的准确性。

高考物理--电阻测量的方法总结

高考物理--电阻测量的方法总结 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: (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)。 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。 如图10-13所示。先把双刀双掷开关S2扳到1,闭合S1,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R0,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 图10-13 知电阻等效,所以未知电阻Rx的阻值等于r。 ②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。 (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/RV,电压表同时可以当电流表使用,同样根据U=IRA,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。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)。 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

■■高中物理测量电阻的方法大总结

■■高中物理测量电阻的方法大总结 高中物理实验中电阻的测量是一个非常重要的实验内容,常见的测量 电阻的方法主要有桥法、万用表法、伏安法和霍尔效应法。 桥法是一种非常精确的测量电阻的方法,常用的桥法有韦斯特斯通桥、蔡司通桥和魏恩桥等。桥法的基本原理是通过调整电桥中的其他元件(如 电容、电感或可变电阻等)使电桥平衡,从而得到待测电阻的准确值。桥 法测量的优点是测量精度高,适用于各种电阻值的测量,但需要一定的实 验经验和仪器条件。 万用表法是一种比较方便简单的测量电阻的方法,万用表可以直接测 量电阻值,准确度较高。测量时,通过将待测电阻接入万用表的电阻档位,读取万用表上的显示值即可得到电阻值。万用表法的优点是操作简便、准 确度较高,适用于一般的电阻测量。 伏安法是一种利用欧姆定律测量电阻的方法,通过测量电阻两端的电 压和通过电阻的电流,计算得到电阻值。在伏安法测量电阻时,需要一定 的电流源和测量电压和电流的仪器。伏安法的优点是操作简单、适用范围广。 霍尔效应法是一种通过测量电阻所生成的磁场的方法来测量电阻的方法。霍尔效应法常用于测量小电阻值,对于大电阻值的测量相对不太适用。该方法的原理是当通过电阻的电流通过金属条或半导体晶片时,会在其两 侧产生横向电势差,该电势差与电流和电阻值有关。通过测量这个电势差 和电流值就可以计算出电阻值。 除了上述的四种常见的电阻测量方法外,还有其他一些特殊的电阻测 量方法,如瞬态法、箱式法等。瞬态法是利用电流的瞬时变化和测量电压

的变化来测量电阻。箱式法是一种间接测量电阻的方法,通过将待测电阻与一组已知的标准电阻串联或并联,从而构成电阻的等效网络,通过测量整个网络的参数来计算待测电阻的值。 综上所述,高中物理实验中常见的电阻测量方法主要有桥法、万用表法、伏安法和霍尔效应法。不同的测量方法适用于不同的实验要求和电阻值范围,学生应根据实际情况选择合适的测量方法,并且在实践中不断积累实验经验,提高测量的准确度和可靠性。

高中物理实验电阻测量方法归纳与总结(知识点)

恒定电流 电阻测量方法归纳 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法(V-A 法) 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实验器材的选择。 1、原理:根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的 电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可 以选择的时候,优先考虑限流电路。 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引 出导线。如图2,其输出电压由ap 之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零 开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路: ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外 接。 (1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 (2)电流表内、外接法的选择, ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用相对误差判断 若A X R R >X V R R ,选用内接法,A X R R <X V R R ,选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当电压表的一端分别接在 a 、 b 两点时,如电流表示数有明显变化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接 法。 (3)误差分析: 内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即 R 测 >R 真(R 测=R A +R X ); 外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即 R 测<R 真(V X V X R R R R R += 测) 4、伏安法测电阻的电路的改进 图5 图 6 0 图 1 图2 图 3 图 4 图 7 0

牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

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高中物理电阻测量方法归纳总结 说明:本文归纳并整理了电阻的测量各种方法,这些方法都是全体物 理教师集体智慧的结晶,期望能使学生对高中物理电学知识的学习有 所帮助,同时感谢那些为无私奉献,愿意分享的物理教师! 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电 阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知 识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法(V-A法) 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实验器 材的选择。 1、原理:根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改 节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先 考虑限流电路。 图 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从 可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2,其输出电压由ap之间的电阻决 定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源

的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路: ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外接。 (1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 (2)电流表内、外接法的选择, ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用相对误差判断 若A X R R >X V R R ,选用内接法, A X R R < X V R R ,选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当电压表的一端分别接在a 、b 两点时,如电流表示数有明显变 化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接法。 (3)误差分析: 内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即 R 测 >R 真(R 测=R A +R X ); 外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即 R 测<R 真(V X V X R R R R R += 测) 4、伏安法测电阻的电路的改进 图 图 图

高中物理测量电阻的四种种方法

高中物理测量电阻的四种种方法 在高中物理中,测量电阻的方法有很多种。下面将介绍四种常用的方法。 1.伏安法 伏安法是一种常用的方法,通过测量电流和电压之间的关系来计算电阻。具体步骤如下: 首先,将待测电阻与一个已知电阻串联,然后接入恒流电源。通过改变恒流电源的电流,可以得到不同的电压值。记录下不同电流对应的电压值,使用欧姆定律即可计算出电阻值。 伏安法的优点是测量结果准确,不受电源电压波动的影响,但需要注意电源电流不能过大,避免破坏待测电阻。 2.桥式测量法 桥式测量法使用一个称为电阻桥的电路来测量电阻。常用的桥式电路有绝对电阻桥和相对电阻桥。以下以绝对电阻桥为例进行介绍。 首先,将待测电阻与已知电阻串联,然后与一个校准电阻器相连,形成一个电阻桥。通过调节校准电阻器的阻值,使桥路两边的电压差为零,即平衡状态。同时记录下校准电阻器的阻值,即可计算出待测电阻值。相对电阻桥与绝对电阻桥的原理类似,只是相对电阻桥只对变化的电阻进行测量。 3.多用电表法 多用电表法是一种简单、直接的电阻测量方法。将待测电阻与一个多用电表相连,选择电阻档位,记录下电表的示数。根据欧姆定律,可以根

据电流值和电压值计算出电阻值。多用电表法的优点是操作简单,但由于 电表的内阻不为零,可能会对测量结果产生一定误差。 4.调零电流法 调零电流法是一种差动测量法,通过调零后,只测量被测电阻产生的 电流。通过对比待测电阻与已知电阻两者之间的电流差异,可以计算出待 测电阻的值。调零电流法的优点是可以排除电源、电表内阻等因素的影响,提高测量的准确性。 总结起来,这四种方法分别是伏安法、桥式测量法、多用电表法和调 零电流法。每种方法都有自己的特点和适用范围,需要根据实际情况进行 选择。在实际测量中,我们可以根据待测电阻的阻值、测量精度要求以及 实验条件的限制来选择合适的测量方法。

高中物理电学实验中电阻测量方法归纳与分析

高中物理电学实验中电阻测量方法归纳与分析电阻是电流通过物质时遇到的阻碍,是电阻器、导线等器件的基本特性之一、在高中物理实验中,电阻的测量是非常常见的实验内容之一、以下是对高中物理电阻测量方法的归纳与分析。 1.直流电桥法: 直流电桥法是一种常用的电阻测量方法。其中最常见的是对称法Wien桥和无极点法麦克斯韦电桥。它们都是利用交流电桥法,通过调节电桥平衡点来测量未知电阻值的方法。需要注意的是,电驱动是直流,但交流的幅度和频率仍然可变。在实验中,通过调整电桥的电阻值,使得电桥平衡,然后通过平衡时的电桥电阻值来反推未知电阻值。 2.电动势法: 电动势法是利用电动势的大小或电动势的变化来测量电阻值的方法。其中最常见的是焦耳定律法和电压分压法。以焦耳定律法为例,实验中通过测量电流通过电阻时的产生的热量大小来推导电阻值。通过一定时间内的电流和电阻的产品,再除以时间就可以计算出电阻值。而电压分压法则是通过在电路中设置一个已知电阻和一个未知电阻,根据分压规律推导未知电阻的阻值。 3.电流比较法: 电流比较法是通过比较不同电阻表或标准电阻的电流大小来测量未知电阻值的方法。电流比较法的原理是保证两个电阻表或标准电阻中的电流相等,再通过调节可调电阻的阻值使得两者相等,从而推导未知电阻的阻值。

4.桥式测量法: 桥式测量法是通过构建电桥来测量电阻值的方法,其中最常见的是维也纳电桥和魏斯顿电桥。电桥实验中,通过调整未知电阻和已知电阻之间的比例关系,使得电桥平衡,然后通过平衡时的参数值来推导未知电阻的阻值。例如在维也纳电桥中,通过调节未知电阻和已知电阻之间的比例关系来使得电桥平衡,通过平衡时的阻值比例来计算未知电阻的阻值。 总结来说,高中物理电学实验中常用的电阻测量方法有直流电桥法、电动势法、电流比较法和桥式测量法。每种方法都有其适用的实验条件和限制,需要根据实验目的和具体情况选择合适的方法。因此在实际操作中需要根据实际情况选择合适的测量方法,并充分理解其原理和特点。

最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结

高中物理电阻测量方法归纳总结 说明:本文归纳并整理了电阻的测量各种方法,这些方法都是全体物理教师集体智慧的结晶,期望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助,同时感谢那些为无私奉献,愿意分享的物理教师! 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架,实际上电阻的测量方法很多,了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻 一、基本方法-----伏安法(V-A 法) 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择,控制电路的选择和实验器材的选择。 1、原理:根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择 控制电路有两种:一种是限流电路(如图1);另一种是分压电路。(如图2) (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是 节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先 考虑限流电路。 (2)分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2,其输出电压由ap 之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源 的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路: 图 1

① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外接。 (1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 (2)电流表内、外接法的选择, ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用 相对误差判断 若A X R R >X V R R ,选用内接法,A X R R <X V R R ,选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ,采用尝试法,见图5,当 电压表的一端分别接在a 、b 两点时,如电流表示数有明显变 化,用内接法;电压表示数有明显变化,用外接法。 (3)误差分析: 内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即 R 测 >R 真(R 测=R A +R X ); 外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即 R 测<R 真(V X V X R R R R R += 测) 4、伏安法测电阻的电路的改进 图5 图 3 图4

高三物理电学实验中测电阻的几种典型方法

电学实验中测电阻的几种典型方法 电阻的测量是高考电学实验中重要考点之一,电阻测量的方法许多,而近年高考对电阻测量的考察又不但仅限于课本介绍的内容,所以,对电阻测量的方法作个全面了解很有必要,而掌握几种典型方法,就能够起到融会贯通的效果。 一.欧姆表测电阻 测电阻最直接的方法就是用多用电表的欧姆档测量,如图,把多用表选择开关打到欧姆档,就可测电阻,方法如下: 1.使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端的零刻线处。如果不在,就应该实行机械调零:用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝,使指针指左端零刻线。 2.把选择开关拨到欧姆挡时,在选好倍率后,还必须实行欧姆调零。方法是:将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指右端零刻线处。所以用多用电表的欧姆挡测电阻的操作步骤是:①选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级,如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。②实行欧姆调零。③将红黑表笔接被测电阻两端实行测量。④将指针示数乘以倍率,得测量值。⑤将选择开关扳到OFF 或交流电压最高挡。 3.用欧姆挡测电阻,如果指针偏转角 度太小(即指针所指的刻度值太大),应该增大倍率重新调零后再测;如果指针偏转角度太 大(即指针所指的刻度值太小),应该减小倍率重新调零后再测。 如图所示测量电阻的结果为:17k Ω。 二.伏安法测电阻 (一)原理:部分电路的欧姆定律R=U/I (二)内、外接法的比较与选择 伏安法测电阻有a 、b 两种接法,如图,a 叫(安培 V A V A a b ~ Ω Ω ×1k ×100 ×10 ×1 Ω OFF 2.5 10 50 250 500 2.5 50 mA 100 10 1 500 10 250 V ~ + V

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