高中物理电阻的测量方法

不满足RX<<RV,不适应用电流表的外接法．应用电流表的内接 法．
安培表和伏特表示数变化显著（明显）的标志是它们的
示数的变化量（绝对误差）占原来值的百分比大．（相对误
差）
两次接触，那个表示数变化明显 , Rx就与那个表“近接”
（4）伏安法测电阻之“限流分压”
①限流电路
RX
负载RX的电压调节范围
RX E ~ E RX R
若 R>V> 时R，X 采用电流表外接法。
怎样选择“内接法”与“外接法”？ ① 比值法 （已给出R的估计阻值）
结论：RRxA与
RV 哪个比值大Rx就与对应表“近接”
Rx
· · ② 试触法（未给出RX的估计阻值）
将电压表分别接a、b两点
RX
a P
A
b
V
如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，
v
v
RX
甲、
乙
甲图中的电压表的电压U1、 乙图中的电压表的电压U2
U2 U1 U2
RV
Rx
Rx
U1 U2 U2
RV
4．多用电表测内阻
一．表面结构
１．表盘 分清三条刻度线所 测量的物理量
最上面的刻度线右端标有 “0”，从右向左，刻度线依 次变密，是用来测电阻的；
中间的刻度线共50个小格， 分布均匀，是用于测电流 和直流电压的；
Ig
E R1Rg
r
I'
R1
E R2Rg
R2 Rg
r
Ig
并联分流 R2 Rg
R0
．V
aP
b
R ．．
S
Pa间的总电压基本不变
串联分压 RV R0
满偏时Pa 之间电阻
R1
RPaRV RPa RV
半偏时Pa之间电阻
R2R RP Paa(RR VVRR 0)0 R1
串联
分压 U'PaUPa R0 RV
的阻值大，并且在滑动变阻器连成限流电路时能保证电表和待
测电阻正常工作，这时应从节省电能（
）和电路简单
考虑，选用限流电路。
P源＝EI
②分压电路
负载RX的电压调节范围0---E
RX
a
Pb
Байду номын сангаас
R
E r=
0
滑动变阻器的总阻值R越小，越 便于调节用电器两端电压． 一般选
用滑动变阻器的全电阻小于用电器 的电阻, 在0.1—0.5倍之间为好。
b
· A S1
RX
Pb
S1
用电阻箱和电流表测量 用电阻箱和电压表测量
4．比较法测量电阻
串联电路和并联电路的重要性质；串联分 压和电阻成正比，并联分流与电阻成反比。待 测电阻与已知定值电阻串联，通过比较它们的 电压来确定待测电阻，待测电阻与已知定值电 阻并联，通过比较它们的电流来确定待测电阻，
比较法测电压表电阻
三．欧姆档的测量原理
根据闭合回路的欧姆定律测量
E IRx(RRgr)f(Rx)
R、Rg和r均为定值电阻
电流I与待测电阻Rx之间存在着一一对应的函数关系，因此 可以通过电流的测量达到测量电阻的目的．在刻度盘直接 标出与电流I对应的电阻Rx值，可以从刻度盘上直接读出被 测量电阻的阻值．由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均 匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反．
在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置 置于a端．以使负载上的电压和电流最小．（均为零）
要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要求待测电 阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始连读可调，应选分 压电路。如果滑动变阻器的全阻值比待测电阻的阻值小得多， 为了能使待测电阻两端电压有较大变化，应选分压电路。如果 采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定 电流或电流表的量程，应选分压电路
1．机械调零．检查多用电表的指针是否停在表盘零刻度线，若不指零， 可用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处．
2．选择合适挡：由于欧姆表的中值电阻是几十欧姆，而用欧姆档测电 阻时指针指到中央附近读数比较准确，因此所选倍率比待测电阻的估计 值小一个数量级． 3．欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮使指针指在欧 姆表零刻度线位置，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更 换表内电池。
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
E
a Pb
r=0 R
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.
如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始连续可调，
也在没合有上要开求关多以测前几，组一数定据要，使而滑且动滑变动阻变器阻所器使的用阻的值阻比值待最测大电．阻
（3）伏安法测电阻之“内接外接”
V
· A RX 内接法
·R测 ＝ U I测 测 ＝ URI R xU xARxRARx 误差产生的原因: 电流表分压
若 R X>> R时A ，采用电流表内接法
V
·A RX 外接法
·R测 ＝ U I测 测 ＝ IR U x RIxVR R xx R R V VRx 误差产生的原因： 电压表分流
4．测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，如果指针在中央附近，表 针示数乘以倍率，即为待测电阻的阻值。如果指针靠近左右两端，可根 据“大量程大角度偏，小量程小角度偏”规律选择合适倍率重新调零， 按步骤3、4进行．
5．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡， 拔出表笔。
大量程大角度偏 小量程小角度偏
．． 没有系 统误差
．． 没有系 统误差
【备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。
有路时欧利姆用定一律块的电变表形配运合用根定。据值在电 处串阻 理联也 时分可 ，压以 一进完 定成 要行功 明测能 确量的 原互 理换，。灵实活际运上用就。是部分电
3．替代法测量电阻
（1）原理
利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流
表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻
可避免这些误差．实验时先连入某待测电阻，记下
电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，
调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这
样的电阻箱便是待测电阻的阻值．
（2）电路
· · S2 a
R0
V
+
R0
S2 a RX
·· · · ·· · +
S
RRV
1.把滑动变阻器的触头P滑到a 端．把电阻箱R0的阻值调到0
2.闭合开关S，调节R使电压 表指针满偏. 3.保持滑动变阻器触头位置 不变，调节R0使电压表指针 半偏，记下R0的值,则RV=R0.
．．．G R1
原 理
．． S2 R2
．
S1
干路中的电流基本不变
并联分流 Rg R2
误差 分析
I
专题一、 电阻的测量
1. 定值电阻的测量方法
（1）“伏安法”测电阻--——常规且重要 （2）“伏安法”测电阻拓展------发展方向 （3）“替代法”测电阻--——等效替换 （4）“比较法”测电阻--——原理串联分压并联分流 （5）多用电表测电阻--——快捷但粗糙 （6）“电桥法”测电阻--——准确但繁琐
5.半偏法测电压表的内阻
R0
1.把电阻箱R0的阻值调到0，把滑动
V
． aP
b
．． R
变阻器的触头P滑到a端． 2.闭合开关S，调节R使电压表指针 满偏. 3.保持滑动变阻器触头位置不变，调
S
R测>R真
节R0使电压表指针半偏，记下R0的值. 4.若R<<RV ，有Rg=R0
半偏法测电流表的内阻
．．．G
．． 没有系 统误差
．． 没有系 统误差
条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用． 根据并联分流进行测量
3．“伏伏法”电压表的创新使用－－测电流．
． ．． ． v V1
2
RV1
U1 U2
RV2
没有系
Rx
V2
v1
．． ．． 统误差
Rx
U1 U2
RV 2
存在系
统误差
．． ． ．． ． 条件：R已v01知电V压2 表RVV22的内U阻1U,2U将2VR2看0 成一Rv个x1 电流V表2 使用Rx．能U否1U消2除U2？RV2
（1）原理 1. 伏安法测电阻
U IR
RU I
“同一性”
用电压表测电压 用电流表测电流
V A
外接法？ 内接法？
为减小误差， 多测几组数据， 求平均值
滑动 变阻器
限流式？ 分压式？
（2）电路
V
A
RX
V
A· · RX
限流器电路，安培表内接法
V A
RX
限流器电路，安培表外接法
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.步骤
．．．G
1.先闭合S1 ，调节R1使电流表指针 R1 满偏.
．．． S2 R2
2.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节 R2使电流表指针半偏，记下R2的值.
S1
3.若R1＞100R2 ，有Rg=R2
4.误差分析
在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开 关S2时，调节R2使电流表半偏，即通过电流表的电流 为Ig/2，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大， 即比Ig稍大，这样通过R2的电流将大于Ig/2，因此电流 表内阻的测量值小于真实值．
电路
R1
．． S2 R2
．
实验条件 实验步骤
S1
R1 Rg
1.把滑动变阻器R1的电阻调到 最大，把电阻箱R2的阻值调到0
2.先闭合S1 ，调节R1使电流 表指针满偏.
3.再闭合S2，保持电阻R1不变， 调节R2使电流表指针半偏，记 下R2的值,则Rg=R2.
半偏法测电压表的内阻
R0
．V
aP
b
R ．．
换档重新调零 测量完毕旋离
示数不用估读 示数要乘倍率
半偏法测电流表的电阻
1.原理
半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联 电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电 流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半 的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电 阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻．
2.电路
（7）闭合电路欧姆定律计算法 （不计电源内阻）
2. 电表内阻的测量方法----——无可奈何
（1）伏安法 （2）半偏法 （3）替代法 （4）比较法
（5）闭合电路欧姆定律计算法 （不计电源内阻）
【原理归纳】以上各种方法的最终原理就是：部分电路欧姆 定律和闭合电路欧姆定律。在运用时对于各物理量的测量要 灵活。
最下面的一条刻度线分布不 均匀（开始阶段较密集）， 是用来测交流电压的．
二．测量电路
． ． G
R1
R2
． ． 1 ． 2
10mA
1mA
电流档电路
． ．． G
R1
R2
． ． ． G
R1
R2
R3
R4
．
．．． R R
34
×1 ×10
欧姆档电路
． ． 5
6
2.5V 10V
电压档电路
1.使用电流档和电压档时，都不用内电源，必须要 有外电源；使用欧姆档时，只能使用内电源，不能 再有外电源．
2.不管使用电流档、电压档还是欧姆档时，电流都 从多用电表的红表笔流入多用电表，从黑表笔流出 多用电表标．以保证电流表能从左向右偏转．注意： 使用欧姆档时，红表笔接内部电源的负极，黑表笔 接内部电源的正极．
3.多用电表的欧姆档刻度不均匀，只有中央部分便 于观察，所以使用欧姆档，要尽量使指针偏转到中 央附近；而电流档和电压档则是越接近满偏时误差 越小，所以使用电流档和电压档，要尽量使指针的 偏转角度大一些．
欧姆表的刻度
１.机械调零．当两表笔间不接电阻时（即不接触）， 指针不偏，电阻无限大，刻度无限大
２.欧姆调零.当两表笔接触时，Rx=0，此时电流调 到满偏值,对应电阻值为零,刻度0
Ig
E E (RRgr) R
3.中值电阻等于欧姆档的内阻． Ig E 2 Rx R
因此欧姆档的不同倍率内阻不同．
四．欧姆档的测量步骤
伏安法测电阻之发散思维
1．“伏安法”测电压表的电阻
V
．
A
．．
电压表（电流表）是一个能读出其
两端电压（通过其电流）的电阻．
RV
U I
没有系统误差
此电路能否测量出电流表的内阻？
2．“安安法” 电流表的创新使用－－测电压．
． Rx ．． ．． ． A2
A1
Rx
I2RA2 I1 I2
A1
A2
RA1
I2RA2 I1