测量电阻的几种方法

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测量电阻的几种方法文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

测量电阻的几种方法

伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一,也是历年中考重点考查的内容,但电阻的测量方法不局限于伏安法,具有一定的灵活性、技巧性、多样性,归纳总结近年考查题型,测量电阻(设电阻不受温度的影响)的方法主要有以下几种。

一、伏安法

例1. 有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线,你如何测出一个电阻器R的阻值

解析:1. 按图1所示电路图连接实验电路;

图1

2. 闭合开关,三次改变R’的值,分别读出两表示数;

3. 算出三次R的值,求平均值

33

2 1R

R

R

R +

+

=。

说明:这种方法的优点为:可多次测量求平均值,以减小测量误差。缺点

是:因为电压表的分流作用,测量结果偏小。

二. 分压法

(一)电压表和定值电阻替代法

例2. 有一个阻值已看不清楚的电阻器R,我们要测出它的阻值,但手边只有

一个电池组,一个电压表,一个已知阻值的电阻器R

和几根导线,你有办法测出R的阻值吗说出你的办法和理由。

解析:1. 如图2所示,将被测电阻R 与已知电阻R 0串联接入电路,先把电压表并联接在R 两端,测出电阻R 两端的电压U 1。

图2

2. 将电压表拆下,与R 0并联接入电路测出电阻R 0两端的电压U 2。

3. 求解:由

021R U R U =

,得02

1R U U

R =。

说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电压表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。

(二)电压表和滑动变阻器替代法

例3. 给你以下器材:一个电源(其电压未知),一个标有“20Ω,1A ”的滑动变阻器,导线若干,一个开关,一只电压表,一个待测电阻R x 。请你设计一个能测出R x 电阻值的电路。要求:

1. 画出你所设计的电路图(电压表连入电路后位置不可变动)。

2. 简要写出实验操作步骤。

3. 根据你所测出的物理量写出表达式R x =_________。

解析1:电路如图3所示。

图3

2. ①如图3所示连接电路,将滑片移到阻值为零的位置,记下电压表示数U 1。

②将滑片移到阻值最大位置,记下电压表示数U 2。

3. 求解:)

(202

12

Ω⨯-=

U U U R x

说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简单。缺点是:因为电压表的分流作用,测量结果偏小,且不能进行多次测量求平均值以减小误差。

(三)电压表和开关替代法

例4. 给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R 0、两个开关及几根导线,请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值,画出电路图,写出实验步骤及未知电阻的表达式。

解析:1. 如图4所示连接好电路,闭合“替代开关”S ,记下电压表示数U 1;

图4

2. 断开“替代开关”,记下电压表示数U 2;

3. 求解:因为

R U R U U 2021=-,所以02

12

R U U U R ⨯-=。

说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电压表应该接在较大的量程上,所以测量结果误差较大。

三. 分流法

(一)电流表和定值电阻替代法

例5. 现有电池组、电流表、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻R 0,没有电压表,你如何测出被测电阻的阻值

解析:1. 如图5所示,将被测电阻R 与定值电阻R 0并联接入电路,用电流表测通过被测电阻R 的电流I 1;

图5

2. 将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路,测出通过定值电阻R 0的电流I 2;

3. 求解:由021R I R I =得01

2

R I I R =

说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电流表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。

(二)电流表和滑动变阻器替代法

例6. 现有电池组、电流表、已知最大阻值的滑动变阻器、导线及开关,你如何测出被测电阻的阻值

解析:方法一:1. 如图6所示,将被测电阻与变阻器并联接入电路,滑片位于阻值最大位置,先用电流表测出通过变阻器电路I 1;

图6

2. 将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路中,测出通过被测电阻的电流I 2;

3. 求解:因为'12R I R I ⨯=⨯,

所以'2

1

R I I R ⨯=

说明:该方法的定值电阻等效于一个定值电阻,其缺点为:需要进行两次电流表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。

方法二:1. 如图7所示连接电路,滑片位于阻值最小的位置,记下电流表示数I 1;

图7

2. 滑片位于阻值最大的位置,记下电流表示数I 2;

3. 求解:因为)'(21R R I R I +⨯=⨯

所以'2

12

R I I I R ⨯-=

说明:这种方法优点为:使用元件少,操作简单;缺点是:不能进行多次测量以减小误差。

(三)电流表和开关替代法

例7. 有一个阻值看不清的电阻x R ,我们要测它的阻值,但手边只有一只电流表,一个已知阻值0R 的定值电阻,二个开关和几根导线:

1. 画出实验电路图。

2. 写出实验步骤。

3. 用测出量和已知量写出未知电阻x R 的表达式。

解析:因题中只有电流表可测出电流,而无法测知电压,故可根据并联电路电流分配规律求解(并联电路中电流的分配跟电阻成反比)。

(1)实验原理图如图8。

图8

(2)实验步骤:

①按图8连接好电路

②将电路瞬时接通,进行试触,若电流表指针偏转,不至过大,再接通电路。

③先闭合1S 断开2S ,测出通过0R 的电流0I ;再断开1S ,闭合2S ,测出通过

x R 的电流x I 。

④根据并联电路的分流规律进行计算:

即:x

x R R I I //00=