伏安法测电阻解析
实验十三 伏安法测量电阻(解析版)
实验十三伏安法测量电阻（解析版）1.常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。
(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。
(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V。
(3)对于0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。
【最新高考真题解析】1.（2020年全国I卷）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R x，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。
该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。
测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题：（1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。
（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留1位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω（保留1位小数）。
【答案】 (1). O 、P (2). I (3). 50.5 (4). 50.0 【解析】【详解】(1)[1]若将电压表接在O 、P 之间，V U UI R Rx=+ 则x Vx VR R U I R R =⋅+根据一次函数关系可知对应斜率为x Vx VR R R R +。
若将电压表接在O 、Q 之间，电流表分压为A A U IR =根据欧姆定律变形可知AU IR R I-=解得A ()U I R R =+根据一次函数可知对应斜率为A ()R R +，对比图像的斜率可知I II k k >所以II 图线是采用电压表跨接在O 、P 之间。
9-伏安法测电阻
伏安法测电阻伏安法测电阻是最基础的测量电阻的实验。
考查点有：实验原理及电路连接、滑动变阻器的作用、实验数据处理以及常见电路故障等。
【知识点睛】1 伏安法测电阻原理：U R=I2实验电路图、实物图：3易错考点（1）明确实验原理不是欧姆定律，而是欧姆定律变形公式U R=I。
（2）明确滑动变阻器作用：①保护电路；②通过改变自身电阻值，从而改变待测电阻两端的电压，进行多次测量求平均值。
（3）测量小灯泡的电阻时，电压表量程应选择略大于小灯泡的额定电压。
（4）实验数据的处理：求平均值法；图像法 ①平均值法：侧定值电阻时，根据U R=I，分别计算出各组的电阻值，并求出平均值。
但是在测量小灯泡的电阻实验中多次测量没有意义，因为小灯泡的电阻是变化的，所以只需要测一次。
②图像法：根据测量的U 、I 数据做出U-I 图像，通过整体的U 和I 比值计算电阻R 。
若电阻是可变的，则描出的图像是曲线，此时只能计算出各个对应电压或者电流时的电阻。
（5）常见故障分析【例题精讲】例1 在“伏安法测量未知电阻R的阻值”实验中：(1)请先画出电路图，然后用笔画线代替导线把图中的器材连接成实验电路。
(2)滑动变阻器的作用是：______________________。
(3)请把第二次测量时图所示的电压表和电流表示数填入表中相应的空格。
次数 1 2 3电压／V 1.1 2.3电流／A 0.22 0.46(4)处理表中所记录的各次实验数据，得出待测电阻R的阻值为______Ω。
☞解析本题利用伏安法测未知电阻的阻值，根据UR=I,只要知道U和I，就可以求得未知电阻的阻值。
（1）伏安法测电阻实验的电路图如图所示。
据此，对实物图进行连线即可。
注意，这里电流表量程选择0～0.6A，电压表量程选择0～3V，滑动变阻器采用“一上一下”接法。
（2）实验中要进行多次的测量得出数据后取平均值以减小实验误差，此时滑动变阻器作用是通过改变自身电阻值，从而改变待测电阻两端的电压和电路中的电流，获得多组数据。
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 =
初中物理知识点专项专题17 实验 伏安法测电阻(解析版)
专题17 伏安法测电阻➢ 核心考点： 【实验目的】 测未知电阻的阻值 【设计并进行实验】1.实验器材：电源、导线、开关、定值电阻、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器；2.实验原理：IU R =3.实验步骤：（1）断开开关，调节电流表、电压表的指针到零刻度；按电路图连接实物；调节滑动变阻器到阻值最大端。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，分别读出电流表的示数I 、电压表的示数U ，并记录在表格中。
（3）根据公式IUR =计算出R 的值，并记录在表格中。
（4）通过移动滑动变阻器滑片，改变定值电阻两端的电压和通过电阻的电流，分别记录对应的值。
实验次数123456电流I/A 00.150.190.280.40.6电压U/V 00.81 1.423电阻R/Ω5.35.3 5550.7550.25【拓展实验】（5）将定值电阻换成小灯泡进行实验，电路图和实物图如下所示：【分析数据】①将测得的定值电阻阻值进行求平均值：554321RRRRRRx++++=Ω=5555555Ω+Ω+Ω+Ω+Ω=②不能将小灯泡的电阻测量值进行求平均值，因为小灯泡电阻受温度的影响，是变化的。
定值电阻和小灯泡的UI-图如下：【实验结论】电阻是导体本身的特性，和导体的电流与电压无关；灯泡的电阻不是固定的，随温度的升高而增大。
【交流与讨论】（1）滑动变阻器的作用：保护电路、改变定值电阻（小灯泡）两端的电压和通过的电流。
（2）滑动变阻器规格的选取：电源点电压U小灯泡额定电压U L小灯泡正常发光时电阻R LLLLUUURR-=滑所选滑动变阻器最小阻值：LLL RUUUR-=滑所选滑动变阻器：滑滑RUUURLL-≥L （3）要使小灯泡正常发光，应移动滑片，使电压表示数为小灯泡额定电压。
（4）电压表示数小于（或大于）小灯泡额定电压时，滑片移动方向的判断：应使滑动变阻器接入电路中的电阻变小（或变大）。
（5）实验时多次测量的目的：①定值电阻：获得多组数据求平均值，减小误差；②小灯泡：获得多组数据，探究灯丝的电阻与温度之间的变化关系；（6）电路故障分析。
伏安法测电阻(内接法与外接法)
伏安法测电阻(内接法和外接法）【原理】【电路图】电流表外接法【误差分析】1.因为，U的测量值与真实值相等，I的测量值比真实值偏大，所以的测量值比真实值偏小。
2.误差来源:电压表分流。
越小，则电压表分流比例越少,误差越小,∴该电路适合测量小电阻,即:的情况。
3.在外接法中，如果知道电压表内阻，可消除由电压表内阻引起的系统误差。
【电路图】电流表内接法【误差分析】1.因为，U的测量值比真实值偏大，I的测量值与真实值相等,所以的测量值比真实值偏大。
2.误差来源：电流表分压，越大，则电流表分压比例越少,误差越小∴该电路适合测量大电阻，即：的情况.3.在内接法中如果知道电流表内阻,可消除由电流表内阻引起的系统误差。
【电路选择】（1）方法一：已知待测电阻估计值时-—比较法。
若已知待测电阻阻值约为，电流表内阻为,电压表内阻为。
当，即时，说明是大电阻。
当，即时，说明是小电阻。
【口诀】“大内大，小外小”。
解释：大电阻用内接法，测量值比真实值偏大；小电阻用外接法,测量值比真实值偏小.（2）方法二:不知道待测电阻估计值时——试触法。
若不知道待测电阻的估计值，应使用试触法判断应该选用内接还是外接。
【操作】将s分别于a、b接触一下，观察电流表和电压表的示数变化情况。
【判断方法】(1)若电流表示数变化更为显著，说明电阻的电流与电压表的电流更为接近，说明待测电阻阻值与电压表内阻阻值更为接近，即是一个大电阻，应用内接法。
(2)若电压表示数变化更为显著,说明电阻的电压与电流表的电压更为接近,说明待测电阻阻值与电流表内阻阻值更为接近,即是一个小电阻，应用外接法.【说明】示数变化显著与否看相对值不看绝对值.【口诀】“流变化大，内；压变化大,外”电流变化大用内接，电压变化大用外接。
（也可以理解为谁误差大让谁测真实值,以便减小误差）。
伏安法测电阻及误差分析
伏安法测电阻及误差分析1. 引言伏安法是一种常用的电阻测量方法，通过测量电压和电流的关系来确定电阻值。
在电阻测量过程中，不可避免地会有一定的误差产生。
本文将介绍伏安法测电阻的原理及其误差来源，并对误差进行详细分析。
2. 伏安法测电阻原理伏安法测电阻的基本原理是根据欧姆定律，即电阻与通过它的电流成正比，与两端的电压差成反比。
根据这个原理，可以通过测量电流和电压的值来计算电阻值。
具体操作步骤如下：1.将待测电阻连接到电源和电流表之间，形成电路。
2.调节电源使得通过电阻的电流保持在一个适当的范围内。
3.测量电阻两端的电压差，并记录下来。
4.根据欧姆定律，通过电流和电压计算电阻值。
3. 误差来源在伏安法测量电阻过程中，常见的误差来源有以下几个方面：3.1 电流测量误差由于电流表本身存在一定的测量误差，导致测得的电流值与真实值之间存在一定的偏差。
这种误差可以通过使用精确度更高的电流表来减小。
3.2 电压测量误差电压表同样存在一定的测量误差，因此测得的电压值与真实值之间也会有一定的误差。
选用精度更高的电压表可以减小这种误差。
3.3 电源精度误差电源本身也会存在一定的精度误差，例如输出电压不稳定或存在漂移。
这种误差可以通过使用更稳定的电源或进行校准来减小。
3.4 电源内阻影响电源本身会有内阻，当通过电阻测量电流时，内阻会造成额外的电压降，从而影响测量结果。
内阻的大小取决于电源的类型和特性，可以通过使用低内阻的电源来减小内阻带来的误差。
3.5 连接电阻引线阻值实际测量中，电阻两端通常会通过导线连接，导线本身会有一定的电阻。
这个电阻值可以忽略不计，但当测量较小的电阻时，导线电阻就会对测量结果产生影响。
为了减小导线电阻带来的误差，可以使用低电阻的导线或通过校准来消除这种误差。
4. 误差分析伏安法测电阻的误差可以通过测量引起电流和电压的误差来分析和计算。
4.1 总误差计算假设电流误差为ΔI，电压误差为ΔV，电阻测量值为R，则电阻的总误差可以通过以下公式计算：ΔR = R * (√((ΔI/I)² + (ΔV/V)²))4.2 误差源贡献分析为了进一步了解每个误差源对总误差的贡献，可以分别计算每个误差源的贡献：ΔR_I = R * (ΔI/I) ΔR_V = R * (ΔV/V)其中，ΔR_I表示电流测量误差对总误差的贡献，ΔR_V表示电压测量误差对总误差的贡献。
伏安法测电阻的误差分析
误差分析结论
测量误差
由于实验过程中使用的电 流表、电压表存在误差， 导致测量结果与真实值存 在偏差。
读数误差
实验者在读取电流表、电 压表时可能存在读数误差， 导致测量结果不准确。
电路连接误差
电路连接过程中可能存在 接触不良、线路连接错误 等问题，导致测量结果出 现误差。
对实验的反思与建议
提高测量精度
伏安法测电阻的误 差分析
目 录
• 伏安法测电阻的原理 • 伏安法测电阻的原理 • 误差来源 • 误差分析 • 减小误差的方法 • 实验结果与结论
01
伏安法测电阻的原理
误差来源
01
02
03
04
测量误差
由于电压表和电流表本身存在 一定的误差，导致测量结果存
在误差。
读数误差
读数时可能存在视觉误差或人 为误差，导致测量结果不准确
导线电阻
连接电路所使用的导线本身存在 一定的电阻，这会对测量结果产 生影响。
接触电阻
连接点之间的接触电阻可能导致 测量结果不准确。
环境因素误差
环境温度
温度变化可能影响电阻的阻值，从而 影响测量结果。
环境湿度
湿度过高可能导致电路板和元件受潮 ，影响电阻的阻值。
03
误差分析
仪器误差分析
仪器精度
由于仪器本身的制造精度限制，可能存在一定的误差。例如，电流表和电压表 的精度等级、滑动变阻器的调节范围等。
掌握正确的读数方法，避免读数时产生的误差，如估读和 读数方向等。
优化电路连接方式
减小线路电阻
尽量使用短而粗的导线连接电路，以减小线路电阻对测 量结果的影响。
保证连接稳定
确保电路连接牢固，避免因接触不良或松动引起的误差 。
伏安法测电阻(含限流式与分压式详细解释)
电学实验
仪器的选择的基本原则
（1）安全性原则 （2）精确性原则
即不超过电流表和电压表的量程， 和不超过用电器的额定电压和额定 电流 即在不超过量程的前提下，应使电 流表和电压表的偏转角尽量大 即在不违反前两个原则的前提下， 尽量使测量电路简单好接，测量 中的调节控制操作方便 即在同时满足以上三个条件的基 础上，应当尽量选用成本低廉， 能量消耗比较小的电路。
分压式电路，电流表外接法
测量电路（电流表的内接法和外接法）
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫 “外接法” V
A R
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫 V “内接法”
A R
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 电流表外接法
电压表示数 UV U R
A R V
电流表示数 I A I R I V I R
UV R测 IA
UR < R真 IR
测量值偏小，适于测量小阻值电阻 . 说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误 差越小．所以该电路适合测量小电阻，即R R V
V
A R
R RV R测 R R RV
电流表内接法
Rx
1.限流式
P
E
s
A
R
B
图中变阻器起限流作用，可求得待测电阻Rx的
电压可调范围
电流可调范围
限流式电路的特点: 1.电压不能从零开始调节,调节范围较小. 但电路结构较为简单. 2.电能损耗较小.
Rx E~E Rx R E E ~ Rx R Rx
Rx
2.分压式
A
E
P R
B
s
电学实验2伏安法测电阻分析
．． ． v Rx 1 v2
Rx
(U 2 U1) U1
r1
．．
电阻测量的其他方法：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，这时电阻箱的
G、蓄电池（电动势为6V）
H、电键、导线
为了较准确测量Rx的阻值，保证器材的安全，以便操作方便，电 压表、电流表应选择__A_1 _，_V_1__，并画出实验电路图。
3.伏安法测电阻之发散思维
（1）“安安法”
条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用。
． Rx
A1
．． ．． A2
Rx
I2RA2 I1 I2
这需要用 电压表 和 电流表 去测量，测出
后再根据
U
R=
计算出来。
I
由于电压表也叫伏特表， 电流表也叫安培表，所以这 种用电压表、电流表测电阻 的方法叫“伏安法”测电阻。
目的：学习用伏安法测量电阻器的电阻值 原理：R=U/I 器材：
电源、开关、待测电阻、电流表、
电压表、滑动变阻器、导线
实验电路图
V
A
V A
实验步骤：
1、根据测量原理，设计电路图， 连接电路。
按电路图连接电路：
注意：开关要处于 滑片P移动至阻值 压表、电流表
状态，且在实验前要将 ，选择合适的 ，电 接线柱要接正确。
伏安法测电阻实物图连接：
2、闭合开关，调节滑动变阻器， 使电流为 某一适当值，从电压表 和电流表上分别读出U、I的值，把 实验数据记录在表格中。
伏安法测电阻的原理
伏安法测电阻的原理
伏安法测电阻的原理是R=U/I。
其中R为导体的电阻(单位欧姆Ω)，U为导体两端的电压(单位伏特V)，I为通过导体的电流(单位安培A)。
伏安法测电阻是使用电流表和电压表直接测量导体电阻的常见方法，大致分为两种，电流表内接和电流表外接。
伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律，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。
欧姆定律是指在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
伏安法是一种电化学式分析方法，根据指示电极电位与通过电解池的电流之间的关系，而获得分析结果。
是一种较为普遍的测量电阻的方法。
因为是用电压除以电流，所以叫伏安法。
伏安法测电阻虽然精度不很高，但所用的测量仪器比较简单，而且使用也方便。
是最基本的测电阻的方法，测电阻的方法还有替代法、惠斯通电桥法等多种。
伏安法测电阻及误差分析
1第二单元 恒定电流伏安法测电阻及误差分析【原理】伏安法测电阻是电学的基础实验之一。
它的原理是欧姆定律IR U =。
根据欧姆定律的变形公式IUR =可知，要测某一电阻x R 的阻值，只要用电压表测出x R 两端的电压，用电流表测出通过x R 的电流，代入公式即可计算出电阻x R 的阻值。
【内接法与外接法】由于所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表的内阻并非趋近无穷大，电流表也存在内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。
为了减少测量过程中的系统误差，通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：电流表内接法和电流表外接法（如图1所示），简称内接法和外接法。
图1 电路图【误差分析】对于这两个基本电路该如何选择呢？下面从误差入手进行分析。
外接法：误差分析方法一：在图2的外接法中，考虑电表内阻的存在，则电压表的测量值U 为R 两端的电压，电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，此时测得的电阻为R 与v R 的并联总电阻，即：RR RR I U v v+⨯＝＝测R ＜R （电阻的真实值） 此时给测量带来的系统误差来源于v R 的分流作用，系统的相对误差为：100%RR 11100%RR v ⨯⨯=＋＝－测R E （1）误差分析方法二：当用外接法时，U 测＝U 真，I 测＝I V ＋I 真＞I 真∴测出电阻值R 测＝测测I U ＝真真＋I I V U ＜R 真，即电压表起到分流作用，当R 越小时，引起误差越小，说明该接法适应于测小电阻。
内接法：误差分析方法一：在图3内接法中，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，即：R R IUA ＋＝＝测R ＞R （电阻的真实值）此时给测量带来的系统误差主要来源于A R 的分压作用，其相对误差为：100%RR RR R E A⨯＝－＝测 （2） 误差分析方法二：当用内接法时，I 测＝I 真，U 测＝U A ＋U 真＞U 真 ∴测出电阻值R 测＝测涡I U ＝真真＋I U A U ＞R 真，即电流表起了分压作用。
2020高考物理实验专题：伏安法测电阻(解析版)
2020高考物理 实验专题：伏安法测电阻（解析版）1. 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R x 约为200Ω，电压表V 的内阻约为2kΩ，电流表A 的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a ）或图（b ）所示，计算结果由xU R I计算得出，式中U 与I 分别为电压表和电流表的读数；若将图（a ）和图（b ）中电路测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2，则 ① （填“R x 1”或“R x 2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值R x 1 ② （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值R x 2 ③ （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】①R x 1 ②大于 ③小于 【解析】R x 约为200Ω，102002000==x V R R ，2010200==A x R R ，R x 可认为是大电阻，采取电流表内接法测量更准确，即用图a 电路测量，R x 1更接近待测电阻真实值；因为,IUR x =1,I U R R R =真U >U R ，I =I R ，则R x 1>I真，图a 电路由于电流表的分压使测量值大于真实值；因为,IU R x =2,I U R RR=真I >I R ，U =U R ，则R x 2<I 真，图b 电路测量由于电压表的分流使测量值小于真实值。
2. 某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。
现有器材为：待测电阻R （阻值约为5 Ω），电源（电动势3 V ），滑动变阻器（阻值范围0~10 Ω），电流表（量程0.6 A ，3 A ），电压表（量程3 V ，15 V ），开关，导线若干。
实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用。
回答下列问题：（1）按照实验要求在图（a ）中画出实物连线图。
（2）若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 V ，电流表的示数始终接近0。
写出产生这种现象的一个原因：_______________。
伏安法测电阻(分压限流选择与内外接法误差分析)讲解
析：⑴ RX<R ， 因此采用限流式接法
(2) R' RA×RV 500W
RX=100Ω, ∵RX＜R’ ∴采用电流表外接法
RX
a
b
A
R。
V
2、要用伏安法来测量一个电阻RX(约为25KΩ) 。器材如下： 直流电流表（0~50μA，内阻r=0.3kΩ)
直流电压表（０～１０Ｖ，内阻r=１００kΩ）
如右图所示． 答案 A1 V1 见解析图
1、用伏安法测量一个电阻．器材有：
待测电阻RX(约为15Ω); 电流表(量程为25mA,内阻５０Ω）
电压表（量程为３Ｖ，内阻５kΩ）
RX
a
b
A
R。
V
电源（Ｅ＝４Ｖ，r=0)
滑动变阻器Ｒ（最大值１00Ω，允许最大电流１Ａ）
开关１个，导线若干，
根据器材规格和实验要求连接实物图
A 24mA10mA
可见，只有选用分压式接法。 ⑷线路连接如下：
R
cA
d
V
例、一个未知电阻,无法估计其电阻 值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图 (a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测 数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据 是2.9V、4.0mA,由此可知,用 （a） 图测 得Rx的误差较小,测量值Rx= 1000Ω .
V
Rx
A
(a)
V
Rx
A
【例 3】 用伏安法测金属电阻 Rx(约为 5 Ω )的值，
已知电流表内阻为 1 Ω ，量程为 0.6 A，电压表内 阻为几千欧，量程为 3 V，电源电动势为 9 V，滑 动变阻器的阻值为 0～6 Ω ，额定电流为 5 A，试
画出测量 Rx 的原理图．
17.3 电阻的测量(解析版)
第十七章欧姆定律17.3 电阻的测量一、伏安法测电阻1、实验器材：电源、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、开关、导线、定值电阻2、实验原理：3、设计电路图（如右图）4.步骤（1）按照如图所示的电路图连接实物图.（2）检查连接无误后，闭合开关 S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表和电压表的示数，填入表格.（3）测出三次R的阻值，并求出平均值.（4）断开开关，整理器材.4.交流与评估（1）连接实物图时，必须注意开关应断开，滑动变阻器阻值应调到最大.（2）本实验中滑动变阻器的作用∶改变定值电阻两端的电压和通过它的电流，同时又保护电路.（3）利用上述电路，即电流表外接法测电阻，测量结果偏小是因为有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过定值电阻R的电流，根据 R=可知测得的电阻偏小.二、电路故障1.常见故障;灯泡不亮，电流表有示数、电压表无示数、电流表无示数但电压表有示数且接近电源电压等.在电路有故障时要先断开开关，再分析故障原因. 具体分析如下：（1）灯泡不亮：原因可能是灯泡与灯座接触不良，或灯丝烧厚势断了，或灯泡被短路，或从灯泡两接线柱到电源两极间的电路§中某处断路.（2）电流表无示数，原因可能是电流表被短路，或从电流表一名师微课两接线柱到电源两极间的电路中某处断路.（3）电压表无示数，原因可能是电压表被短路，或从电压表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路. （4）电流表无示数但电压表有示数且接近电源电压，原因是与电压表并联的部分断路，即灯泡（待测电阻）处断路，使电压表与电流表串联在电路中，电压表测量电源电压.（5）无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的示数都不变.若电流表的示数很大，可能是滑动变阻器同时接入了两个上接线柱.若电流表的示数很小，可能是滑动变阻器同时接入了两个下接线柱. 三、测量电阻的特殊方法利用开关的断开和闭合，或者滑动变阻器滑片位置的变化，使电路处于两种不同的状态，从而使电流表或电压表有两个不同的示数，再利用欧姆定律和电路特点间接求出未知电阻.1.器材：一只电流表、一个已知阻值为Ro的定值电阻、一个未知电压的电源、两个开关和导线若干.2.把电流表换成电压表，其余元件1相同。
“伏安法”测电阻详解(九年级物理)
伏安法测电阻详解一、要点精讲1．测量工具：电压表和电流表2．实验原理：用电压表测出待测电阻R x 两端电压U ，用电流表测出通过待测电阻R x 的电流I ，用公式R =U /I 求得待测电阻R x 。
3．实验电路：如图1所示。
4．滑动变阻器的作用：① 保护电路；②改变通过定值电阻（或 小灯泡）的电流及其两端电压，从而实现多次测量。
5．多次测量的目的：测量定值电阻的阻值时多次测量是为了通过求平均值的方法来减小实验误差；测量小灯泡的阻值时多次测量是为了探究温度对灯丝电阻的影响。
6．电路连接时应注意问题：①开关应该处于断开状态；②滑动变阻器连入最大阻值；③先连接电路中串联部分，再把电压表并接在待测电阻两端……7．电路两种解法：①电流表外接法，如图2所示，电流的测量值偏大，导致电阻的测量值偏小，适宜测阻值较小的电阻，实验室测电阻常用该法；②电流表内接法，如图3所示，电压的测量值偏大，导致电阻的测量值偏大，适宜测阻值较大的电阻。
二、典例精析例题 做“测量小灯泡的电阻”的实验。
（1）小华同学连接实物电路如图甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P ，发现 小灯泡不亮。
经检查，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打．．．．．．．．．．．．“×”．．．，并用笔画线代替导线将图甲电路连接正确，连线不能交叉。
（2）连接电路时，开关必须 （选填“断开”或“闭合”）。
电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P 移到 （选填“A ”或“B ”）端。
S VAR L R P 图1 R V A 图2 R V A图3（3）正确连接电路后闭合开关，移动滑片P，当电流表的示数为0.2A时，电压表指针位置如图乙所示，则电压表读数为V，小灯泡的阻值为Ω。
解析（1）如图，小灯泡没有真正接入电路，闭合开关小灯泡也不会发光，修改如下图：（2）为了保护电路，连接电路时，开关必须断开，电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到最大阻值处，即A端。
实验23—伏安法测未知电阻实验(解析版)
实验二十三、伏安法测未知电阻【实验目的】用电流表、电压表测出未知电阻（或小灯泡）的阻值【实验器材】电源、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线等。
【实验原理】R=IU【实验步骤】①按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P的位置，改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值，I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格；次数电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω1233R R RR++=123③根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值1233R=；④整理器材。
【考点方向】：1、原理：欧姆定律变形式。
2、滑动变阻器的作用：①；②；3、电压表量程的选择：。
4、电流表的量程选择：；实验剖析5、滑动变阻器规格选取：；6、使小灯泡正常发光的操作：。
7、测定值电阻的阻值，它需要求平均值，。
8、测小灯泡阻值，它不需求平均值，。
9、测量结果偏小是因为：。
10、如果在实验中，无论如何移动滑动变阻器，电压表，或电流表的示数没有任何变化，那么可能的原因是：。
11、闭合开关后，如果发现灯泡不亮，接下来的操作是：。
12、通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据，并作出了的I﹣U图象，发现其图像并不是一条直线，是因为：。
小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻R x的阻值，阻值大约为5 Ω.(1)请你根据电路图，用笔画线代替导线，在图乙中完成实验电路的连接．(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于_____(填“A”或“B”)端，这样操作的目的是：。
(3)闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．小芳利用另一个完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数．如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是。
(4)排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据．画出了待测电阻R x的I－U图象，如图丙所示．由图象可得R x＝_____Ω.由该图像你还可以得出结论：。
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(1)调整分光计的工作状态，使其满足测量条件。
(2)利用光栅衍射测量汞灯在可见光范围内几条谱线的波长。
①由于衍射光谱在中央明条纹两侧对称地分布，为了提高测量的准确度，测量第k级光谱时，应测出+k级和-k级光谱线的位置，两位置的差值之半即为实验时k取1 。
② 为了减少分光计刻度盘的偏心误差，测量每条光谱线时，刻度盘上的两个游标都要读数，然后取其平均值(角游标的读数方法与游标卡尺的读数方法基本一致)。
实验步骤
(4)测光电管的截止电压：
①将双向开关换向；
伏安法测电阻
实验目的(1)利用伏安法测电阻。
(2)验证欧姆定律。
(3)学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。
实验方法原理根据欧姆定律， ，如测得U和I则可计算出R。值得注意的是，本实验待测电阻有两只，一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。
(3)若给光电管接反向电压u反，在eU反< mvmax/ 2=eUS时(vmax为具有最大速度的电子的速度) 仍会有电子移动到阳极而形成光电流，当继续增大电压U反，由于电场力做负功使电子减速，当使其到达阳极前速度刚好为零时U反=US，此时所观察到的光电流为零，由此可测得此光电管在当前光源下的截止电压US。
实验方法原理
(1) 光子打到阴极上,若电子获得的能量大于逸出功时则会逸出，在电场力的作用下向阳极运动而形成正向电流。在没达到饱和前，光电流与电压成线性关系,接近饱和时呈非线性关系,饱和后电流不再增加。
(2) 电光源发光后,其照度随距光源的距离的平方成(r2)反比即光电管得到的光子数与r2成反比,因此打出的电子数也与r2成反比,形成的饱和光电流也与r2成反比,即 I∝r-2。
③ 为了使十字丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准。
④ 测量时，可将望远镜置最右端，从-l级到+1级依次测量，以免漏测数据。
数据处理
谱线
游标
左1级
(k=-1)
右1级
(k=+1)
φ
λ／nm
λ0／nm
E
黄l(明)
左
102°45′
62°13′
20.258°
577.1
579.0
0.33％
右
282°48′
实验方法原理
若以单色平行光垂直照射在光栅面上，按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定： (a+b) sinψk=dsinψk=±kλ
如果人射光不是单色，则由上式可以看出，光的波长不同，其衍射角也各不相同，于是复色光将被分解，而在中央k =0、ψ=0处，各色光仍重叠在一起，形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着k=1，2，3，…级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。如果已知光栅常数，用分光计测出k级光谱中某一明条纹的衍射角ψ，即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。
0.44％
右
277°37′
247°28′
(1) 与公认值比较 计算出各条谱线的相对误差 其中λ0为公认值。
(2)计算出紫色谱线波长的不确定度
u(λ) =
= =0.467nm ;U=2×u(λ) =0.9 nm
最后结果为:λ=(433.9±0.9)nm
1.当用钠光(波长λ=589.0nm)垂直入射到1mm内有500条刻痕的平面透射光栅上时，试问最多能看到第几级光谱?并请说明理由。
3. 为什么采用左右两个游标读数?左右游标在安装位置上有何要求?
答：采用左右游标读数是为了消除偏心差，安装时左右应差180º。
光电效应
实验目的
(1) 观察光电效现象,测定光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流关系曲线;测定截止电压,并通过现象了解其物理意义。
(2)练习电路的连接方法及仪器的使用; 学习用图像总结物理律。
2654
2656
测量次数
1
2
3
U2/V
2.08
2.22
2.50
I2/mA
38.0
42.0
47.0
R2/
54.7
52.9
53.2
(1) 由 ，得到 ；
(2) 由 ，得到 ；
(3) 再由 ，求得 ；
(4) 结果表示
光栅衍射
实验目的
(1) 了解分光计的原理和构造。
(2) 学会分光计的调节和使用方法。
(3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长
答：由(a+b)sinφ=kλ 得 k={(a+b)/λ}sinφ
∵φ最大为90º 所以 sinφ=1
又∵a+b=1/500mm=2*10-6m， λ=589.0nm=589.0*10-9m
∴k=2*10-6/589.0*10-9=3.4 最多只能看到三级光谱。
2.当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象?为什么? 答：狭缝太宽，则分辨本领将下降，如两条黄色光谱线分不开。 狭缝太窄，透光太少，光线太弱，视场太暗不利于测量。
242°18′
黄2(明)
左
102°40′
62°20′
20.158°
574.4
577.9
0.45％
右
282°42′
242°24′
绿(明)
左
101°31′
63°29′
19.025°
543.3
546.1
0.51％
右
281°34′
243°30′
紫(明)
左
97°35′
67°23′
15.092°
433.9
435.8
(1)根据相应的电路图对电阻进行测量，记录U值和I值。对每一个电阻测量3次。
(2)计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。
(3)如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。
数据处理
测量次数
1
2
3
U1/V
5.4
6.9
8.5
I1/mA
2.00
2.60
3.20
R1/
2700
实验步骤
(1)按讲义中的电路原理图连接好实物电路图；
伏以上，同时使光电流达最大（不超量程），
②将电压从0开始按要求依次加大做好记录；
(3)测照度与光电流的关系：
①先使光电管距光源20cm处，适当选择光源亮度使光电流达最大(不超量程)；
②逐渐远离光源按要求做好记录；
实验装置待测电阻两只，0～5mA电流表1只，0－5V电压表1只，0～50mA电流表1只，0～10V电压表一只，滑线变阻器1只，DF1730SB3A稳压源1台。
实验步骤本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学生参照第2章中的第2.4一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。