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实验：伏安法测电阻（复习学案）一、伏安法测量电阻的两种电路的比较：项目电流表内接电流表外接电路图测量值待测电阻和电流表内阻之和X A X R R R IU R >+==测待测电阻与电压表内阻并联值X XV X V R R R R R I U R <+==测 误差原因 电流表(R A )的分压作用电压表(R V )的分流作用误差较小条件 R X ＞＞R AR X ＜＜R V选用电路方法 XVA X R R R R 〉(V A X R R R >)XVA X R R R R 〈(V A X R R R <)适合测量的电阻 阻值较大的电阻 阻值较小的电阻 记忆口诀 大内偏大（内大大）小外偏小（外小小）修正后的测量结果A X R IUR -=UIR UR V V—=X R测量电路选择：1、如果准确地知道电流表的内阻R A ，适用 电流表内接 法。
2、如果准确地知道电压表的内阻R V ，适用 电流表外接 法。
3、若知道待测电阻的大约值和电流表、电压表的内阻的大约值，可比较X R 和V A R R 的大小来选择测量电路。
若X R >V A R R ，选用 电流表内接 法，若X R <V A R R ，选用 电流表外接 法。
4、若待测电阻的阻值和电流表、电压表的内阻均未知，可由试触法来选择电流表内接或外接电路。
用如图所示的电路测量电阻R 的阻值。
电键S 闭合后，电压表右端接到a 点时，电压表示数为4.6V 、电流表示数为1.6mA ，接到b 点时，电压表示数为4.5V 、电流表示数为1.8mA 。
电压表变化的百分比为%2.21=∆U U，电流表变化的百分比为%5.121=∆I I，由此可见电流表测量不准确引起的误差较大，故应采取 电流表内接 电路以保证电流表的测量值为通过待测电阻的电流，而此时电压表的测量值的相对误差也较小，即电压表接 “a ” 点进行测量。
二、分压电路和限流电路：限流式 分压式电路结构调压范围 E U E R R R x x x ≤≤+0E U x ≤≤0接通电路前滑片触头位置“b ”端，使接入电路部分的阻值最大“a ”端，使与R x 并联部分阻值最小分压和限流电路 选择的原则1．如果滑动变阻器的全阻值R 比被测电阻R x 小许多时，起不到限流作用，必须用分压电路。
伏安法测电阻一、滑动变阻器1、 限流电路和分压电路的接法（1）限流电路：滑动变阻器只有部分连入电路。
（2）分压电路：滑动变阻器全部连入电路。
（1）、以下三种情况必须采用分压电路：①、要求被测电压能从零开始连续可调，②、若待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的阻值，③、若采用限流电路，电路中的最小电流都大于待测电阻的额定电流时。
（2）、两种电路都可以用时，应优先采用限流电路。
4、滑动变阻器阻值的选择 （1）、采用限流电路时，应选用滑动变阻器总阻值与被测电阻阻值接近的滑动变阻器。
x R 与R 滑相差不多，或R 比R 滑还小一些采用分压电路时，应选用滑动变阻器总阻值较小的滑动变阻器 x R >R 滑 (2)、应使滑动变阻器在调节时，要用到大部分的电阻线，否则不便于操作。
（3）、如果两个滑动变阻器都可以用时，选阻值较小的那一个。
二、伏安法测电阻1、电流表的内、外接法2、误差分析（1） 内接法：说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小，所以，该电路适合测量大电阻。
即 x A R R（2） 外接法：说明：误差来源于电压表的分流，分流越少，误差越小，所以，该电路适合测量小电阻。
即 x v R R 3、电流表内外接法的判定方法（1）、若已知待测电阻x R 的粗略值，以及A v R R 和时，则x v A x R R R R >当时，选用电流表内接法 x v AxR R R R <当时，选用电流表外接法x x R R ⎧>⎪⎨<⎪⎩内接法即外接法（2）、若不知待测电阻x R 的粗略值，则采用试触法。
I U I U ∆∆>当时，即电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用强，所以用内接法。
I U I U∆∆<当时，即电压表示数有显著变化，说明电流表的分流作用强，所以用外接法。
4、 电流表和电压表量程选择时的原则（1）、所测电流表和电压表的最大值不能超出仪表的量程 （2）、在测量电流和电压时，电流表和电压表的指针偏转角不宜过小。
伏安法测电阻与等效电路 姓名：知识点一：伏安法测电阻试验原理 根据欧姆定律U R I=，用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以求得这段导体的电阻。
此法叫“伏安法”实验器材 电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、导线若干 实验电路图实验步骤 ①按实验原理图正确连接实验电路②电路经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P 的位置，使电阻两端的电压分别为U 1、U 2、U 3，观察电流表的示数，每次对应的数值为I 1、I 2、I 3，分别填入设计的表格中。
③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R 1、R 2、R 3，求出它们的平均值R=（R 1+R 2+R 3）/3注意事项 ①器材的选取：电压表、电流表所选用量程要大于电路中的最大电压及电流；滑动变阻器的规格应按照电路中可能出现的最大电流选择。
②连接电路时：按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地连入电路，在连接的过程中，开关要断开。
③进行实验时：闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处。
④滑动变阻器的作用：A.保护电路B.改变导体两端的电压及电路中的电流以实现多次测量求平均值知识点二：电流表内接与外接的比较比较项目 电流表内接法 电流表外接法电路 误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表的测量值偏大 由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大 测量结果 U R I =测=R x +R A >R x 测量值偏大，R x 比R A 大得越多，误差越小 U R I=测==R v 与R x 并联的总电阻<R x 测量值偏小，R v 比R x 大得越多误差越小适用条件 R x >R A ==（大电阻） R x <R v=====（小电阻）俗称“内大外小”被测电阻很大用内接法测量，测量值偏大。
被测电阻很小用外接法测量，测量值偏小。
知识点三：伏安法测小灯泡电阻原理U R I =，伏安法，同上 实验所需器材 电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干原理图 图像注意事项①将每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来，以便最后分析和总结。
一. 教学内容：伏安法测电阻实验问题综合二. 学习目标：1、掌握伏安法测电阻的实验原理及两种电路的误差来源。
2、熟练利用伏安法测电阻的实验原理对实验电路及器材做出选择。
3、重点掌握伏安法实验习题的类型及其相关的解法。
考点地位：伏安法测电阻是电学实验的重点内容，是历年高考考查的重点和难点，实验所涉及的知识面广，综合性强，难度较大，从出题内容上可以从多角度考查学生的实验分析能力，包括电阻的测量、电表内阻的测量、电路及仪器器材的选择、实验电路的连接、实验原理的迁移等，出题形式主要是以实验题形式出现，2008年全国Ⅱ卷第22题、广东理科基础卷第14题、2007年海南卷第13题、上海卷第15题、全国Ⅱ卷第22题，2006年全国Ⅰ卷第22题均通过实验题的形式进行考查。
2007年江苏卷第9题以选择题形式考查。
三. 重难点解析：1、伏安法测电阻原理分析：(我们不讲基本概念，但是要求简单的列出来。
我们的重点是总结、归纳、提高，突出重点难点，指出学生容易犯的错误，给出避免的方法。
)（1）测量原理：根据欧姆定律R U I =，得到I UR =，用电压表测出电阻两端的电压和通过电阻的电流，就可以求出电阻，这种测量电阻的方法叫伏安法。
可见，为了减小误差，该电路适合测大电阻，即A R R >>R R I U R =真可见，为减小误差，该电路适合测小电阻，即V R R << 题型1、伏安法实验原理问题：用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时，可采用试接的办法，如图所示。
让电压表一端先后接到b 点和c 点，观察两个电表的示数，若电流表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟________表的内阻可以比拟。
电压表的两端应接在a 、________两点；若电压表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟_________表的内阻可比拟，电压表应接在a 、________两点。
答案：电压 c电流b变式：用伏安法测金属电阻x R （约为Ω5）的值。
高中伏安法测电阻练习题及讲解伏安法是高中物理中常用的一种测量电阻的方法，它通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流来计算电阻值。
以下是一些练习题，以及相应的讲解。
练习题一：某电阻器的额定电压为12V，额定电流为0.5A，求该电阻器的电阻值。
解答：根据欧姆定律，电阻R等于电压U除以电流I，即R = U/I。
将题目中的数据代入公式，得到R = 12V / 0.5A = 24Ω。
因此，该电阻器的电阻值为24欧姆。
练习题二：在实验中，测量一个未知电阻的电压为3V，电流为0.2A，求该电阻的阻值。
解答：同样使用欧姆定律，R = U/I。
将实验数据代入公式，得到R = 3V / 0.2A = 15Ω。
所以，该未知电阻的阻值为15欧姆。
练习题三：若要测量一个电阻的阻值，但手头只有电压表，没有电流表，应该如何操作？解答：在这种情况下，可以采用串联一个已知阻值的电阻和一个电流表来间接测量。
首先，将待测电阻与已知电阻串联，然后测量两端的电压。
通过已知电阻的阻值和电流表读数，可以计算出待测电阻两端的电压，再利用欧姆定律计算出待测电阻的阻值。
练习题四：在测量电阻时，如果电流表和电压表的内阻对测量结果有影响，应该如何减小这种影响？解答：为了减小电流表和电压表内阻对测量结果的影响，可以采用以下方法：1. 选择内阻较高的电流表和内阻较低的电压表。
2. 在测量时，尽量使电流表与待测电阻并联，电压表与待测电阻串联，这样可以减少电流表内阻对测量电流的影响，以及电压表内阻对测量电压的影响。
3. 多次测量取平均值，以减小误差。
练习题五：在实验中，如果发现测量的电阻值与标称值有较大偏差，可能是什么原因？解答：电阻值测量出现较大偏差可能由以下原因造成：1. 接触不良，导致接触电阻增大。
2. 电阻器受温度影响，导致阻值变化。
3. 测量仪器精度不够，导致读数误差。
4. 实验操作不当，如电流表和电压表的连接方式不正确。
通过这些练习题和讲解，希望能帮助同学们更好地理解和掌握伏安法测量电阻的方法。
伏安法试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 伏安法测量电阻时，下列说法正确的是（）。
A. 电压表应与被测电阻并联B. 电流表应与被测电阻串联C. 电压表应与被测电阻串联D. 电流表应与被测电阻并联答案：B2. 伏安法测量电阻时，如果电流表读数为0.5A，电压表读数为 2.5V，则该电阻的阻值为（）。
A. 5ΩB. 2.5ΩC. 1ΩD. 10Ω答案：A3. 在伏安法中，如果电流表的读数突然增大，可能的原因是（）。
A. 电路短路B. 电压表损坏C. 电阻减小D. 电流表损坏答案：A4. 伏安法测量电阻时，下列说法错误的是（）。
A. 电流表和电压表的内阻不能忽略B. 电流表和电压表的内阻应尽可能小C. 电流表和电压表的内阻应尽可能大D. 电流表和电压表的内阻对测量结果影响不大答案：C5. 伏安法测量电阻时，下列说法正确的是（）。
A. 测量值与真实值之间存在误差B. 测量值与真实值之间没有误差C. 测量值总是大于真实值D. 测量值总是小于真实值答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 伏安法测量电阻时，电压表的内阻应该______。
答案：足够大2. 伏安法测量电阻时，电流表的内阻应该______。
答案：足够小3. 伏安法测量电阻时，如果电流表读数为1A，电压表读数为10V，则该电阻的阻值为______。
答案：10Ω4. 伏安法测量电阻时，为了减小误差，应该______。
答案：多次测量取平均值5. 伏安法测量电阻时，如果电流表读数为0.2A，电压表读数为4V，则该电阻的阻值为______。
答案：20Ω三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述伏安法测量电阻的基本原理。
答案：伏安法测量电阻的基本原理是通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流，利用欧姆定律（V=IR）计算出电阻值。
2. 在使用伏安法测量电阻时，为什么需要多次测量取平均值？答案：多次测量取平均值可以减小随机误差，提高测量结果的准确性和可靠性。
一、伏安法测电阻
1．原理：根据欧姆定律R＝U
I
，只要测量出待测电阻R x两端的电压U及流过的电流I即可．
2．测量器材：电流表、电压表
3
4、两种电路的选择
①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内偏大，小外偏小”．
②临界值计算法：
当R x<R V R A时，用电流表外接法．
当R x>R V R A时，用电流表内接法．
③实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．
二、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法
2.两种接法的适用条件
(1)限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．因为Rx小，限流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大．
(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)．因为Rx大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节
3．两种接法的选择原则
(1)在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低．
(2)若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法．
(3)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法．
(4)若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法．
4、典型题
一、伏安法测电阻
1、如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：
待测电阻Rx阻值在900 Ω～1 000 Ω之间
电源E 具有一定内阻，电动势约9.0 V
电压表V1 量程2.0 V，内阻r1＝1 000 Ω
电压表V2 量程5.0 V，内阻r2＝2 500 Ω
电流表A 量程3.0 A，内阻r＝0.10 Ω
滑动变阻器R 最大阻值约100 Ω，额定电流0.5 A
开关S、导线若干
（1）为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量选用哪些
电表？（2）画出余下的电路连线
1.【答案】测量Rx阻值的电路如图
解析由于待测电阻约为1 000 Ω，滑动变阻器阻值为100 Ω，且要使电表
读数有较明显的变化，因此滑动变阻器应采用分压接法，由于加在待测电阻的最
大电流约为10 mA，显然3 A的电流表不能用，因此将V1当作电流表使用．由
于V1表的电压能够测量，故采用V1表内接法．时电表的读数大于其量程的一半，
而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化．请用实线代表导线，在所给
的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路．
2、某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表(量程100 μA，内阻约2 kΩ)
B．电流表(量程500 μA，内阻约300 Ω)
C．电压表(量程15 V，内阻约100 kΩ)
D．电压表(量程50 V，内阻约500 kΩ)
E．直流电源(20 V，允许最大电流1 A)
F．滑动变阻器(最大值1 kΩ，额定功率1 W)
G．电键和导线若干
电流表应选____________，电压表应选____________．(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
①____________________________________________；
②_____________________________________________.
2.【答案】B C①电流表应采用内接法．②滑动变阻器应采用分压式接法．
（a P
Q
（b 解析 最大电流I m ＝E R x ＝20
25×103 A ＝800 μA ，故电流表应选B.电源电动势20 V ，电压表D 的量程为50 V ，测量
误差过大，故应选C.
①R 0＝R A R V ＝0.3×500 kΩ＝150 kΩ<R x ，故电流表应采用内接法．
②由于滑动变阻器最大阻值比被测电阻小很多，为了便于调节和为了保证电表的安全，滑动变阻器应采用分压式接法．
3．太阳能是一种清洁、绿色能源。
在上海举办的20XX 年世博会上，大量使用了太阳能电池。
太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；在没有光照时，可以视为一个电学器件。
某实验小组通过实验，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I -U 特性。
所用的器材包括：太阳能电池，电源E ，电流传感器，电压传感器，滑动变阻器R ，开关S 及导线若干。
（1）为了描绘出完整的I -U 特性曲线，在图a 中A 处接________传感器，B 处接________
传感器，并将图(a)连成完整的实验电路图。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，
描点绘出了如图(b)的I -U 图像，图中PQ 为
过P 点的切线。
由图可知，当电压小于2.00V
时，太阳能电池的电阻________（选填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V 时，太阳
能电池的电阻约为______Ω。
答案．（1）电压；电流。
（
2）很大；1.0×103（965～1040）。
4、碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜。
己知某碳膜电阻阻值约为10Ω，其结构如图实－8－9所示，现通过实验测定碳膜厚度，备用器材如下：
图实－8－9
A ．电流表(量程0～0.6 A ，内阻约0.2 Ω)
B ．电流表(量程0～3 A ，内阻约0.03 Ω)
C ．电压表(量程0～3 V ，内阻约30 k Ω)
D ．电压表(量程0～15 V ，内阻约150 k Ω)
E ．滑动变阻器(最大值为2 Ω)
F ．滑动变阻器(最大值为20 Ω)
G ．滑动变阻器(最大值为200 Ω)
H．学生电源(4 V)
I．螺旋测微器
J．游标卡尺
实验主要步骤：
(1)用伏安法较准确地测量电阻的阻值。
电流表选________，电压表选________，滑动变阻器选________。
(填标号)
(2)在虚框中画出电路图
(3)若测得电阻值为R，该材料的电阻率为ρ，则碳膜厚度的表达式为：d＝________(用R、D、L、ρ表示)。
[解析](1)电源电动势为4 V，故电压表选用0～3 V的C；
电路中最大电流为I m＝U m
R x＝
3 V
10 Ω＝0.3 A，故电流表选用
0～0.6 A的A；可采用限流法接入滑动变阻器，其所需最
大阻值为R m＝U m
1
2I m
＝
3 V
0.15 A＝20 Ω，故选用20 Ω的F。
(2)被测电阻为小电阻，故电路采用电流表外接法；电路无特殊要求，可采用限流法接入滑动变阻器。
电路如图所示。
(3)由电阻定律有：R＝ρL
S，得：S＝ρ
L
R，由于膜很薄，故可
将其截面看成是矩形，其宽即为膜厚度，由几何关系得：d
＝S
＝
ρL。
5、用伏安法测量某一电阻R x 阻值，现有实验器材如下：待测电阻R x （阻值约5 Ω,额定功率为1 W ）；电流表A 1（量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω）;电流表A 2（量程0~3 A ，内阻0.05 Ω）;电压表V 1（量程0~3 V ，内阻3 k Ω）;电压表
V 2（量程0~15 V ，内阻15 k Ω）;滑动变阻器R 0（0~50 Ω）,蓄电池（电动势为6 V ）、开关、导线.为了较准确测量R x 阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图.
【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻R x ，故首先考虑滑动变阻器的限流接法
【解析】由待测电阻R x 额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻R x 的额定电压、额定电流的值约为
U =51⨯≈PR V ≈2.2 V,I =5/1/≈R P A=0.45 A.则电流表应选A 1，电压表应选V 1.
又因30002.0⨯=
⨯V A R R =24.5 Ω＞R x ，则电流表必须外接.
因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻R x ，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻R x 上的最小电流为I min =
50
56
+=
+R E E x =0.11 A ＜I 额，因该实验没有对电流、电压的调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图10-4所示.
图10-4
6、。
