电阻及电阻率的测量实验

电阻及电阻率的测量实验

一、基础知识总结

1、 伏安法测电阻 （简记：大内偏大，小外偏小）

v

A x 动端与a 接时(I 1；u 1) ，I 有较大变化（即12

1121I

I -I u u -u <

）说明v 有较大电流通过，采用内接法 动端与c 接时(I 2；u 2) ，u 有较大变化（即1

2

11

21I I -I u u

-u >

）说明A 有较强的分压作用，采用内接法

测量电路( 内、外接法 )选择方法有（三） ①R x 与 R v 、R A 粗略比较

② 计算比较法 R x 与v A R R 比较 ③当R v 、R A 及R x 末知时，采用实验判断法：

2、 测电阻的其他方法

①互测法：(测电表的电阻)

⑴电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻（它们内阻合适）

⑵两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻（已知内阻的电压表当电流表使用、已知内阻的电流表当电压表使用）

⑶两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻（电阻箱当电表使用）

②替代法：

③半偏法：

④电桥法

⑤欧姆表法

限流式适用于待测电阻比滑动变阻器的总电阻小或差不多；

分压式适用于：①待测电阻两端的电压从零开始调节；②待测电阻的阻值比滑动变阻器的总电阻大得多；③电压或电流超过电压表或电流表的量程；④限流式接法调节范围不够大。 二、典型高考真题

真题1（2012北京）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm ．

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为___________mm （该值接近多次测量的平均值）

（2

）用伏安法测金属丝的电阻Rx ．实验所用器材为：电池组(电动势为3V ，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3k Ω)、滑动变阻器R (0~20Ω，额定电流2A )、开关、导线若干． 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

由以上数据可知，他们测量Rx 是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”)．

（3）图3是测量Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端． 请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．

图2

乙

甲

A

0.

1.

2.2.1.

（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U ─I 图线．由图线得到金属丝的阻值R x =___________Ω(保留两位有效数字)． （5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)． A ．1×10-2Ω⋅m B ．1×10-3Ω⋅m C ．1×10-6Ω⋅m D ．1×10-8Ω⋅m

（6）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是________(有多个正确选项)． A ．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B ．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C ．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

D ．用U ─I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

真题2（2011新课标）为了测量一微安表头A 的内阻，某同学设计了如图所示的电

路。图中A 0是标准电流表，R 0和R N 分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和S 1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E 是电池。完成下列实验步骤中的填空：

（1）将S 拨向接点1，接通S 1，调节________,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_____的读数I ；

（2）然后将S 拨向接点2，调节________,使________,记下此时R N 的读数；

（3）多次重复上述过程，计算R N 读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。

真题3（2011天津）某同学测量阻值约为25k Ω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 k Ω）；

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 k Ω）；

D ．电流表（量程50 V ，内阻约为500 k Ω）；

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 k Ω，额定功率1 W ）；

G ．电键和导线若干。

电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）

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 。

真题4（2011江苏）某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。

(1)将电阻箱接入a 、b 之间，闭合开关。适当调节滑动变阻器R ’后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R ，得到一组

电压表的示数U 与R 的数据如下表：

请根据实验数据作出U-R 关系图象。

(2)用待测电阻R X 替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V 。 利用(1)中测绘的U-R 图象可得R X =_________ Ω。

(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R 图象测定某一电阻，则测定结果将_________(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a 、b 之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R 图象实现对待测电阻的准确测定？