高考物理考点一遍过专题实验电阻的测量

专题40 实验：电阻的测量

1．基本实验要求 （1）实验原理

根据电阻定律公式知道可用伏安法测出电阻R x 。 （2）实验器材

被测电阻，直流电源（4 V ），电流表（0~0.6 A ），电压表（0~3 V ），滑动变阻器（50 Ω），开关，导线若干。

（3）实验步骤

①接好用伏安法测电阻的实验电路。

②把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。

③改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，填入记录表格内。 ④计算出导体的电阻。

（4）电流表、电压表测电阻两种方法的比较

电流表内接法

电流表外接法

电路图

误差原因 电流表分压U 测=U x ＋U A 电压表分流I 测=I x ＋I V 电阻测量值

测

测测I U R =

=R x ＋R A >R x

测量值大于真实值

V V =

=U R R

R I R R +测测测测测

<R x 测量值小于真实值 适用条件 R A ≪R x

R V ≫R x

2．规律方法总结

（1）伏安法测电阻的电路选择

①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x 较小，宜采用电流表外接法；若R x 较大，宜采用电流表内接法。

②临界值计算法

R x <V A R R 时，用电流表外接法； R x >V A R R 时，用电流表内接法。

③实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大变化，而电流表示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表示数有较大的变化，而电压表示数变化不大，则可采用电流表内接法。

（2）注意事项

①电流表外接法：本实验中被测电阻的阻值较小，故采用电流表外接法。

②电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免电阻温度过高，导致有些电阻在实验过程中变大。 （3）误差分析

①若为内接法，电流表分压。 ②若为外接法，电压表分流。 ③长度和直径的测量。 3．仪器选择的基本思路 （1）优先考虑安全因素

各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流（或电压）不能超过其允许的最大电流（或电压）。实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流（一般假设滑动变阻器采用限流式接法时进行估算）。如：用伏安法作出标有“6 V，0.6 W”字样的小灯泡的U –I 图象，而实际加在小灯泡两端的电压的最大值不能超过6 V 。

（2）考虑读数误差因素

一般要求各电表的实际读数不小于其量程的3

1

，以减小读数误差。 （3）仪器选择的一般步骤 A ．首先选择唯一性的器材；

B ．粗画电路图（暂不接电流表和电压表）；

C ．估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。

4．电阻测量方法荟萃

（1）伏安法：

电路图⎧

⎨

⎩

外接法：内接法：

特点：大内小外（内接法测量值偏大，测大电阻应用内接法测量）

（2）安安法

若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。

①如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻

R2

=11

2 I R

I

。

②如图乙所示，当两电表的满偏电压U A2≫U A1时，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻

R2=110

2

()

I R R

I

+

。

（3）伏伏法

若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用。

①如图甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2=2

1

U

U

R1。

②如图乙所示，两电表的满偏电流I V1≪I V2时，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2=

2

11

10

U

U U

R R

+。

（4）比较法测电阻

如图所示，测得电阻箱R1的阻值及表、表的示数I1、I2，可得R x=21

1

I R

I

。

如果考虑电表内阻的影响，则I 1(R x ＋R A1)=I 2(R 1＋R A2)。 （5）半偏法测电流表内阻 电路图如图所示

步骤：

①断开S 2，闭合S 1，调节R 0，使表满偏为I 0； ②保持R 0不变，闭合S 2，调节R ，使表读数为0

2

I ； ③由上可得R A =R 。

特别提醒：当R 0≫R A 时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且阻值的测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时R 0才足够大，闭合S 2时总电流变化才足够小，误差才小。

欲用伏安法测定一段阻值约为5 Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A ．电池组（3 V ，内阻约为1 Ω） B ．电流表（0~3 A ，内阻约为0.012 5 Ω） C ．电流表（0~0.6 A ，内阻约为0.125 Ω） D ．电压表（0~3 V ，内阻约为3 kΩ）

E．电压表（0~15 V，内阻约为15 kΩ）

F．滑动变阻器（0~20 Ω，额定电流1 A）

H．开关、导线

（1）上述器材中，电流表应选用的是________；电压表应选用的是________（填写器材的字母代号）。

（2）实验电路应采用电流表________接法（填“内”或“外”）。

【参考答案】（1）C D （2）外

（2）因待测电阻阻值约为5 Ω，电流表内阻约为0.125 A，电压表内阻约为3 kΩ，待测电阻相对于电压表内阻来说很小，故为小电阻，应选用电流表外接法。

1．某同学测量阻值约为25kΩ的电阻R x，现备有下列器材：

A．电流表（量程100 μA，内阻约为 2 kΩ）；

B．电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）；

C．电压表（量程15 V，内阻约为100 kΩ）；

D．电流表（量程50 V，内阻约为500 kΩ）；

E．直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；

F．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）；

G．电键和导线若干。

（1）电流表应选，电压表应选。（填字母代号）

（2）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：

①_______________________________；②_______________________________。

【答案】（1）BC （2）①电流表应采用内接的方法②滑动变阻器应采用分压器方式的接法