主讲：黄炜炜
目的
电阻材料的选择会对电路的性能产生巨大的影响，选择合适的电阻类型进行版图设计。
6.2
6.4
6.6 6.7
电阻率和方块电阻
1.深亚微米工艺中一般使用填充金属（如铂）来减小接触孔的电阻而且可以防止接触孔断路
2.在进行金属淀积之前使用CMP来避免金属爬坡
3.使用SiO2来做绝缘层
电阻率和方块电阻接触孔电阻
6.2
6.4
6.6 6.7
电阻版图
Dummy
初中物理多种测电阻方法 （一）伏安法测电阻 伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Ｒx 的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Ｒx的阻值。由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。 1．原理：由欧姆定律推出 2．电路图：（见图1） 3．器材：小灯泡（）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值电阻 （10Ω）、滑动变阻器、导线。 4．注意点： ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。 ⅱ滑动变阻器的作用： （1）保护电路； （2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。 ⅲ本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。 5．实验步骤： （1）根据电路图把实验器材摆好。 （2）按电路图连接电路。 （在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处。）（3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压）、正常发光（灯泡两端电压），测出对应的电压值和电流 实验次数灯泡亮度电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 灯丝暗红 1 2 微弱发光 3 正常发光 灯泡的温度升高。 （4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。 6．分析与论证： 展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：灯泡的电阻不是定值，是变化的。 是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢？是电压与电流吗？ 难点突破：（我们对比一个实验如图2：用电压表、电流表测定值电阻的阻值R）
电阻测量的六种方法 电阻的测量是恒定电路问题中的重点，也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法，从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一．欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理 它的结构如图1,由三个部件组成：G是内阻为Rg、 满偏电流为Ig的电流计。R是可变电阻，也称调零电阻， 电池的电动势为E，内阻为r。 图1 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。 当红、黑表笔接上待测电阻Rx时，由闭合电路欧姆定律可知： I = E/（R+Rg+Rx+r）= E/（R内+R X） 由电流的表达式可知：通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比，但存在一一对应的关系，即测出相应的电流，就可算出相应的电阻，这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2．使用注意事项： （1）欧姆表的指针偏转角度越大，待测电阻阻值越小，所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反，即左大右小；电流表、电压表刻度是均匀的，而欧姆表的刻度是不均匀的，左密右稀，这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。 （2）多用表上的红黑接线柱，表示＋、－两极。黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极，电流总是从红笔流入，黑笔流出。 （3）测量电阻时，每一次换档都应该进行调零 （4）测量时，应使指针尽可能在满刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3区域）
（5）测量时，被测电阻应和电源、其它的元件断开。 （6）测量时，不能用双手同时接触表笔，因为人体是一个电阻，使用完毕，将选择开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。 二．伏安法测电阻 1．原理：根据部分电路欧姆定律。 2．控制电路的选择 控制电路有两种：一种是限流电路（如图2）； 另一种是分压电路。（如图3） （1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图3，其输出电压由ap 之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3．测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。 （1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图4、图5 图 2 图3
伏安法测电阻的几种方法归纳总结 一、伏安法 1.电路图：（如下图所示） 2.步骤：移动变阻器滑片位置，记录电压表、电流表的示数。 3.R X 的表达式：R X = I U 。 二、伏伏法（利用串联分压成正比） ㈠基本方法 1.器材：已知阻值的电阻R 0、电压表、电源、开关、导线、待测电阻R X 。 2.电路图：（如图甲、也可改成图乙） 3.步骤：分别用电压表测出R 0和R X 两端的电压值U X 和U 0。 4.R X 的表达式：R X =_____________。 ㈡伏阻法：(几种变式 R 0均为已知） 1.如图⑴，分别用电压表测出R 0两端电压U 0和电源电压U ，则R X =________。 2.如图⑵，分别用电压表测出R 0两端电压U X 和电源电压U ，则R X =________。 3.如图⑶， 断开开关，读出电压表示数为U 1；闭合开关，读出电压表示数为 U 2 ，则R X =_______。 4.如图⑷， 断开开关，读出电压表示数为U 1；闭合开关，读出电压表示数为U 2 ，则R X =___ ____。 三、安安法（利用并联分流成反比） ㈠基本方法 1.器材：已知阻值的电阻R 0、电流表、电源、开关、导线、待测电阻R X 。 2.电路图：（如下图所示） 3.步骤：分别用电流表测出R X 和R 0的电流值I X 和I 0。 4.R X 的表达式：R X =__________。 ㈡安阻法：(几种变式 R 0均为已知） 1.如图⑴，分别用电流表测出R 0通过电流I 0和干路电流I ，则R X =________。 2.如图⑵，分别用电流表测出R 0通过电流I X 和干路电流I ，则R X =___ _____。 3.如图⑶，断开开关，读出电流表示数为I 1；闭合开关，读出电流表示数为I 2 ，则R X =_ __。 4.如图⑷，断开开关，读出电流表示数为I 1；闭合开关，读出电流表示数为
初中物理多种方法测电阻 （一）伏安法测电阻 伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Ｒx 的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Ｒx的阻值。由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。 1．原理：由欧姆定律推出 2．电路图：（见图1） 3．器材：小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值 电阻（10Ω）、滑动变阻器、导线。 4．注意点： ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。 ⅱ滑动变阻器的作用： （1）保护电路； （2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。 ⅲ本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。 5．实验步骤： （1）根据电路图把实验器材摆好。 （2）按电路图连接电路。 （在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处。）（3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压1.5V）、正常发光（灯泡两端电压2.5V），测出对应的电压 实验次数灯泡亮度电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 灯丝暗红 1 2 微弱发光 1.5 3 正常发光 2.5 灯泡的温度升高。 （4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。 6．分析与论证： 展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：灯泡的电阻不是定值，是变化的。 是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢？是电压与电流吗？ 难点突破：（我们对比一个实验如图2：用电压表、电流表测定值电阻的阻值R）
测量电阻的几种方法 伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一，也是历年中考重点考查的内容，但电阻的测量方法不局限于伏安法，具有一定的灵活性、技巧性、多样性，归纳总结近年考查题型，测量电阻（设电阻不受温度的影响）的方法主要有以下几种。 一、伏安法 例1. 有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线，你如何测出一个电阻器R 的阻值？ 解析：1. 按图1所示电路图连接实验电路； 图1
2. 闭合开关，三次改变R’的值，分别读出两表示数； 3. 算出三次R的值，求平均值 33 2 1R R R R + + =。 说明：这种方法的优点为：可多次测量求平均值，以减小测量误差。缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小。 二. 分压法 （一）电压表和定值电阻替代法 例2. 有一个阻值已看不清楚的电阻器R，我们要测出它的阻值，但手边只有一个电池组，一个电压表，一个已知阻值的电阻器R0和几根导线，你有办法测出R的阻值吗？说出你的办法和理由。 解析：1. 如图2所示，将被测电阻R 与已知电阻R0串联接入电路，先把电压表并联接在R两端，测出电阻R两端的电压U1。
图2 2. 将电压表拆下，与R 0并联接入电路测出电阻R 0两端的电压U 2。 3. 求解：由021R U R U =，得0 21 R U U R =。 说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电压表连接，实验时间加长。优点为：测量较为准确，元件使用较少。 （二）电压表和滑动变阻器替代法 例3. 给你以下器材：一个电源（其电压未知），一个标有“20Ω，1A ”的滑动变阻器，导线若干，一个开关，一只电压表，一个待测电阻R x 。请你设计一个能测出R x 电阻值的电路。要求： 1. 画出你所设计的电路图（电压表连入电路后位置不可变动）。 2. 简要写出实验操作步骤。 3. 根据你所测出的物理量写出表达式
电阻用来提供明确或可控的电阻值，模拟电路中 通常包含很多的电阻。大部分工艺中提供了多种不同 的电阻材料以供选择，有些材料适合制作高阻值电 阻，有些材料适合制作低阻值电阻。不同的材料的精 度和温度特性会有较大的区别，电路设计者和版图设 计者通常需要为每个电阻选择合适的材料。 电阻材料的选择会对电路的性能产生巨大的影响，因此没有经过仔细考虑后果的情况下不易随便替换电阻材料。 6.1 电阻率和方块电阻 6.2 电阻版图
6.3 电阻变化 电阻阻值取决于其方块电阻和尺寸。方块电阻会随薄膜厚度、掺杂浓度。掺杂分布和退火条件的波动变化，电阻的尺寸也会随着光刻误差和刻蚀速率的不一致而发生变化。 现代工艺的方块电阻误差基本都可以维持在20%以内，以CSMC 0.5um工艺为例，N+和P+的扩散电阻均可维持在10%偏差内，Poly1和poly2电阻在20%误差内，带阻挡层的高阻HPoly的偏差基本也可以控制在30%以内。 在工艺中，用线宽控制来做光刻和工艺尺寸的度量。一般线宽控制用特征尺寸的百分比来衡量，现代工艺中大部分工艺都可以保证线宽控制在其最小特征尺寸的20%以内。电阻容差可由以下关系进行估算。 例如：1.方块电阻偏差25%，有效线宽2um,线宽控制0.25um,则电阻容差为38%。 2.方块电阻偏差25%，有效线宽2um,特征尺寸0.5um,则电阻容差为30%。 注意：阱电阻除了考虑线宽控制外，还需考虑横向扩散。在CSMC0.5DPTM工艺中典型阱深2.7um. 电阻设计规则： 1.在容差不重要的情况下，电阻可以使用最小宽度，这样期望的阻值容差为线宽控制20%加上方块电阻变化值。但是注意扩散电阻不能窄于结深的150%。 2.需要中等精度的容差时，电阻宽度为最小特征尺寸的2~3倍，期望容差为10%加上方块电阻变化值。 3.需要高精度电阻时，可以选用最小特征尺寸的5倍以上的宽度，期望容差为4%加上方块电阻变化值。 多晶电阻制作于场氧上方，场氧在多晶和衬底之间起绝缘作用，散热性差，所以多晶电阻容易受自加热的影响。 使用多晶电阻时绘制长度不能太短，减小多晶晶粒非线性的影响。 每个电阻至少有两个接触孔，每个接触孔都会增加电阻的阻值。
、伏——安法 伏安法是用一个电压表 V 和一个电流表 A 来测量电阻，其测 量 原理：R X = U 。实际测量中有电流表外接法和电流表 I I 内接法两种电路。 A 设电压表 V 内阻为 R V ，电流表 A 内阻为 R A ，待测电阻 真实值为 R X0，测量值为 R X ，通过 R X0 的电流为 I X 。 示数为 I 。 1、 电流表外接法：小外偏小 2、电流表内接法： 大内偏大 3、伏安法测电阻的电路的改进 如图 3、图 4 的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差， 为什么？怎样测量？ 、测电阻的几种特殊方法 1.只用电压表，不用电流表 电阻测量 I X R X0 测量时，电压表 V 的示数为 U ，电流表 A 的 I A I X0 R X0 U X0 图3 图4
方法一： 伏——伏法 是用两个电压表（其中一个内阻已知，另 一个内阻未知）测量电压表的内阻。 测量电路如图 5 所示。 电路满足： R V1》R ，R V2 》R 。 设电压表 V 1内阻 R V1 未知，电压表 V 2内阻 R V2 已知；电压表 V 1示数为 U 1，电压表 V 2 示数 为 U 2。由图 5 可得： RV1=U 1 RV2=U 2 I V1 I V2 通过电压表 V 1、V 2 的电流为 I V1=I V2 由以上三式得： R V1=U 1 R V2 U 2 方法二： 伏——伏 R 法（变式： 伏——伏 伏——伏—— R 法是用两个电压表（内阻均未知）和一个定值电阻 R 0测量电压表的未知内阻。 测量电路如图 6 所示。 电路满足： R V1》R ，R V2》 R ，R 0》 R 。 设电压表 V 1示数为 U 1，电压表 V 2 示数为 U 2，电压表 V 2的量 程电压大于 R 0 V 2 R V2 P 电压表 V 1 的量程电压 实验测量电压表 V 1 的内阻 R V1。由图 6 可得： R V1=U 1 I V1 R0=U R0 I R0 图6 定值电阻 R 0 两端电压： U R0=U 2—U 1 R
十种测电阻方法归纳 （一）伏安法测电阻 伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Ｒx的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Ｒx的阻值。由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。 1．原理：由欧姆定律推出 2．电路图：（见图1） 3．器材：小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器、导线。 4．注意点： ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。 ⅱ滑动变阻器的作用： （1）保护电路； （2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。 ⅲ本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。 5．实验步骤： （1）根据电路图把实验器材摆好。 （2）按电路图连接电路。 （在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处。） （3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压1.5V）、正常发光（灯泡两端电压2.5V），测出对应的电压值和电流值，填入下面的表格中。
同时，在实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加，灯泡的温度升高。 （4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。 6．分析与论证： 展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：灯泡的电阻不是定值，是变化的。 是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢？是电压与电流吗？ 难点突破：（我们对比一个实验如图2：用电压表、电流表测定值电阻的阻值R） 发现：R是定值，不随电压、电流的变化而变化。 通过论证，表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流，那是什么原因造成的呢？我们在前面学过，影响电阻大小的因素有哪些？（材料、长度、横截面积和温度。）那是什么因素影响了灯丝的电阻呢？（是温度。）温度越高，灯丝电阻越大。这个实验再一次验证了这一点。 （二）测电阻的几种特殊方法 1．只用电压表，不用电流表 方法一：如果只用一只电压表，用图3所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。 具体的作法是先用电压表测出Ｒx两端的电压为Ｕx；再用这只电压表测出定值电阻Ｒ0两端的电压为Ｕ0。根据测得的电压值Ｕx、Ｕ0和定值电阻的阻值Ｒ0，可计算出Ｒｘ的值为： 用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。 方法二：如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图4所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。 具体的作法是先闭合Ｓ1，读出电压表的示数为Ｕ1，再同时闭合Ｓ1和Ｓ2，读出这时电压表的示数为Ｕ２。根据测得的电压值Ｕ1、Ｕ2和定值电阻的阻值Ｒ0。
测量电阻的几种方法 榆中九中 陆祖伟 伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一，也是历年中考重点考查的内容，但电阻的测量方法不局限于伏安法，具有一定的灵活性、技巧性、多样性，归纳总结近年考查题型，测量电阻（设电阻不受温度的影响）的方法主要有以下几种。 一、伏安法 例1. 有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线，你如何测出一个电阻器R 的阻值？ 解析：1. 按图1所示电路图连接实验电路； 图1 2. 闭合开关，三次改变R ’的值，分别读出两表示数； 3. 算出三次R 的值，求平均值3 321R R R R ++=。 说明：这种方法的优点为：可多次测量求平均值，以减小测量误差。缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小。 二. 分压法 （一）电压表和定值电阻替代法 例2. 有一个阻值已看不清楚的电阻器R ，我们要测出它的阻值，但手边只有一个电池组，一个电压表，一个已知阻值的电阻器R 0和几根导线，你有办法测出R 的阻值吗？说出你的办法和理由。 解析：1. 如图2所示，将被测电阻R 与已知电阻R 0串联接入电路，先把电压表并联接在R 两端，测出电阻R 两端的电压U 1。 图2 2. 将电压表拆下，与R 0并联接入电路测出电阻R 0两端的电压U 2。 3. 求解：由021R U R U =，得02 1R U U R =。 说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电压表连接，实验时间加长。优点为：测量较为准确，元件使用较少。 （二）电压表和滑动变阻器替代法 例3. 给你以下器材：一个电源（其电压未知），一个标有“20Ω，1A ”的滑动变阻器，导线若干，一个开关，一只电压表，一个待测电阻R x 。请你设计一个能测出R x 电阻值的电
测量电阻常用的6种方法 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R x 阻值约为10 Ω左右 B ．电压表V 1，量程6 V ，内阻约2 kΩ C ．电压表V 2，量程15 V ，内阻约10 kΩ D ．电流表A 1，量程0.6 A ，内阻约0.2 Ω E ．电流表A 2，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R 1，最大阻值10 Ω，最大电流为2 A H ．滑动变阻器R 2，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)在虚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 ＝U R ＝610 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 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R x 的阻值。 待测电阻R x ，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V 1，量程为0～500 mV ，内阻r 1＝1 000 Ω； 电压表V 2，量程为0～6 V ，内阻r 2约为10 kΩ；
几种常用的测电阻方法 玉山一中物理组 黄小燕 物理高考试题中，实验部分一直是学生比较薄弱的环节，而高中电学实验占整个实验中比重相当大，其中电阻的测量是重点，因此对电阻测量方法了解和掌握很有必要。 下面介绍几种常用的测电阻的方法： 一：伏安法测电阻 （一）原理：部分电路的欧姆定律R=U/I （二）内、外接法的比较与选择 伏安法测电阻有a 、b 两种接法，如图，a 叫（安培计）外接法，b 叫（安培计）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。 如果被测电阻阻值为R x ，伏特表和安培表的内阻分别为R V 、R A ，若x V A R R R <，则采用外接法。若x V A R R R >，则采用内接法。 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，观察电流表和电压表 示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，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ΔI /I 和ΔU/U ）。 二：半偏法： 1．对阻值过小的电流计采用半偏法测量 实验电路图如右 具体步骤：①先将R 的阻值调到最大，合上S 1，调节R 的阻值，使电流表的指针转到满刻度。②合上S 2，调节R ′的阻值，使电流表的指针转到满刻度的一半。③记下R ′的阻值，则R g 等于R ′。 注意：为使接上电阻箱后总电流几乎不变，要求R>>R g ，成为整个电路电阻的主要部分，使R ′的接入仅使电阻发生微小变化。系统误差为R 测 十种测电阻方法归纳 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】 十种测电阻方法归纳 （一）伏安法测电阻 伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Ｒx的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Ｒx的阻值。由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。 1．原理：由欧姆定律推出 2．电路图：（见图1） 3．器材：小灯泡（）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器、导线。 4．注意点： ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。 ⅱ滑动变阻器的作用： （1）保护电路； （2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。 ⅲ本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。 5．实验步骤： （1）根据电路图把实验器材摆好。 （2）按电路图连接电路。 （在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处。） （3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压）、正常发光（灯泡两端电压），测出对应的电压值和电流值，填入下面的表格中。 同时，在实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加，灯泡的温度升高。 （4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。 6．分析与论证： 展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：灯泡的电阻不是定值，是变化的。 是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢是电压与电流吗 难点突破：（我们对比一个实验如图2：用电压表、电流表测定值电阻的阻值R） 发现：R是定值，不随电压、电流的变化而变化。 通过论证，表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流，那是什么原因造成的呢我们在前面学过，影响电阻大小的因素有哪些（材料、长度、横截面积和温度。） 那是什么因素影响了灯丝的电阻呢（是温度。）温度越高，灯丝电阻越大。这个实验再一次验证了这一点。 （二）测电阻的几种特殊方法 1．只用电压表，不用电流表 方法一：如果只用一只电压表，用图3所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。 具体的作法是先用电压表测出Ｒx两端的电压为Ｕx；再用这只电压表测出定值电阻Ｒ0两端的电压为Ｕ0。根据测得的电压值Ｕx、Ｕ0和定值电阻的阻值Ｒ ，可计算出Ｒｘ的值为： 用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。 测电阻的几种特殊方法 在初中物理测电阻的实验中，除了借用“电压表、电流表”使用“伏安法”侧电阻之外，还有很多方法，同样也可以进行电阻的测量. 1.只用电压表，不用电流表 方法一 如果只用一只电压表，用图1所示的电路可以测出未知x R 的阻值. 具体的作法是先用电压表测出x R 两端的电压为x U ;再用这只电压表测出定值电阻0R 两端的电压为0U .根据测得的电压值x U 、0U 和定值电阻的阻值0R ，可计算出x R 的值为:00 x x U R R U =. 用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次. 方法二 如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图2所示的电路可以测出未知x R 的阻值. 具体的作法是先闭合1S ，读出电压表的示数为1U ，再同时闭合1S 和2S ，读出这时电压表的示数为2U .根据测得的电压值1U 、2U 和定值电阻的阻值0R . 根据分压公式可计算出x R 的值：1021 U R R U U =- 方法三 如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图3所示的电路可以测出未知x R 的阻值. 具体的作法是先把滑动变阻器的滑片P 调至B 端，闭合开关，记下电压表示数1U ;把滑动变阻器的滑片P 调至A 端，记下电压表示数2U .根据测得的电压值1U 、2U 和定值电阻的阻值0R ，可计算出x R 的值:121 x AB U R R U U =-. 以上方法，需要测量两次电压，所以也叫“伏伏法”;根据所给器材有电压表和一个已知阻值的电阻0R ，所以又叫“伏阻法” . 2.只用电流表，不用电压表 方法一:如果只用一只电流表，用图4所示的电路可以测出未知x R 的阻值.先后用电流表测出通过0R 和x R 的电流分别为0I 、x I ，根据测得的电流值0I 、x I 和定值电阻的阻值0R ，根据分流公式可计算出x R 的值为00x x I R R I = . 方法二 用图 5 所示的实验电路也可以测出未知x R 的阻值.先闭合开关1S ，读出电流表的示数为1I ，再断开1S 闭合2S ，读出这时电流表的示数为2I .根据测得的电流值1I 、2I 和定值电阻的阻值0R . 根据分流公式可计算出x R 的值：102 x I R R I = 方法三 如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图6所示的电路也可以测出未知x R 的阻值. 具体的作法:是先闭合开关1S ，读出电流表的示数为1I ，再同时闭合1S 、2S ，读出这时电流表的示数为2I .根据测得的电流值1I 、2I 和定值电阻的阻值0R . 计算过程如下:设电源电压为U ，当只闭合1S 时，根据欧姆定律的变形公式()x U I R R =+，可得10()x U I R R =+①;当再同时闭合1S 、2S ，0R 被短路，这时有:2x U I R =②. 联立①②解方程组得1021 x I R R I I =- 方法四 如果只用一个电流表，并且 要求只能连接一次电路，用图7所示的电 路也可以测出未知x R 的阻值. 具体的作法:把滑动变阻器的滑片P 二.伏安法测电阻 伏安法测电阻有 a 、b 两种接法，如图，a 叫（安培 计）外接法，b 叫（安培计）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值 总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的， 测量值 总大于真实值，大电阻应采用内接法。 电学实验中几种测电阻的典型方法 电阻的测量是高考电学实验中重要考点之一， 电阻测量的方法很多，而近年高考对电阻 测量的考察又不仅仅限于课本介绍的内容， 因此，对电阻测量的方法作个全面了解很有必要， 而掌握几种典型方法，就可以起到融会贯通的效果。 .欧姆表测电阻 测电阻最直接的方法就是用多用电表的欧姆档测量, 档，就可测电阻，方法如下： 如图，把多用表选择开关打到欧姆 1.使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端的零刻线处。如果不在，就应该进行机械 调零：用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。 2.把选择开关拨到欧姆挡时，在选 好倍率后，还必须进行欧姆调零。 方法是: 将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮， 使指针指右端零刻线处。 因此用多用电表 的欧姆挡测电阻的操作步骤是：①选挡。 一般比被测电阻的估计值低一个数量级， 如估计值为200 Q 就应该选X 10的倍率。 ②进行欧姆调零。③将红黑表笔接被测电 阻两端进行测量。④将指针示数乘以倍 率，得测量值。⑤将选择开关扳到 或交 流电压最高挡。 V 2.5~ 10 50 250 500 OFF ? 00 10 OFF + ◎ 2.5 10 50 250 501 Q X1k X100 X10 X1 1 mA 3.用欧姆挡测电阻，如果指针偏转 角度太小（即指针所指的刻度值太大） 太大（即指针所指的刻度值太小） ，应该增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度 ，应该减小倍率重新调零后再测。 如图所示测量电阻的结果为: 17k Q 。 （一）原理：部分电路的欧姆定律 R=U/I （二）内、外接法的比较与选择 -?n —yh A )— r? --------- 1 b 欧姆定律专题：多种方法测电阻 一、 伏安法测电阻 伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Ｒx 的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Ｒx 的阻值。由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。 1. 原理：由欧姆定律 I = U R 推出 R = U I 2. 电路图：（见图1） 3. 器材：小灯泡（2.5V ）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V ）、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器、导线。 4. 注意点： (1) 连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。 (2) 滑动变阻器的作用：? ???? 保护电路 改变小灯泡两端的电压和通过的电流 (3) 本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。 5. 实验步骤： (1) 根据电路图把实验器材摆好。 (2) 按电路图连接电路。 （在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意电压表和 电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭 合开关前，滑片应位于阻值最大处。） (3)检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别使 灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压1.5V）、正常发光（灯 泡两端电压2.5V），测出对应的电压值和电流值，填入下面的表格中。 实验次数灯泡亮度电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 灯丝暗红 1 2 微弱发光 1.5 3 正常发光 2.5 同时，在实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加， 灯泡的温度升高。 (4)算出灯丝在不同亮度时的电阻。 6.分析与论证： 展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：灯泡的电阻不是定值，是变化的。 是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢？是电压与电流吗？ 难点突破：（我们对比一个实验如图2：用电压表、电流表测定值电阻的阻值R） 发现：R是定值，不随电压、电流的变化而变化。 通过论证，表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流，那是什么原因造 几种测电阻的特殊方法 湖北省咸宁市咸安区高桥中学李常喜 初中物理课本介绍了测电阻的常用方法-----伏安法，即用电压表测导体两端的电压、用电流表测通过导体的电流，再根据欧姆定律计算出电阻值的方法。如果在实际中若只有一只电流表或只有一只电压表测未知电阻，就要借助已知电阻或电阻箱、滑动变阻器、开关等器材进行特殊测量。下面介绍几种测电阻的特殊方法。 一、伏阻法 在没有电流表的情况下就要利用串联电路 电流相等的特点来求电流。电路如图1，先将电 压表接在R0两端，闭合开关读出电压表示数U0， 则此时通过R0和R x的电流为：I x=I0=U0/R0。再 将电压表改接到R x两端，闭合开关，读出电压表 的示数U x，则待测电阻的阻值为：R x=U x/I x=U x R0/U0图1 二、安阻法 在没有电压表的情况下利用并联电路电压 相等的特点来求电压。电路如图2，先将电流 表与R0串联在电路中，闭合开关，读出电流表 的示数I0。则R0和R x两端的电压为 U x=U0=I0R0。再将电流表改接与R x串联电路中， 闭合开关，读出电流表的示数I x，则待测电阻 的阻值为：R x=U x/I x=I0 R0/I x图2 三、安箱法 利用电阻箱可以示数的特点，采用等效替代 理念，从电阻箱读出待测电阻阻值。电路如图 3，先只闭合S1读出电流表示数I。再只闭合S2， 旋动电阻箱旋盘使电流表示数仍为I。则电阻箱 示数为待测电阻阻值。图3 四、伏箱法 利用“串联电阻有分压的作用，分得的电压 与电阻成正比”的性质来测未知电阻。电路如图 4，先将电阻箱R0阻值调到0时，读出电压表示 数U0。再调节电阻箱使电压表示数为U0/2时读 出电阻箱连入电路中的阻值R0，则待测电阻 R x=R0图4 五、安滑法 利用滑动变阻器的两个极值即0与最大值， 对电路中电流的影响来测电流，再利用电源电压 不变的特点列方程求出待测电阻值。电路如图5， 闭合开关先将滑片P移到连入电路阻值最小位置 A，读出电流表示数I1，则电源电压U=I1R x。再图5 电 阻 测 量 的 六 种 方 法 电阻的测量是恒定电路问题中的重点，也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法，从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一．欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理 它的结构如图1,由三个部件组成：G 是内阻为Rg 、 满偏电流为Ig 的电流计。R 是可变电阻，也称调零电阻， 电池的电动势为E ，内阻为r 。 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。 当红、黑表笔接上待测电阻Rx 时，由闭合电路欧姆定律可知： I = E/（R+Rg+Rx+r ）= E/（R 内+R X ） 由电流的表达式可知：通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比，但存在一一对应的关系，即测出相应的电流，就可算出相应的电阻，这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2．使用注意事项： （1） 欧姆表的指针偏转角度越大，待测电阻阻值越小，所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反，即左大右小；电流表、电压表刻度是均匀的，而欧姆表的刻度是不均匀的，左密右稀，这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。 （2）多用表上的红黑接线柱，表示＋、－两极。黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极，电流总是从红笔流入，黑笔流出。 （3）测量电阻时，每一次换档都应该进行调零 （4）测量时，应使指针尽可能在满刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3区域） （5）测量时，被测电阻应和电源、其它的元件断开。 （6）测量时，不能用双手同时接触表笔，因为人体是一个电阻，使用完毕，将选择开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。 二．伏安法测电阻 1．原理：根据部分电路欧姆定律。 2．控制电路的选择 控制电路有两种：一种是限流电路（如图2）； 另一种是分压电路。（如图3） 图 1 图2 十种测电阻方法归纳-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 十种测电阻方法归纳 （一）伏安法测电阻 伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Ｒx的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Ｒx的阻值。由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。 1．原理：由欧姆定律推出 2．电路图：（见图1） 3．器材：小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器、导线。 4．注意点： ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。 ⅱ滑动变阻器的作用： （1）保护电路； （2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。 ⅲ本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。 5．实验步骤： （1）根据电路图把实验器材摆好。 （2）按电路图连接电路。 （在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处。） （3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压 1.5V）、正常发光（灯泡两端电压 2.5V），测出对应的电压值和电流值，填入下面的表格中。 同时，在实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度 的增加，灯泡的温度升高。 （4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。 6．分析与论证： 展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：灯泡的电阻不是定值，是变化的。 是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢是电压与电流吗 难点突破：（我们对比一个实验如图2：用电压表、电流表测定值电阻的阻值R） 测电阻的几种典型方法 一、伏安法测电阻 1、定义：用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。 2、原理：I=U R 3、电路图： 如图1所示 4、步骤： ①根据电路图连接实物。几个注意点： a 、连接实物时，必须注意 开关应断开； ② 检查电路无误后，闭合开关S ，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。 ③算出三次Rx 的值，求出平均值。 ④整理器材。 二、伏阻法测电阻 （一）常见的形式：a 、电压表和定值电阻；b 、电压表和已知最大阻值的变阻器。 （二）具体情形： 1、电压表+定值电阻 （1）设计思路：该实验的关键是如何找到待测电阻的电流．因此不妨采用间接测量 的方式：只要求得已知电阻的电流即可．而这一结果可通过测已知电阻两端电压，将测得值除以已知阻值得到．电路图如图8-1所示． （2）实验原理：由欧姆定律可以得到：x x x U R I =，000 U I R =，再由 串联电路电流处处相等的规律有，000 x x x U U R R I U == 因而只需测出已知电阻和未知电阻两端的电压即可． 总结：上面方法是运用一只电压表测量两次，再根据已知电阻计算出被测电阻的阻值．当然可以用两只电压表一次分别测出已知电阻和待测电阻两端的电压，再根据串联电路分压原理计算出被测电阻的阻值． b 、滑动变阻器 变阻（“一上一下” ） 阻值最大（“滑片远离接线柱” ） 串联在电路中 c 、电流表 “+”接线柱流入，“-”接线柱流出 量程选择：算最大电流I=U Rx 并联在电路中 电压表 “+”接线柱流入，“-”接线柱流出 量程选择：看电源电压 V A Rx R ′ 图1 测量电阻的几种方法伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一，也是历年中考重点考查的内容，但电阻的测量方法不局限于伏安法，具有一定的灵活性、技巧性、多样性，归纳总结近年考查题型，测量电阻（设电阻不受温度的影响）的方法主要有以下 几种。一、伏安法 例1. 有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线，你如何测出一个电阻器R的阻值？ 解析：1. 按图1所示电路图连接实验电路； 1 图 2. 闭合开关，三次改变R'的值，分别读出两表示数； 3. 算出三次R的值，求平均值。RR?R?123?R 3说明：这种方法的优点为：可多次测量求平均值，以减小测量误差。缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小。 二. 分压法 （一）电压表和定值电阻替代法 例2. 有一个阻值已看不清楚的电阻器R，我们要测出它的阻值，但手边只有一个电池组，一个电压表，一个已知阻值的电阻器R和几根导线，你有办法0测出R的阻值吗？说出你的办法和理由。 解析：1. 如图2所示，将被测电阻R与已知电阻R串联接入电路，先把电压0表并联接在R两端，测出电阻R两端的电压U 。 1． 2 图并联接入电路R2. 将电压表拆下，与0。两端的电压U测出电阻R20求解：由，得3. 。UUU112RR??0URR20说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电压表连接，实验时间加长。优点为：测 量较为准确，元件使用较少。（二） 电压表和滑动变阻器替代法例3. 给你以下器材：一个电源（其电压未知），一个标有“20Ω，1A”的滑动变阻器，导线若干，一个开关，一只电压表，一个待测电阻R。请你设计一个x能 测出R电阻值的电路。要求：x1. 画出你所设计的电路图（电压表连入电路后位置不可变动）。 2. 简要写出实验操作步骤。 1 11 1摇表测量法 摇表测量法摇表测量法 摇表测量法测量前,首先将电位探测针 P 和电流探测针 C 分别插入地中,使它们与接地极 E 成一条直线, E 、 P 、 C 三点间距离为 20m 。随后将 E 、 P 、 C 用专用导线接到摇表相应的接线柱上。测量时,以 2r/s的速度摇动并对指示数逐渐进行调节,便可以直接从刻度盘上读出被测的接地电阻值。 2 22 2仪表测量法 仪表测量法仪表测量法 仪表测量法在隔离变压器 B 的电源两端中,分别接上电流表、电压表、开关,如图 1。当开关闭合后, 用电流表测出线路的电流。用高内阻电压表测出接地极 E 与临时接地极 P 之间电阻 RE 的电位差 V 。最后用 RE=V/I公式计算出接地电阻值。 图 1接地电阻仪表测量法 3 33 3万用表测量法 万用表测量法万用表测量法 万用表测量法 3.1 3.13.1 3.1 三角形测量法。在接地体 E 的 3m 处,分别插入临时接地极 P 和辅助接地极 C ,使它们之间 的夹角为 30°~60°,如图 2。然后用高精确度的万用表分别测出 REP 、 REC 、RPC 电阻。最后用下列公式计算出接地电阻值。 RE=1/2(REP+REC +RPC 。 i 懯 %s暷 W 帴 ? 图 2接地电阻三角形测量法 3.2 3.23.2 3.2 直线测量法。在接地极 E 的 3m 和 6m 处, 分别插入临时接地极 P 和辅助接地极 C , 如图 3。 若用万用表测得:RE +RP=8Ω, RP +RC=10Ω,RE +RC=6Ω,则可以用解三元一次方程组方法,分别求出 RE 、 RP 、 RC 的接地电阻值。 图 3接地电阻直线测量法 QR十种测电阻方法归纳
测电阻的几种特殊方法
电学实验中几种测电阻的典型方法
多种方法测电阻方法汇总情况
几种测电阻的特殊方法
电阻测量的六种方法
十种测电阻方法归纳
测电阻的几种典型方法
测量电阻的几种方法
几种接地电阻测量方法.
相关主题
文本预览