实验综合课 测量电阻常用的6种方法

[解析] (1)电路中的最大电流为 Im＝6060VΩ＝
0.01 A，电流表量程太大，可以把电压表 V1 并联一 个定值电阻改装成电流表，电压表选择 V2 即可，要 求测量多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，电
路如图所示。
(2)流过被测电阻的电流为 I＝Ur11＋UR01＝U1RR00r＋1 r1，被测电阻
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A＝0.6 A，故电流表选 D，滑动变阻器选阻值较小的
G。
(2)因待测电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法，又变
阻器采用分压式接法，电路如图所示。
[答案] (1)BDG (2)见解析图
方法二 伏伏法测电阻 已知内阻的电压表可作电流表使用，在缺少合适的电流表 的情况下，常用电压表代替电流表使用，这是设计电路中的高 频考点。 [例 2] 用以下器材可测量电阻 Rx 的阻值。 待测电阻 Rx，阻值约为 600 Ω； 电源 E，电动势约为 6 V，内阻可忽略不计； 电压表 V1，量程为 0～500 mV，内阻 r1＝1 000 Ω； 电压表 V2，量程为 0～6 V，内阻 r2 约为 10 kΩ； 电流表 A，量程为 0～0.6 A，内阻 r3 约为 1 Ω； 定值电阻 R0，R0＝60 Ω； 滑动变阻器 R，最大阻值为 150 Ω； 单刀单掷开关 S 一个，导线若干。
(1)测量时要求电表读数不得小于其量程的13，应选择的电表 是________。(填电表前面的字母符号)
(2)请你在线框内画出测量 Rx 的实验原理图(图中元件使用 题干中相应英文字母符号标注)。
(3)若实验时电流表 A1 的读数为 I1，电流表 A2 的读数为 I2， 电压表 V 的读数为 U，请根据画出的实验原理图，用已知的和 测得的物理量表示 Rx＝__________。(用字母表示)
方法四 半偏法测电表内阻 利用半偏法测量电流表或电压表内阻时，先不连接变阻箱 或将变阻箱阻值调为零，使电流表或电压表的读数调至满偏， 然后再串联或并联上电阻箱，调节电阻箱的阻值，使电表示数 为满偏刻度的一半，则认为电阻箱的阻值与待测的电流表或电 压表电阻相等。
两种测量 电路
操作步骤
①将电阻箱R的电阻调到零；
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的13，并能测 量多组数据，请在实线框中画出测量电阻 Rx 的实验电路图。
(2)若选择测量数据中的一组来计算 Rx，则由已知量和测量 量计算 Rx 的表达式为 Rx＝________，式中各符号的意义是 __________________________________________。(所有物理量用 题中代表符号表示)
的阻值为 Rx＝U2－I U1＝UU21－RU0＋1Rr10r1。 [答案] (1)见解析图 (2)UU21－RU0＋1Rr10r1
U1 为电压表 V1 的
读数，U2 为电压表 V2 的读数，r1 为电压表 V1 的内阻，R0 为定
值电阻
方法三 安安法测电阻 已知内阻的电流表可作电压表使用，在缺少合适的电压表的 情况下，常用电流表代替电压表使用，这是电学设计电路的高频 考点。 [例 3] (2019·天津宝坻区模拟)某待测电阻 Rx 的阻值约为 20 Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下： A．电流表 A1(量程 150 mA，内阻约为 10 Ω) B．电流表 A2(量程 20 mA，内阻 r2＝30 Ω) C．电压表 V(量程 15 V，内阻 15 kΩ) D．定值电阻 R0＝100 Ω E．滑动变阻器 R，最大阻值约为 10 Ω F．电源 E，电动势 E＝4 V(内阻不计) G．电键 S 及导线若干
(2)电流表 A2 与定值电阻 R0 串联组成电压表，滑动变阻器 采用分压接法，电流表采用外接法，实验电路图如图所示：
(3)待测电阻两端电压 U＝I2(R0＋r2)，通过待测电阻的电流 Ix＝I1－I2，待测电阻 Rx＝UIx＝I2IR1－0＋I2r2。
[答案] (1)AB (2)见解析图 (3)I2IR1－0＋I2r2
实验综合课 测量电阻常用的 6 种方法
方法一 伏安法测电阻 伏安法测电阻是电学实验的基础，是高考考查的热点，也 是难点。它渗透在电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测 电阻率、测各种电表内阻等。本质上都是伏安法测电阻在不同 情景下的具体应用。主要涉及电压表、电流表的选择以及实物 连线等。
[例 1] 在伏安法测电阻的实验中，实验室备有下列器材： A．待测电阻 Rx 阻值约为 10 Ω 左右 B．电压表 V1，量程 6 V，内阻约 2 kΩ C．电压表 V2，量程 15 V，内阻约 10 kΩ D．电流表 A1，量程 0.6 A，内阻约 0.2 Ω E．电流表 A2，量程 3 A，内阻约 0.02 Ω F．电源：电动势 E＝12 V G．滑动变阻器 R1，最大阻值 10 Ω，最大电流为 2 A H．滑动变阻器 R2，最大阻值 50 Ω，最大电流为 0.2 A I．导线、开关若干
(1)为了较精确测量电阻阻值，尽可能多测几组数据，且两 表读数大于量程一半。除 A、F、I 以外，还要在上述器材中选 出该实验所用器材________(填器材前面的字母代号)。
(2)在实线框内画出该实验电路图。
[解析] (1)两表读数大于量程一半，根据题意
电压表选 B。由欧姆定律知电路电流最大值 I＝UR＝
半偏 法近
②闭合S，调节R0，使电流表 达到满偏I0； ③保持R0不变，于电源电动势为 4 V，电压表的量程为 15 V， 达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可用电流表 A2 与定值电阻 R0 串联扩大其电压量程，当作电压表与电流表 A1 配合使用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已 知，故电流表 A1 采用外接法，改装的电压表电压量程为 20 mA×130 Ω＝2.6 V，滑动变阻器最大阻值为 10 Ω，无法起到限 流作用，故滑动变阻器采用分压式接法，因此为满足电表读数 不得小于量程的三分之一，电表应选择 A、B；