电阻测量的所有方法及典型例题文档格式.docx

1、（2）电路的对比调节范围限流式电路分压式电路电压调节范围0 E电流调节范围在Rx消耗相同功率情况下电路消耗的总功率说明：E为理想电源端电压，R为滑动变阻器最大电阻，Rx为待测电阻阻值。采用 分压接法时，被测电阻Rx上的电压、电流调节范围较大。（3）选择原则1采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电 器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的分压式接法。2要求负载上电压或电流变化范围大，测多组数据，从零开始连续可调，须用分 压式接法。3当负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R须用分压式接法，此时若采用限流 式接法对电路基本起不到调节作用。I滑动变阻器的分压接法触头P0 U。

2、可见，U与成正比，输出电压电线性的，如图1 （b）中所示。换言之, 在ab间移动时，左半部分分得的电压是均匀变化的，电压的变化范围是 其次，当滑动变阻器的aP连接负载电阻R时，P点左边电路的等效电阻减小，与P点右边部分串联而得的电压将比原来减小，如图1 （b）所示。再次，当负载电阻R很小，对于确定的Rp,左部分分得的电压将更小，如图如图1 （b）所示。可以得出结论：分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压，负 载阻值应该较大。换言之，分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。II动变阻器的限流接法如图2所示的电路输入电压为U0,滑动变阻器总阻值为R）,滑动变阻器对负载R）电流的控制

3、情况作如下的讨论：首先，电路中的电流：匸，可 随Rp的增大而减小，如图（b）所 当Rap=（时，电路中的最大电流 R两端的电压最大Una=U。当Rap最大值R0分别为负载电阻1、3、5倍时，电路中电流的最小值为、 负载电阻R两端的最小电压Umin为、 由此可见，若滑动变阻器总电阻R较小，它对整个电路的电流控制能力就小，反 之较大。但是，实际选择滑动变阻器时，并不是R越大越好。R很大，其单位长 度的阻值越大，触头P处a点稍作移动，整个电路总电阻迅速增大，通过电路的 电流就很小，要连续均匀地调节电流，负载R两端的电压，滑动变阻器只能在极 小的范围内调节，所以操作很不方便。通过分析图线，可以得出结论

4、：限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流（电 压），滑动变器阻值要稍大些。一般来说，约为待测电阻的3-10倍。4负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大，并且电压表、电流 表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。5两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流式接法总功率较小，电路 便于连接。（4）滑动变阻器的粗调和微调作用：1在限流电路中，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调 作用。2在分压电路中，全电阻较小的变阻器起粗调作用，全电阻较大的变阻器起微调 作用。5、电阻的测量-伏安法和电流表内外接法的选择（1）基本电路：测量原理：R=U/I电路对比：连接方式

5、误差来源测量值与真实值关系选择依据外接法电压表分流电流表的读数I = I f+Iv大于流过 待测的电流，故：R测VR真Rx小内接法电流表分压电压表读数U=U+U大于待测电 阻两端的电压，故：R测只真Rx大（3）判断方法1直接比较法：当待测电阻Rx较小且远小于电压表内阻Rv时，应选用外接法； 当待测电阻Rx较大且远大于电流表内阻FA时，应选用内接法。2临界值法：当待测电阻Rxv、,RARV时，视Rx为小电阻，应选用外接法；当 Rx、Ra Rv时，视Rx为大电阻，应选用内接法.3如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表

6、 鮎和 电压表示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻 戸扰 是 大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应 该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即 1/1或AU/U。6、伏安法测电阻的应用一、电表的三位一体性。电流表的特点是可以显示流过自身的电流。串联电路电流相等，电流表测出了自己的电流，也就知道了与其串联的其它电阻上的电流。电压表的特点时可以显示自身两端的电压。并联电路电压相等，电压表测出了自己的电压，也就知道了与其并联的其它电阻上的电压电压表、电流表的内阻、电流、电压遵循欧姆定律。在内阻已知的情况下电 压表可以测电流，电流表可以测电压。这样无

7、论电压表还是电流表都具有电阻、 电压表、电流表三种性质，我们可称之为电表的三位一体性。二、电表内阻的测量原理：（5）滑动变阻器（阻值范围015Q，允许最大电流1A）（6）电键1个，导线若干条。根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。解析：这是一道常见的用伏安法测电阻的连线问题，它涉及到选择怎样的电路来 测量电阻.选择的方案有两个方面的四种形式，其一是滑动变阻器接成限流电路 和分压电路的问题，其二是伏安法中电流表外接和内接的问题.（1）由题给条件，若采用限流电路，电路中最小干路电流为I i 4V （15 50 100） =24mAin显然，超过了直流电流表量程10mA且由变阻器阻值R=1

8、5Q vRx/2等知，滑动变 阻器应选用分压电路.电流表是外接还是内接?可由式Ro - RaRv 500 Rx知，应选择电流表外接 法.其电路图，实物连线如图所示.例8为了测定一个“，1W的小灯泡正常发光时的电阻，实验室提供 了下列实验器材：A.电流表 A1: （0.6A,Q）B.毫安表 A2 （200mAQ）C.电压表 V1: （10V 1kQ）D.电压表 V2 （15V Q）E.电源E仁6V 2AF.电源 E2=9V 1AG.电源 E3=15V 0.1AH.可变电阻R1 = 1（n, 1WI .可变电阻R2=2（n,J. 可变电阻R3=5（n,K. 导线若干，电键一个.实验时应选用的器材是

9、.在右边的线框中画出实验的电路图，要求测量误差尽可能小.1先选择电源：=2A=1A=15V0.1A可见E1太小，E3太大，且允许电流太 小。应选用F: E2=9V2.求出小灯泡及可变电阻的额定值： = 10Q, =20Q,I 10.32A, U1; I20.2A, L24V; I 30.1A,U35V;小灯泡“，1W ,1 灯=0.16AR灯=40Q3.分压电路和限流电路的选择：若用分压电路，电压都超额定值。（电阻冃、电中电流大于额定值,不能用）只能选限流电路3可变电阻的选择：若选限流电路对于丙最小电流聶1.8A大于1灯, 不能用。R3的额定电流小于I灯,不能用只能选I：R 2=20Q5.电表

10、的选择：选B:Q C:10V1kQ 6.安培表内接法和外接法的选择：电阻R灯=40Q较大，用内接法实验时应选用的器材是BCFIK（伏伏法测电阻）例6. （2004年全国 用以下器材测量一待测电阻R的阻值（9001000Q）:电源E,具有一定内阻，电动势约为;（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻R的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应字母标注）。（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。（3）若电压表V|的读数用U表示，电压表M的读数用U表示，则由已知量和测得量表示R的公式为RX= 。1.画实验电路原理图（1）测量方法的选定。本题提供了两只电压

11、表，在没有电阻箱和定值电阻的情况 下，不能用替代法和等效测量法，只能用伏安法测量。（2）推断电路接法。在选用伏安法测量后，提供的电压表中必定有一只电压表要 做电流表使用。由于待测电阻儿的阻值范围在9001000?之间，而电压表V1,内阻，电 压表V2,内阻 1 ，待测电阻阻值与电压表内阻阻值比较接近，不存在兔明显关系，所以“电流表”内接和“电流表”外接应该都是可行的。（3）角色定位。将电压表V2作为电流表使用，实验电路原理图如图14所示，该情况下，ri与D r仏并联的最小电阻 瓦F 串联总电阻R总=2910?按题设要 求电压表的读数不小于其量程的1。从电压的角度考虑，降落在电压表V1上的3电压

12、降应不低于三宀,门与&并联再与引串联，根据串联电路的电压分配：若电压表V2上的电压降能达到，即能满足题设的读数不小于其量程的1的要求。要想电路中电压值恰当，只要将电路接成分压电路，图14所示电路能满足试题要 求。同理，如果把电压表V1当作电流表使用，接成14所示电路，将不行。2将电压表作为电流表使用，实验电路可接成电流表内接法，如图15所示， 电压表V与待测电阻&串联，串联的电阻为+ （9004-750）0= 1650Q，由于电压表V2与电压表V1和待测电阻串联后并联，故： ,所以u1 =儿 u2 = x-r= o.7se,R符合要求，同理可得R、R不符合要求，故选R。电路接通后，通过R的电流

13、11= U ,则通过电压表的电流为12= I 11 = I U , R R所以电压表的内阻Rv U WI2 R1I U小结:本题涉及实验器材选取和电路设计等，对考生的分析综合能力提出了较高要 求，解答此类试题必须根据测量要求和所提供的器材，由仪表的选择原则和基本 规律为分析的入手点。（安安表法测电流表的内阻）例1. （2000年全国卷）（8分）从下表中选出适当的实验器材，设计一电 路来测量电流表，Ai的内阻ri,要求方法简捷，又尽可能高的测量精度，并能测 得多组数据。器材（代号）与规格如下：电流表Ai，量程10mA,内阻待测（约40 ）;电流表A2，量程500 A，内阻D 750 ；电压表V,

14、量程10V内阻r2 10k ；电阻R1，阻值约为100，作保护电阻；滑动变阻器R2，总阻值约50 ；电池E,电动势1.5V，内阻很小；电键K,导线若干。（1） 在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。 （2） 若选测量数据中的一组来计算ri，则所用的表达式为ri= 式中各 符号的意义是：解析:大多数考生由于没有考虑电表的量程，第一感觉考虑的就是伏安法。少数考 生想到要满足“有尽可能高的精确度”的条件，认为电压U的测定，不能选量程是 10V的电压表。因为电流表两端允许施加的最大电压约为，因而电压表不能准确测 出电流表的两端的电压，但由于缺乏创新精神，想不出其他方法，也做不正确。只 有极少数有

15、“安安”法新思路的考生才能设计出新方案。答案：将电流表A并联在电流表A的两端，利用电流表测量电压；要满足“多测几ri竿组数据”，滑动变阻器R2采用分压接法；实验电路如图所示，其表达式 i，式中li、I2、ri、r2分别表示通过电流表A、A的电流和它们的内阻。这里用来测量电压的不是电压表，而是电流表，它与被测的电流表A并联。实际上，它是通过比较A、A两表的电流，进而来比较两电流表的内阻大小 关系，即运用了比较的方法来进行实验。近几年的高考中，实验命题不再局限于课本，出现了一些利用教学大纲所列的实验的原理、方法、器材重新组合的实验考题；同时，编制了一些半开放的试题，运用一些简单的、设计性的实验来考

16、查考生独立解决问题的能力、迁移能力。因此，考生必须掌握好物理实验的基本技能，并能独立地完成考试大纲中所列的实验，善于总结实验过程应用的物理原理和实验方法，进而应用学过的原理和方法去创新设计实验，处理与实验相关的问题。这一方法的创新思维是运用电流测电压（或算电压），此方法适用于电压表不能用 或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分 压与限流的连接方式。例2. （iO分）某同学为了测电流表A的内阻精确值，有如下器材：电流表A （量程300mA内阻约为5Q）;电流表A （量程600mA内阻约为1Q）;电压表V （量程15V,内阻约为3kQ）;定值电阻R0（5 Q）;滑

17、动变阻器R（010Q,额定电流为1 A）;滑动变阻器R2（0250Q,额定电流为0.3 A）;电源E （电动势3V,内阻较小）.导线、开关若干.（1）要求待测电流表A的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误 差，从以上给定的器材中选择恰当的器材.在如下图所示线框内画出测量用的电 路图，并在图中标出所用仪器的代号.（2）根据设计的方案，在右图中的器材连成符合要求的电路（有个别仪器可能不 用）（3）若选测量数据中的一组来计算电流表Ai的内阻ri,则所用电流表Ai的内阻ri 表达式为r 1=;式中各符号的意义是。1=匕Ur。；式中ii和 I2分别表示某次测量A表A的读数。R0为定值电阻11

18、的阻值。此题属于“两只同种电表内阻都未知，贝懦要一只电阻箱才能测定电 表的内阻”。例（2004年广东卷）（12 分）图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，Kl为单刀单掷开 关，K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（电阻不可忽略）。 现用图中电路测量电源电动势 及电阻Rx（1） 写出操作步骤：（2） 由R及测得的量，可测得= Rx= .将实物图改画为电路图如图所示。（1）操作步骤：Ki断开，K2接到a端，记下电压表的读数Ui；LTD RK2仍接到a端，闭合记下电压表的读数U2 ；| b Ki仍闭合，&接到b端，记下电压表的读数Us。a因为电压表内阻极大，由操作步骤得：E=UE在操作步

19、骤中U2为路端电压，可得：Ui U2 -r?R Rx在操作步骤中U3为RX两端电压，可得：Ui U3 U1（r R）Rx联立两式解得Rx 丿同时可得：r RU2 U3 U2 U3三、比较法（含替代法、电桥法）测电阻原理：欧姆定律和串、并联电路的基本特点和规律必需器材：除电源、滑动变阻器、电键、导线外至少有一块电表和一个已知电阻 或电阻箱（一表一阻）。给定电表电流表A、电压表V电流表A电压表V灵敏电流计G基本测量电路Sr - V0RR _abRR 溝G-l 111 / 1|RR Ot 11 0使用条件保持电压表示数不变保持a、b间电压不变保持ab间电压不变I G=0或Ui U3U2 U x测量方法S接1，测得Ii； S接2测得丨2，贝y |iR=l