小議測電阻法

小議測電阻法

　　小議測電阻法

　　江西省鉛山縣第一中學 楊定國

　　電阻的測量是高考物理實驗中重要考點之一，電阻測量方法很多，而近年來高考對電阻測量的考查不僅僅限于課本介紹內容，因此掌握一些典型的測量方法就可起到融會貫通、舉一反三的效果。

　　一、粗測法—歐姆表測電阻

　　測電阻最直接的方法就是用多用電表的歐姆擋直接測量。但是一般用歐姆表測量只能進行粗測，為下一步的測量提供一個參考依據。

　　在使用歐姆表測電阻時，為了減小誤差，應使指針盡量指在中間（中值電阻）刻度附近（歐姆表刻度不均勻，中值電阻附近刻度相對均勻）。在測量過程中，每換一次擋必須重新進行調零。歐姆表中的電池用久了，其電動勢和內阻都要發生變化，測量值也會有較大的差別。因此歐姆表只能用來粗略地測量電阻。（若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結果與原結果相比變大。）

　　二、伏安法測電阻

　　1.電流表的內接法和外接法的比較

　　2.兩種測量電路的選擇

　　（1）阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻（阻值為近似值）進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內接法。簡單概括為“大內偏大，小外偏小”。

　　（2）臨界值計算法時，用電流表外接法：時，用電流表內接法。

　　（3）實驗試探法

　　在伏安法測電阻的實驗中，如果待測電阻的值（大約數值）未知，電流表和電壓表的內阻值也不知道，這時可以采取試觸法判定電流表的連接方式。如圖所示。將電壓表的左側接線柱分別接在a點、b點，如果電壓表示數變化較明顯，則Rx屬于小電阻，采用外接法；如果電流表的示數變化較明顯，則Rx屬于大電阻，采用內接法（這里所說變化大是指相對變化，即的的大小關系）。

　　若電流表內阻已知，電壓表內阻未知或約為多少，則可以采用內接法，此時可消除電流表分壓帶來的系統誤差，且；若電壓表內阻已知，電流表內阻未知或約為多少，則可采用外接法，此時可消除電壓表分流帶來的系統誤差，且（U、I為電壓表、電流表的讀數，RA為電流表的內阻，RV為電流表的內阻）。

　　（4）對傳統伏安測量法的改進

　　不論采用外接法還是內接法，當電表內阻不是理想情況下都存在系統誤差，是否可以消除這種系統誤差呢？按圖示電路測量可消除系統誤差（S是單刀雙擲開關，R是阻值已知的定值電阻，利用該電路測量未知電阻Rx時，可以消除因為電表內阻引起的系統誤差）。具體操作如下：

　　①電鍵合至A，調整滑動變阻器R0，使得電壓表、電流表有一個合適的讀數U、I1；

　　②電鍵合至B，調整滑動變阻器R0，并使得電壓表的示數保持不變，仍為U，電流表的讀數I2；

　　③用定值電阻R以及測量數值表示的利用下面公式可算出測量值。

　　3.電表非常規接法

　　指電表在使用過程中不按常規的接法。我們先來認識磁電式電表的表頭，基本的原理是通電線圈在磁場中受安培力作用而偏轉。表頭有一滿電流Ig和電阻Rg，通過改裝后成為電流表和電壓表。即已知內阻的電流表可作電壓表使用，已知內阻的電壓表可以作為電流表使用，因此電流表可以測電流，也可以測電壓；反之電壓表也可測電流。

　　（1）“安—安”法測電阻：電壓表不符合要求或沒有則可用符合要求的電流表來替代電壓表。

　　（2）“伏—伏”法測電阻：電流表不符合要求或沒有則可用符合要求的電壓表來替代電流表。

　　三、等效替代法測量

　　在電路中，將電阻R1換成R2，若電路中的電流或電阻兩端電壓保持不變，則電阻R1＝R2。在測量電路中，記下通過被測電阻Rx的電流I或被測電阻兩端的電壓U，將被測電阻換成變阻箱，調節變阻箱的電阻，使通過變阻箱的電流I′＝I，或使變阻箱兩端的電壓U’＝U，這時變阻箱的讀數R就是被測電阻的阻值。根據此原理，我們可以利用電流表和變阻箱找電流相等（如圖甲），也可以利用電壓表和變阻箱找電壓相等（如圖乙）。

　　當然，測量電阻的方法很多，只有掌握一些基本的方法才能做到以不變應萬變。

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