伏安法测电阻解析

实验十三伏安法测量电阻（解析版）1.常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。

(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。

(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V。

(3)对于0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。

【最新高考真题解析】1.（2020年全国I卷）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R x，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。

该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。

测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。

回答下列问题：（1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。

（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留1位小数）。

（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω（保留1位小数）。

【答案】 (1). O 、P (2). I (3). 50.5 (4). 50.0 【解析】【详解】(1)[1]若将电压表接在O 、P 之间，V U UI R Rx=+ 则x Vx VR R U I R R =⋅+根据一次函数关系可知对应斜率为x Vx VR R R R +。

若将电压表接在O 、Q 之间，电流表分压为A A U IR =根据欧姆定律变形可知AU IR R I-=解得A ()U I R R =+根据一次函数可知对应斜率为A ()R R +，对比图像的斜率可知I II k k >所以II 图线是采用电压表跨接在O 、P 之间。

伏安法测电阻伏安法测电阻是最基础的测量电阻的实验。

考查点有：实验原理及电路连接、滑动变阻器的作用、实验数据处理以及常见电路故障等。

【知识点睛】1 伏安法测电阻原理：U R=I2实验电路图、实物图：3易错考点（1）明确实验原理不是欧姆定律，而是欧姆定律变形公式U R=I。

（2）明确滑动变阻器作用：①保护电路；②通过改变自身电阻值，从而改变待测电阻两端的电压，进行多次测量求平均值。

（3）测量小灯泡的电阻时，电压表量程应选择略大于小灯泡的额定电压。

（4）实验数据的处理：求平均值法；图像法 ①平均值法：侧定值电阻时，根据U R=I，分别计算出各组的电阻值，并求出平均值。

但是在测量小灯泡的电阻实验中多次测量没有意义，因为小灯泡的电阻是变化的，所以只需要测一次。

②图像法：根据测量的U 、I 数据做出U-I 图像，通过整体的U 和I 比值计算电阻R 。

若电阻是可变的，则描出的图像是曲线，此时只能计算出各个对应电压或者电流时的电阻。

（5）常见故障分析【例题精讲】例1 在“伏安法测量未知电阻R的阻值”实验中：(1)请先画出电路图，然后用笔画线代替导线把图中的器材连接成实验电路。

(2)滑动变阻器的作用是：______________________。

(3)请把第二次测量时图所示的电压表和电流表示数填入表中相应的空格。

次数 1 2 3电压／V 1.1 2.3电流／A 0.22 0.46(4)处理表中所记录的各次实验数据，得出待测电阻R的阻值为______Ω。

☞解析本题利用伏安法测未知电阻的阻值，根据UR=I,只要知道U和I，就可以求得未知电阻的阻值。

（1）伏安法测电阻实验的电路图如图所示。

据此，对实物图进行连线即可。

注意，这里电流表量程选择0～0.6A，电压表量程选择0～3V，滑动变阻器采用“一上一下”接法。

（2）实验中要进行多次的测量得出数据后取平均值以减小实验误差，此时滑动变阻器作用是通过改变自身电阻值，从而改变待测电阻两端的电压和电路中的电流，获得多组数据。

专题17 伏安法测电阻➢ 核心考点： 【实验目的】 测未知电阻的阻值 【设计并进行实验】1.实验器材：电源、导线、开关、定值电阻、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器；2.实验原理：IU R =3.实验步骤：（1）断开开关，调节电流表、电压表的指针到零刻度；按电路图连接实物；调节滑动变阻器到阻值最大端。

（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，分别读出电流表的示数I 、电压表的示数U ，并记录在表格中。

（3）根据公式IUR =计算出R 的值，并记录在表格中。

（4）通过移动滑动变阻器滑片，改变定值电阻两端的电压和通过电阻的电流，分别记录对应的值。

实验次数123456电流I/A 00.150.190.280.40.6电压U/V 00.81 1.423电阻R/Ω5.35.3 5550.7550.25【拓展实验】（5）将定值电阻换成小灯泡进行实验，电路图和实物图如下所示：【分析数据】①将测得的定值电阻阻值进行求平均值：554321RRRRRRx++++=Ω=5555555Ω+Ω+Ω+Ω+Ω=②不能将小灯泡的电阻测量值进行求平均值，因为小灯泡电阻受温度的影响，是变化的。

定值电阻和小灯泡的UI-图如下：【实验结论】电阻是导体本身的特性，和导体的电流与电压无关；灯泡的电阻不是固定的，随温度的升高而增大。

【交流与讨论】（1）滑动变阻器的作用：保护电路、改变定值电阻（小灯泡）两端的电压和通过的电流。

（2）滑动变阻器规格的选取：电源点电压U小灯泡额定电压U L小灯泡正常发光时电阻R LLLLUUURR-=滑所选滑动变阻器最小阻值：LLL RUUUR-=滑所选滑动变阻器：滑滑RUUURLL-≥L （3）要使小灯泡正常发光，应移动滑片，使电压表示数为小灯泡额定电压。

（4）电压表示数小于（或大于）小灯泡额定电压时，滑片移动方向的判断：应使滑动变阻器接入电路中的电阻变小（或变大）。

（5）实验时多次测量的目的：①定值电阻：获得多组数据求平均值，减小误差；②小灯泡：获得多组数据，探究灯丝的电阻与温度之间的变化关系；（6）电路故障分析。

伏安法测电阻(内接法和外接法）【原理】【电路图】电流表外接法【误差分析】1.因为，U的测量值与真实值相等，I的测量值比真实值偏大，所以的测量值比真实值偏小。

2.误差来源:电压表分流。

越小，则电压表分流比例越少,误差越小,∴该电路适合测量小电阻,即:的情况。

3.在外接法中，如果知道电压表内阻，可消除由电压表内阻引起的系统误差。

【电路图】电流表内接法【误差分析】1.因为，U的测量值比真实值偏大，I的测量值与真实值相等,所以的测量值比真实值偏大。

2.误差来源：电流表分压，越大，则电流表分压比例越少,误差越小∴该电路适合测量大电阻，即：的情况.3.在内接法中如果知道电流表内阻,可消除由电流表内阻引起的系统误差。

【电路选择】（1）方法一：已知待测电阻估计值时-—比较法。

若已知待测电阻阻值约为，电流表内阻为,电压表内阻为。

当，即时，说明是大电阻。

当，即时，说明是小电阻。

【口诀】“大内大，小外小”。

解释：大电阻用内接法，测量值比真实值偏大；小电阻用外接法,测量值比真实值偏小.（2）方法二:不知道待测电阻估计值时——试触法。

若不知道待测电阻的估计值，应使用试触法判断应该选用内接还是外接。

【操作】将s分别于a、b接触一下，观察电流表和电压表的示数变化情况。

【判断方法】(1)若电流表示数变化更为显著，说明电阻的电流与电压表的电流更为接近，说明待测电阻阻值与电压表内阻阻值更为接近，即是一个大电阻，应用内接法。

(2)若电压表示数变化更为显著,说明电阻的电压与电流表的电压更为接近,说明待测电阻阻值与电流表内阻阻值更为接近,即是一个小电阻，应用外接法.【说明】示数变化显著与否看相对值不看绝对值.【口诀】“流变化大，内；压变化大,外”电流变化大用内接，电压变化大用外接。

（也可以理解为谁误差大让谁测真实值,以便减小误差）。

伏安法测电阻及误差分析1. 引言伏安法是一种常用的电阻测量方法，通过测量电压和电流的关系来确定电阻值。

在电阻测量过程中，不可避免地会有一定的误差产生。

本文将介绍伏安法测电阻的原理及其误差来源，并对误差进行详细分析。

2. 伏安法测电阻原理伏安法测电阻的基本原理是根据欧姆定律，即电阻与通过它的电流成正比，与两端的电压差成反比。

根据这个原理，可以通过测量电流和电压的值来计算电阻值。

具体操作步骤如下：1.将待测电阻连接到电源和电流表之间，形成电路。

2.调节电源使得通过电阻的电流保持在一个适当的范围内。

3.测量电阻两端的电压差，并记录下来。

4.根据欧姆定律，通过电流和电压计算电阻值。

3. 误差来源在伏安法测量电阻过程中，常见的误差来源有以下几个方面：3.1 电流测量误差由于电流表本身存在一定的测量误差，导致测得的电流值与真实值之间存在一定的偏差。

这种误差可以通过使用精确度更高的电流表来减小。

3.2 电压测量误差电压表同样存在一定的测量误差，因此测得的电压值与真实值之间也会有一定的误差。

选用精度更高的电压表可以减小这种误差。

3.3 电源精度误差电源本身也会存在一定的精度误差，例如输出电压不稳定或存在漂移。

这种误差可以通过使用更稳定的电源或进行校准来减小。

3.4 电源内阻影响电源本身会有内阻，当通过电阻测量电流时，内阻会造成额外的电压降，从而影响测量结果。

内阻的大小取决于电源的类型和特性，可以通过使用低内阻的电源来减小内阻带来的误差。

3.5 连接电阻引线阻值实际测量中，电阻两端通常会通过导线连接，导线本身会有一定的电阻。

这个电阻值可以忽略不计，但当测量较小的电阻时，导线电阻就会对测量结果产生影响。

为了减小导线电阻带来的误差，可以使用低电阻的导线或通过校准来消除这种误差。

4. 误差分析伏安法测电阻的误差可以通过测量引起电流和电压的误差来分析和计算。

4.1 总误差计算假设电流误差为ΔI，电压误差为ΔV，电阻测量值为R，则电阻的总误差可以通过以下公式计算：ΔR = R * (√((ΔI/I)² + (ΔV/V)²))4.2 误差源贡献分析为了进一步了解每个误差源对总误差的贡献，可以分别计算每个误差源的贡献：ΔR_I = R * (ΔI/I) ΔR_V = R * (ΔV/V)其中，ΔR_I表示电流测量误差对总误差的贡献，ΔR_V表示电压测量误差对总误差的贡献。

伏安法测电阻的原理
伏安法测电阻的原理是R=U/I。

其中R为导体的电阻(单位欧姆Ω)，U为导体两端的电压(单位伏特V)，I为通过导体的电流(单位安培A)。

伏安法测电阻是使用电流表和电压表直接测量导体电阻的常见方法，大致分为两种，电流表内接和电流表外接。

伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律，只要测出元件两端电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。

欧姆定律是指在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。

伏安法是一种电化学式分析方法，根据指示电极电位与通过电解池的电流之间的关系，而获得分析结果。

是一种较为普遍的测量电阻的方法。

因为是用电压除以电流，所以叫伏安法。

伏安法测电阻虽然精度不很高，但所用的测量仪器比较简单，而且使用也方便。

是最基本的测电阻的方法，测电阻的方法还有替代法、惠斯通电桥法等多种。