测电阻的几种方法总结

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V

A

图1

R X0

I I

X

I V

U

A

R X0

图2

I A I X0

I

U

U A U X0

电阻测量

一、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

I

。实际测量中有电流表外接法和电流表

内接法两种电路。

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。

测量时,电压表V的示数为U,电流表A的

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?

二、测电阻的几种特殊方法

1.只用电压表,不用电流表

图3

图4

图6

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:

R V1=

11V U I R V2=22

V U

I 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=

1

2

U U R V2 方法二:伏——伏——R 法(变式:伏——伏——R X 法)

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

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=

1

1V U I R 0=00

R R U I 定值电阻R 0

两端电压:U R0=U 2—U 1

图5

通过电压表V 1和定值电阻R 0的电流相等:I V1=I R0 由以上四式得:R V1=

1

021

U R U U -

变式:伏——伏——R X 法是用两个电压表(一个内阻已知,另一个内阻未知)测量一个未知电阻R X 。

测量电路如图7所示。

电路满足:R V1》R ,R V2》R ,R X 》R 。 设电压表V 1示数为U 1、内阻已知为R V1, 电压表V 2示数为U 2,电压表V 2的量程电压大 于电压表V 1的量程电压。实验测量电阻R X 。 由图7可得:

R X =

X

X

U I U X = U 2—U 1 I X =I V1=11V U R

由以上三式得:R X =

21

11

V U U R U - 方法三: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: R X = U X

U 0 R 0

表达式推导过程:

图7

⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 思路一:⎩⎪⎨⎪⎧ ∵ I X

= I 0

= U 0

R 0

(串联电流相等)

∴ R X

= U X

I X

= U X ⎝⎛⎭⎫ U 0 R 0

= U X U 0

R

思路二:⎩⎨

⎧ ∵ R X R 0 = U X U 0

(串联分压规律)

∴ R

X = U X

U 0 R 0

用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。

方法四: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UX ,再同时闭合S1和S2,读出这时电压表的示数为U。根据测得的电压值UX 、U和定值电阻的阻值R 0。 根据分压公式可计算出R X 的值:R X = U X

U -U X R 0

表达式推导过程:

⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 思路一:⎩⎪⎨⎪⎧ ∵ I X

= I 0

= U

R 0

= U -U X

R 0

(串联电流、电压规律) ∴ R X

= U X

I X

= U X

⎝⎛⎭⎫ U -U X

R 0

= U X

U -U X

R

思路二:⎩⎨

⎧ ∵ R X R 0 = U X U 0 = U X U -U X

(串联分压规律、电压规律)

∴ R

X = U X

U -U X R 0

1. 方法五:如果只用一个电压表,并且要求只能连接一次电路,用图5所示的电路可以测出未知R X 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UX ;把滑动变阻器的滑片P 调至A 端,记下电压表示数U。根据测得的电压值

UX 、U和滑动变阻器的最大阻值R AB ,可计算出R X 的值:R X =

U X

U -U X R AB

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为R 0的电阻或一个已知最大阻值为R AB 的滑动变阻器,所以又叫“伏阻法”。 表达式推导过程:

⎩⎪⎪

⎪⎪⎧ 思路一:⎩⎪⎨⎪⎧ ∵ I X = I AB = U AB R AB = U -U X

R AB

(串联电流、电压规律)

∴ R X

= U X

I X

= U X

⎝⎛⎭⎫ U -U X

R AB

= U X

U -U X

R

AB

思路二:⎩⎨⎧ ∵ R X

R AB

= U X

U AB = U

X

U -U X

(串联分压规律、电压规律) ∴ R X

= U X

U -U X

R

2.只用电流表,不用电压表

方法一:安----安法------是用两个电流表(其中一个内阻已知,

另一个内阻未知)测量电流表的未知内阻。

测量电路如图8所示。 电路满足:R A1《R ,R A2《R 。

设电流表A 1内阻R A1未知,电流表A 2内阻 R A2已知;电流表A 1示数为I A1,电流表A 2示数