伏安法测电阻详解

伏安法测电阻详解

湖北 王伦宇

【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Rx 两端电压U ，用电流表测出通过待测电阻Rx 的电流I ，用公式R=U/I 求得待测电阻Rx 。

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连接电路时，开关应该处于断开状态；②滑动变阻器连入阻值处入最大阻值；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 如图4所示是某实验小组在〝测量小灯泡的电阻〞实验中设计的电路图，所用小灯泡标有〝2.5V 〞字样。 〔1〕该实验的原理是 ；

〔2〕小明同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮。导致上述现象的不规范操作是 。小宇同学开关闭合后，发现小灯泡不亮，请你在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况。 S V

A R L R P

图1

R

V A 图2 R V

A 图3 A

V R S L 图4

图5

2

3

0 0.

0.4

0.6 0.6 3 1

〔3〕假设某次测量时电压表的示数为2V，电流表的示数如图5所示，那么电流表的示数为A，此时灯泡的电阻为Ω；接着要测小灯泡正常发光时的电阻，滑片应向〔选填〝左〞或〝右〞〕移动。

〔4〕该组同学分别记录三组电压和电流值，通过计算发现灯丝电阻是不同的，他们还了解到其他组同学也得到类似的结果。出现这种结果的原因是。

〔5〕实验中测出了小灯泡在不同电压下的灯丝电阻值，有些同学认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差。你同意他们的观点吗？请说明理由。

解析〔1〕由电路图知，实验者利用电压表、电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过它的电流，再根据R=U/I测量小灯泡的电阻。

〔2〕小明连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮，是由于连接电路过程中开关未断开。假设灯泡断路，电路中无电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表示数大约等于电源电压；假设灯泡短路，电路中有电流，且会较大，灯泡两端无电压，电压表无示数。

〔3〕选用的电流表量程为0.6A，其读数为0.20A，此时灯泡电阻为:R =U/I=2V/0.2A=10Ω。要测灯泡正常发光时的电阻，电压表的示数应由2V 增大到2.5V，由U L=IR L知，电路中的电流须增大，而电流I=U/R总=U /〔R+R L〕，故R应减小即滑动变阻器滑片应向左移动。

〔4〕由于灯丝电阻不是一个定值电阻，它的大小与温度有关：灯丝电阻随温度升高而变大。

〔5〕小灯泡的灯丝在不同状态下工作时温度差异很大，而灯丝电阻随温度的升高而增大，易知灯丝在不同状态下工作时电阻电阻值不同，不可求平均值作为小灯泡的电阻。

答案〔1〕R=U/I〔或欧姆定律〕〔2〕连接电路时开关闭合均填〝无示数〞〔3〕0.20 10 左〔4〕灯丝的电阻大小与温度有关〔5〕不同意灯丝的电阻随温度的变化而变化，对于一个变化的量不能用求平均值的方法来减小误差。