伏安法测电阻

1 第三节 “伏安法”测电阻

【教学目标】

知识与技能：

1.学会用电压表、电流表测量一段导体的电阻（定值）和小灯泡工作电阻。

2.进一步提高使用电压表、电流表和滑动变阻器的技能。

3.尝试探究影响灯丝电阻变化的因素。

过程与方法：

1.通过教师与学生的双边活动，进一步培养学生的观察能力，以及对信息的综合分析能力.

2.通过学生根据实验课题选择仪器、设计实验、制订实验操作方案等，培养学生的实验能力.

3．通过实验探究的全过程，培养学生实验的良好习惯和一般方法。

学会伏安法测量电阻的方法。

情感态度与价值观

1.通过学生自己的设计、操作、结论的分析，培养学生实事求是的科学态度和周密、严谨的科学思维方法，团结协作的精神，养成良好的学习习惯.

2.在共同完成实验过程中，培养同学之间相互协作的团队精神.

【教学重、难点】

1.根据要求设计并连接实验电路，理解滑动变阻器的作用及所达到的目的。

2.通过表格分析实验数据，得出定值R求平均值的意义以及与U，I因素无关；

3.尝试通过表格分析实验数据，分析影响灯丝电阻变化的因素--温度，理解灯丝电阻平均值无意义。

【教学准备】

(学生2人一组)干电池组、电压表、电流表、电阻RX、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线若干.

【教学方法】实验法、探究法、讨论法.

【教学过程】

一：课的引入（提出问题）

1.之前已经学了很多和电阻有关的知识，那么，现在有一个很现实的问题摆在我们面前，老师手上有未知阻值的定值电阻和小灯泡各一只，怎么测出它们的电阻大小呢？能不能直接测出来？2.运用前面学过的欧姆定律，我们能否间接测量？可以用变型公式 UIR

2 二：新课教学

1、制定计划和设计实验

（1）实验原理：R=IU（测量的方法称为“伏安法测电阻”）

（2）引导学生设计电路图：

电路图：

（3）实物图的连接：

A.介绍实验器材已经实验器材摆放要点，讲述实验要点已经注意事项。

2016年上海物理一模：伏安法测电阻

1、根据“用电流表、电压表测电阻”的实验，完成下列要求。

⑴ 实验原理_____________。

⑵小张同学依照图1电路图正确连接器材，闭合电键后，两电表示数如图2所示，则记录的数据是Ix=_____安，Ux=_____伏，计算出Rx=_____欧；为了减小误差进行多次测量，因此接下去小张同学要进行的主要操作是：________________________________________。

⑶小姜同学依照图3电路图连接器材，且将滑片移到变阻器一端，闭合电键S后，两电表都有示数；但移动滑片时，两电表示数都不变化。产生这一现象的原因可能是：__________

___________________________________________________________________________________________________________。

2、在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，小李同学按图4连接电路进行实验．所用电源为3节新干电池串联而成，且电压保持不变，滑动变阻器上标有“20 2A”字样．

①在闭合电键S前，他应将滑动变阻器的滑片置于图中

端．（选填“A”或“B”）

②他实验步骤正确，闭合电键时，观察电流表的示数并记录在序号1中．接着，他移动滑片到中点位置（即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧），将电压表的示数2.5伏记录在序号2中．当他将滑片移动到另一端时，将电流表的示数0.36安记录在序号3中．

请在上表中将该同学设计的表格空白处填写完整．（计算电阻时，精确到0.1欧）．

3、小王做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电源电压为1.5伏的整数倍）、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干，所有元件均完好。他连接电路后，按照正确的实验步骤操作，刚闭合电键时电流表示数为0.2安，电压表示数为4伏；他移动变阻器的滑片，观察到电流表示数变大而电压表示数变小。经过思考后他重新连接电路，图3 S Rx

103 实验七 伏安法测电阻

Experiment 7 Determining resistance using the Volt-ampere method

用电压表测得某电阻两端的电压U及用电流表测得通过该电阻的电流强度I，由欧姆定律即可求出该电阻的阻值R。此方法称为伏安法。伏安法原理简单、测量方便。但由于存在电表的接入而造成的方法误差以及电表本身具有的仪器误差，使测量结果出现一定的不确定度。只要我们采用合适的接法，引入相应的修正公式，并正确使用电表，就可将测量的不确定度控制在一定的范围内。

实验原理Experimental principle

1. 方法误差method error

根据电流表与电压表相互位置的不同，有两种接线方法，一是电流表在电压表的内侧图1（a）所示的接线方法称为内接法；二是电流表在电压表的外侧图1（b）所示的接线方法称为外接法。

在外接法中，电压表的读数U等于电阻RX两端的电压UX；电流表的读数I不等于IX，而是I= IX + IV 。利用电压表、电流表的指示值U、I得到待测电阻的测量值为：

IUR测VXXIIU （1）

而待测电阻的实际值为：

XXXIUR （2）

对比（1）、（2）式可知：采用外接法测电阻时，测量值测R要比实际值RX偏小，图1（a）内接法 图1（b）外接法 104 且测量的相对误差为：VXXXXRRRRRRE测外,式中的负号是由于测R﹤XR而引起的。当利用外接法测电阻时，待测电阻阻值用下面修正公式来进行计算：

VVXXXRUIUIIUIUR （3）

式中U,I为外接法测量时电压表、电流表的读数，VR为电压表的内阻。

在内接法中，电流表的读数I为通过待测电阻RX的电流IX；电压表的读数U不是待测电阻RX两端电压Ux，而是AXUUU；利用电压表、电流表的指示值U、I得到待测电阻的测量值为：

- 98 - 实验十四 伏安法测电阻

【实验目的】

一、掌握伏安法测电阻原理；

二、掌握简单电路的设计方法；学会选择电表的量程；会根据待测电阻的大小选择电流表的内接或外接。

三、了解伏安法测电阻的误差来源及修正的方法。

四、学习电阻伏安特性曲线的测量方法和作图方法。

【实验原理】

一、用伏安法测电阻

根据欧姆定律，测量通过待测元件的电流I和该元件两端的电压V即可求出元件的电阻R，即R = V / I，这种方法称为伏安法。测量中直流安培计串联在电路中，直流伏特计并联在待测元件两端，如下图。由于直流电表实际存在内阻，故电表的接入会引入测量误差。根据测量要求可采用安培计内接法图14.1(a)或安培计外接法图14.1(b)。

图14.1（a）安培表内接法 图14.1（b）安培表外接法

2、安培表外接。如图14.1（b）所示的电路，伏特表测出的V是待测电阻RX两端的电压VX，但安培表测出的I是流过RX的电流IX和流过伏特表的电流IV之和，即I＝IX＋IV。若待测电阻的测量值为R，则有

)(VXXVXXXVXXVXXRR1RRR1RII1IVIIVIVR （14.3）

[注] 级数公式2111xxx (-1x1)

由上式可知，这种电路测得的电阻值R要比实际值RX小。式（14.3）中的RX／RV是由于安培表外接带来的接入误差（系统误差）。若伏特表的内阻RV已知，可用下式修正

VVVXRRRIIIVIIVR11 （14.4）

当RV>>RX时，相对误差RX／RV很小。所以，伏特表的内阻大，而待测电阻小时，使用安培表外接较合适。

由以上分析可知用伏安法测电阻时，由于安培表和伏特表都有一定的内阻，将它们接入XR

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