(参考)伏安法和多用电表测电阻

实验：电阻的测量

一、实验方法：1.伏安法测电阻 2.多用表测电阻 二、伏安法测电阻

1.伏安法测电阻的原理：x

x

x I U R = (1)电流表内接法： ①使用条件：A x R R >>时

②结论：电流为真实值，电压偏大；据I

U

R =,测量值大于真实值

(2)电流表外接法： ①使用条件：V x R R <<时

②结论：电压为真实值，电流偏大；据I

U

R =

，测量值小于真实值 2.伏安法测电阻的电路设计

（1

（2）典型的电路：

3.滑动变阻器的使用

滑动变阻器的两种连接方式：

串联限流电路

并联分压电路——分压器

x

R

x

R

分压器电路，安培表内接法

RX ＞＞

RA

分压器电路，安培表外接法 RX ＜＜RV

限流器电路，安培表内接法 RX ＞＞RA 限流器电路，安培表外接法 RX ＜＜RV

两种接法均可起到调压、限流的作用，但调节范围不同，功率损耗也不同。 （1）两种电路比较：

分压接法的优势是：电压变化范围大

限流接法的优势是：电路连接简便，附加功率损耗较小 （2）选择原则：

①当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法；

②当负载电阻x R 较小，变阻器最大阻值R 较大，是x R 的几倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法；

③当负载电阻x R 较大，是R 的几倍时，变阻器的最大阻值R 较小，限流接法对电流、电压的调控作用不明显，一般选分压接法；

④当要求电压从0开始变化，一定用分压接法。

限流电路

分压电路 电压范围

U R R R x

x

+——U

0——U

电流范围

x R R U +——x

R U

0——

x

R U

经验总结：

①关于电流表内外接：大内大，小外小、

②关于分压和限流：考试多数考分压：实验要求电压从0开始取的。 ③关于滑动变阻器的选择：分压时选小的，限流时选大的。

④关于滑动变阻器在闭合开关前P 的位置：分压打到最小，限流打到最大值。

例1. 用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V ，电流表的示数都是0.2A ，则R1的测量值为 Ω，真实值是 Ω，R2的测量值为 Ω，真实值是 Ω。

x

R R

A B

C (D) R X R

例2.在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20千欧,电流表的内阻约为10欧,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上(如右图所示). (1 )根据各点表示的数据描出I-U 图线,由此求得该电阻的阻值Rx= Ω(保留两位有效数字). (2)画出此实验的电路原理图.

例3.利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确

电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P ，将P 分别与a ，b 两点接触一下，如果安培表示数变化，则P 应接在 处，如果伏特表示数显著变化，则P 应接在 处。

三、多用表测电阻

1.实验原理：

（1）多用电表的构造 ①表盘

多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．其上半部为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度如图所示；下半部为选择开关．它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试表笔的插孔． 由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度．

②内部结构：多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用．

将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通． 2.测电阻原理

m

v R x R a b P

V A

欧姆表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示．R 为调零电阻，红黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏．根据闭合电路欧姆定律有I g ＝E

R g ＋R ＋r ，当红黑表笔之间接有未

知电阻R x 时，有I ＝E

R g ＋R ＋r ＋R x

，故每一个未知电阻都对应一个电流值I 。

我们在刻度盘上直接算出I 对应的R x 的值，所测电阻R x 即可从表盘上直接读出．由于 I 与R 的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处．当R x ＝R g ＋R ＋r 时，I ＝I g

2

，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻。

四、用多用电表测试黑箱中的电学原件 1.实验器材

多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极 管、定值电阻(大、中、小)三个． 2.实验步骤

（1）观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．

（2）检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．

（3）将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔．

（4）如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小电珠两端的电压． （5）如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流。

（6）利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差．

（7）研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极． （8）探索黑箱内的电学元件． 3.误差分析

1．测电阻时，刻度线不均匀造成读数误差． 2．电池旧了电动势下降，会使电阻测量值偏大． 3．测电阻读数时，忘记乘以相应倍率．

4．欧姆表挡位选择不当，导致表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常视表盘中间一段刻度范围(1

4

R 中～4R 中)为测量的有效范围．