伏安法测电阻电路设计

伏安法测电阻一、实验目的：1.学会设计用伏安法测电阻的实验电路2.掌握各种电阻元件伏安特性曲线的测量方法3.学会用作图法处理实验数据。

二、实验原理：1.伏安特性曲线是为直线，阻值为常量，为线性元件；伏安特性曲线是为曲线，阻值非常量，为非线性元件。

2.测量电路的选取：电路往往分为分压电路和限流电路（1）电源的选取：所选电源的额定电压和额定电流同负载额定电压和电流相同或稍大较为理想（2）变阻器的选取与连接方式：实验室常用滑动变阻器组成分压电路和限流电路。

变阻器的连接方式按如下考虑：若所选电源的额定电流大于负载R x额定电流的两倍以上，宜选用分压电路。

（3）电表的选取与连接方式：电压表、电流表的量程略大于待测电压电流较为理想，量程太大会降低电表的测量精度。

电表级别的选取以测量结果能达到期望的准确度要求为准。

如果期望测量结果的相对误差不超过K%，则电压表和电流表的准确度等级可先在 K/2 内选择，精度不够再行调整。

电表的连接方式有两种：两种误差分别为：ρ外=R AR xρ内=−R xR v+R x比较两种误差大小，选择误差比较小的电路进行测量。

若方法误差不可忽略时，可由R x=UI -R A R x=U1−UR v两式对电压表外、内接的方法测的结果进行修正。

三、主要仪器品牌与型号直流稳压电源：DF1709SB台式万用表GDM-8324手持万用表RS232C四、万用表测量数据：1. 金属膜电阻R x1阻值：109.2Ω2. 实验中直流稳压电源输出电压：1.64V3. 电表的阻值R V=10 MΩR A=2Ω电表应采用电压表内接法。

判断过程：由于R x1R v+R x1=0.011% R AR x1=1.831% , R x1R v+R x1< R AR x1, 因此采用电压表内接法五、伏安法测电阻数据：六、数据处理：原始数据记录如下:2.从金属膜电阻伏安特性曲线上取相距尽量远的两点I1=0.90mA U1=0.1V I2=13.73mA U2=1.5V计算待测电阻的平均值R x1̅̅̅̅̅= U2−U1I2−I1−U2−U1R v =109.11Ω3.根据仪表的显示情况判断测量误差ΔU 、ΔI再由此计算金属膜电阻的测量误差ΔU=1.2772×0.02%+4×0.0001=0.00066 VΔI =11.65×1.2%+3×0.01=0.16980mA相对误差为ρx =√ρu 2+ρI 2=0.01542，绝对误差为ΔR=R x1̅̅̅̅̅×ρx =1.682 最终测量结果为：R x1=（109.10+1.682）5.从二极管伏安曲线图中读取数据，根据有效数字运算规则计算晶体二极管的阻值：(a) 在2.00mA 下的阻值Ua I a =0.57/0.002=285Ω(b)在8.00mA下的阻值U b=0.63/0.008=78.75ΩI b七、回答及思考题：（1）1V 2kΩ 0.5级内接R x=2.44%R v+R x=4%（2）1V 2kΩ 0.5级外接R AR x=9.09% （3）1.5V 500Ω 1.0级内接R xR v+R x=4%（4）1.5V 500Ω 1.0级外接R AR x故选用1V 2kΩ 0.5级内接。

二、伏安法测电阻1、原理：2、电路图： （右图）3、步骤：①根据电路图连接实物。

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。

4、讨论：⑴本实验中，滑动变阻器的作用：电阻偏小。

1、如图所示的电路，闭合开关，小灯泡正常发光。

若将小灯泡和电流表的位置互换，则闭合开关后的现象是（ ）A ．小灯泡不发光，电压表没有示数B ．小灯泡不发光，电流表没有示数C ．小灯泡正常发光，电压表没有示数D ．小灯泡正常发光，电流表没有示数2．如图所示，李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路，有关该实验的以下说法错误的是（ ）A ．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最左端B ．实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程C ．所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同D ．在如图位置闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮3．小聪用伏安法测量电阻R 的阻值时，并联在电阻R 两端的电压表的示数如图甲所示，与电阻 R 串联的电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为______V ，电流表的示数为______A ，电阻 R 的阻值为______Ω。

4．请按要求把下面实验报告的空格部分补充完整。

实验用“伏安法”测电阻 实验目的 用“伏安法”测定值电阻。

实验原理（请写出相关公式）。

实验器材、、电流表、待测电阻、滑动变阻器、开关、导线。

表格设计： 请设计本实验的数据表格。

【拓展评估】不同实验进行多次测量的目的不一定相同，如： 测定值电阻时进行多次测量的目的是探究电阻与哪些因素有关时进行多次测量的目的是５、小红做“测量未知电阻R x 的阻值”实验时，所用器材有：电源、未知电阻R x 、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。

（1）在连接电路的过程中，开关应处于＿＿＿＿（选填“断开”或“闭合”）状态。

伏安法测电阻实验报告引言：电阻是电路的重要组成部分，对于电子电路的设计和分析来说至关重要。

为了准确地测量电路中的电阻值，学习并掌握伏安法测电阻的原理和方法是必不可少的。

本次实验旨在通过伏安法测量电阻，加深对该理论的理解，并通过实际操作提高实验技能。

实验目的：1. 理解伏安法测量电阻的原理和方法。

2. 掌握使用伏安表进行电阻测量。

3. 建立对电路中测量误差的分析和处理能力。

实验仪器和材料：1. 直流电源2. 电阻箱3. 伏安表4. 电压表5. 电流表6. 连接线实验步骤：1. 搭建实验电路：将直流电源的正极与电阻箱相连，再将电阻箱与伏安表和电流表相连，电流表与电阻箱的另一端通过连接线与电源的负极相连。

2. 调节电阻箱的阻值：根据实验需求，调节电阻箱的阻值为适当的范围。

3. 测量电阻：首先用电压表测量电源的电压，然后用伏安表测量电路中通过的电流。

4. 计算电阻：根据欧姆定律，通过测量的电流值和电压值可以计算出所测电阻的值。

实验结果与分析：在不同的电压和电流下，进行了多次实验测量。

得到的数据如下：电流值(A) 电压值(V) 电阻值(Ω)0.5 2.5 5.01.0 3.0 3.01.5 3.52.32.0 4.0 2.0根据实验数据可以得出结论，通过伏安法测量的电阻值较为准确。

测量值与理论值之间的误差在合理范围内，并且随着电流的增大，计算出的电阻值逐渐接近理论值。

这表明伏安法测量电阻的方法是可靠和有效的。

误差分析：在实验过程中，可能会产生一些误差，包括仪器本身的误差和操作时的误差。

其中，仪器本身的误差是由于仪器的精度和灵敏度限制所引起的。

操作时的误差可能来自于电压、电流的测量读数不准确，以及连接线的电阻等。

结论：通过本次实验，我们成功地利用伏安法测量了电阻，并得到了可靠的测量结果。

同时，我们也了解到了在实验中可能出现的误差来源，并对误差的分析和处理有了一定的了解。

这对我们今后在工程实践和科研中进行电阻测量和数据分析有着重要的实际意义。

伏安法测电阻的电路设计及实物图作者：简华来源：《物理教学探讨》2006年第19期1 滑动变阻器分压与限流接法的选择(1)如图1所示电路中变阻器起限流作用，变阻器电阻调到最大时，电路中仍有电流，电路中电流变化范围为ER+R X~ER X，负载R X的电压调节范围为ER XR X+R~E(电源内阻不计)。

如果R x>>R，电流变化范围很小，变阻器起不到变阻作用，此时采用该接法就不能满足多次测量的要求。

一般来说，以下三种情况不能采用限流接法而采用分压接法：①电路中最小电流仍超过电流表量程或超过被测元件的额定电流；②要求被测电阻的电压、电流从零开始连续变化；③被测电阻值远大于变阻器的全部电阻值。

(2)变阻器采用分压接法如图2所示，负载R x上电压变化范围是0-E(不计电源内电阻)，电压调节范围比限流接法大。

但是当通过负载R x的电流一定时，图2中干路电流大于图1中干路电流，图2中电路消耗的功率较大。

而且图2的接法没有图1简单。

通常变阻器以采用限流接法为主。

关于变阻器的选择，应针对不同的连接方式和电路中其他电阻的大小选择不同的变阻器。

在分压接法中，变阻器应选择电阻较小而额定电流较大的；在限流接法中，变阻器的阻值应与电路中其他电阻比较接近。

2 电流表内，外接法的选择由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接的方法都将引起误差，误差的原因分析如下：电流表外接法中(如图3)，U测=U R，I测=I X+I V，可见电压表分流是产生误差的原因，越大，电压表分流越小，误差越小。

电流表内接法中(如图4所示)， I测=I R，U测=U X+U A电流表分压是产生误差的原因，RR X越大，电流表分压越小，误差越小。

由以上分析可知，R VR X>R XR A即R xR AR V，采用电流表内接法误差小。

当R x=R AR V，电流表内、外接法皆可。

如果R A、R V是未知的，可用试触法判定电流表内、外接法，如图5所示，伏特表接线一端固定，另一端试触a、b，若发现○V表示数有显著变化，而○A示数无明显变化，则○A应采用外接误差较小，若发现○A示数有显著变化，而○V示数无明显变化，则安培表○A应采用内接较好。

伏安法测电阻实验的标准设计方案
伏安法测电阻的标准设计方案应该包括下面几个步骤：
1、准备及示波器设置：准备实验装置，如正比例变压器、电源表、单片机和信号源（如函数发生器等），以及设置示波器来观察电压信号波形和测试频率。

2、调校及检查：测试电压是否正确，在调整电阻之后检查电阻示值，以及短路情况。

3、连接线：将电压表U1和电流表I1接入测试线，接线应当严格按照厂家要求来操作，使用不同颜色的电缆线将电压表或电流表与测试线相连接。

4、启动：启动部分，通过改变示波器配置示波器，来观察变压器的波形和测试电路的正常性，以及电路的电压变化特性。

5、结果记录：实验观测电流和电压值变化，根据相关公式可计算出实验时的电阻值，并将测量结果记录下来。

6、关闭：实验结束后，关闭信号源和电流表，再次检查电路是否正确，断开外部线路，最后将实验室的电器仪器设备恢复到正常工作状态。

案例展示2014-06一直以来，有政史地不分家的说法，说明历史与地理关系密切。

如，讲述战争时，要弄清楚战争前双方对峙的形势、地理位置、战争过程、战争前后双方疆域的变化等，必须依靠观察地图来理解掌握。

如果抛开地图，单凭语言叙述，往往老师说得明白，学生听得糊涂，很难理解掌握。

图文结合不但有利于理解学习，而且也有利于加深记忆。

在历史课上，注重指导学生观察地图，并将地图简化抽象为简图，在讲述的过程中在黑板上随手画出来，化繁为简，便于学生识记掌握，取得了良好的效果。

在学习九年级历史上册三角贸易时，先指导学生观察三角贸易的三个点———欧洲、非洲、美洲的位置关系，构成一个三角形。

然后一边语言叙述贸易的过程，一边连接三个点：欧洲的奴隶贩子，携带枪支杂物从欧洲出发，在非洲换取黑奴后，横渡大西洋到达美洲，换取金银、工业原料返回欧洲。

画出如下的简图：再如，第一次世界大战前同盟国与协约国对峙的形势图也可以用两个三角形表现出来：其中，小三角为同盟三国德意奥匈，大三角为协约三国英法俄。

战争开始不久，意大利就投到协约国一方来了，奥匈同盟就处于两面作战的境地了。

战争进行到最艰苦的1917年，俄国爆发十月革命，退出一战，同年，美国参战，协约国由英法俄变为英法美，横跨欧洲的三角形变为横跨大西洋的三角形了。

这样结合简图学习，学生很容易理解战争的形势变化过程。

第二次世界大战，规模大，时间长，头绪繁杂。

教材以欧洲战场为主线，兼顾了太平洋战场。

因此，我在讲这部分内容时，先指导学生看二战欧洲战场形势图，着重观察德国和受法西斯德国侵略国家的位置关系。

制成如下简图：945671382德国1.吞并奥地利2.慕尼黑会议，侵占捷克斯洛伐克3.进攻波兰，二战全面爆发4.进攻西欧、北欧，英国丘吉尔坚决抵抗，法国灭亡5.莫斯科保卫者胜利，打破了德军不可战胜的神话6.日本偷袭珍珠港，太平洋战争爆发7.《联合国家宣言》发表，反法西斯联盟形成8.斯大林格勒保卫战，二战转折点9.诺曼底登陆，开辟欧洲第二战场说明：1.1~4的顺序是逆时针方向，5~9的顺序是顺时针方向。

初中电学实验之“电阻的测量”---伏安法一、实验原理:公式：IU R =用伏特表（电压表）测出电阻两端的电压，再用安培表（电流表）测出通过的电阻的电流，根据IUR =，就可以表算出电阻值，这种测量电阻的方法叫做伏安法。

二、测量电路：用伏安法测量电阻时，伏特表和安培表有两种连接方法。

两种测量电路的比较：【分析误差的原因】用外接法时，由于伏特表的分流作用，安培表测得的电流要比通过电阻R 的电流大，这样表算出来的电阻值比它真实的值小。

用内接法时，由于安培表的分压作用，伏特表测得的电压要比电阻R 两端的电压大，这样表算出来的电阻值比它真实的值大。

【减小误差的方法】当待测电阻的阻值远小于伏特表的内阻时，由于伏特表的分流作用甚小，测量带来的误差较小，可将电流表外接。

当待测电阻的阻值远大于安培表的内阻时，由于安培表的分压作用甚小，测量带来的误差较小，可将电流表内接。

三、实验电路 1、电路图2、实物图四、收集数据设计表格：1、数据处理方法之一：多次测量求平均值R X2、数据处理方法之二：描点画图象处理数据 1 2 3 4 5 6 U/V I/A若横坐标为I ，纵坐标为U ，U-I 图象直线的斜率表示导体的电阻。

若横坐标为U ，纵坐标为I ，I-U 图象直线的斜率表示导体电阻的倒数。

根据图象求出导体的电阻为：五、巩固练习1．小宣用伏安法测量电阻R 的阻值时，并联在电阻R 两端的电压表的示数如图甲所示，与电阻R 串联的电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为 V ，电流表的示数为 ________A ，电阻R 的阻值为 Ω。

2．小英按图甲所示的电路图连接实验电路，测量电阻R 的阻值。

闭合开关S ，调节滑动变阻器的滑片P 后，观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电流表的示数为 A ，电阻R 的阻值为 Ω。

I/AU/V I-U 图象 U/V I/AU- I 图象3．在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时，小东选用了两个定值电阻R 1、R 2分别做实验，他根据实验数据画出了右图所示的图像，请你根据图像比较电阻R 1与R 2的大小，则R 1 R 2。

鹦鸽初级中学物理实验报告单
班级_______姓名__________组别________时间________
一、实验名称：用伏安法测电阻
二、实验原理:_____________
三、设计实验：
实验器材:待测电阻、两节干电池、______、______、______、_______、______.实验电路图
四、实验步骤:
1、按照电路图连接电路
注意事项:为了保护电路：(1)开关要
(2)
(3)
注意电压表和电流表的量程选择和正负接线柱
.
2.检查无误后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,测量出三次对应的电流值和电压值,并将数据填入表格中.
3.根据记录的数据计算出三次对应的电阻值和平均值.并作出电阻R 的U-I
图像。

4.分析实验产生误差的原因.（提示：考虑电表电阻）
5.整理实验仪器
U /V
I/A
五，选做实验：用伏安法测小灯泡的电阻，将数据填入表格中并作出小灯泡的U-I 图像。

比较分析：比较电阻和小灯泡的U-I 图像 相同： 不同：
小灯泡和电阻的U-I 图像产生差异的原因可能是：
U /V
I/A。