高中物理电阻的测量方法

实验1：描绘小灯泡伏安特性曲线,实验电路,误差来源：,测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；描绘IU线时作图不准确造成的偶然误差。,(1)按照如图所示的电路图连接成实验电路（安培表外接，变阻器用分压式，开关处于断开状态，变阻器触头位于电压表读数为零处）。,实验步骤,(3)在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴建立坐标系。在坐标系上描出各组数据所对应的点，将描出的点用平滑的曲线连结起来。就得小灯泡的伏安特性曲线。,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,(4)拆除电路，整理仪器。,实验步骤,注意事项因本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法；电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。UI图线中，电阻是某点与原点连线的斜率。,实验2：测金属的电阻率,实验目的:用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。,实验原理:,实验器材:,被测金属导线，直流电源（4V）,电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50）,电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。,实验步骤:,1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S.,2按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。,3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度l,反复测量3次,求出其平均值。,4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。,5.将测得的R、l、d值,代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。,6拆去实验线路，整理好实验器材。,注意事项:,1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。,2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。,3实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。,4闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。,5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用00.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。,例.测定金属丝的电阻（阻值35）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在00.6A之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。,解:实验电路图如图示,连线图如图示。,举例说明,1.定值电阻的测量方法,专题、电阻的测量,（1）“伏安法”测电阻-常规且重要,（3）“替代法”测电阻-等效替换,（5）多用电表测电阻-快捷但粗糙,（2）“伏安法”测电阻拓展-发展方向,（4）“比较法”测电阻-原理串联分压并联分流,限流器电路，安培表内接法,限流器电路，安培表外接法,分压器电路，安培表内接法,分压器电路，安培表外接法,常规的伏安法”测电阻,伏安法测电阻之发散思维,2“安安法”,电流表的创新使用测电压,条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用,1“伏安法”测电压表的电阻,电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻,没有系统误差,没有系统误差,此电路能否测量出电流表的内阻？,根据并联分流进行测量,没有系统误差,3“伏伏法”,电压表的创新使用测电流,条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用,没有系统误差,存在系统误差,能否消除？,根据串联分压进行测量,没有系统误差,没有系统误差,【备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。,3替代法测量电阻,利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻可避免这些误差实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这样的电阻箱便是待测电阻的阻值,（1）原理,（2）电路,用电阻箱和电流表测量,用电阻箱和电压表测量,1.原理,半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻,2.电路,3.步骤,1.先闭合S1，调节R1使电流表指针满偏.,2.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值.,3.若R1100R2，有Rg=R2,半偏法测电流表的电阻,原理,Pa间的总电压基本不变,并联分流,干路中的电流基本不变,串联分压,误差分析,并联分流,满偏时Pa之间电阻,半偏时Pa之间电阻,串联分压,4.误差分析,在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开关S2时，调节R2使电流表半偏，即通过电流表的电流为Ig/2，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，即比Ig稍大，这样通过R2的电流将大于Ig/2，因此电流表内阻的测量值小于真实值,5.半偏法测电压表的内阻,R测R真,1.把电阻箱R0的阻值调到0，把滑动变阻器的触头P滑到a端,3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值.,4.若RRV，有Rg=R0,2.闭合开关S，调节R使电压表指针满偏.,半偏法测电压表的内阻,半偏法测电流表的内阻,电路,实验条件,实验步骤,1.把滑动变阻器的触头P滑到a端把电阻箱R0的阻值调到0,1.把滑动变阻器R1的电阻调到最大，把电阻箱R2的阻值调到0,2.闭合开关S，调节R使电压表指针满偏.,2.先闭合S1，调节R1使电流表指针满偏.,3.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值,则Rg=R2.,3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值,则RV=R0.,例：伏安法测电阻某同学为了较精确的测量一阻值约为20的电阻Rx的阻值.在以下备选器材中电流表应选_,电压表应选_,变阻器应选_.（只填写器材对应的字母）电源E（电动势3V、内阻可忽略不计）,电流表A1（量程50mA，内阻约12）,电流表A2（量程3A，内阻约0.12）电压表V1（量程3V，内阻约3k）电压表V2（量程15V，内阻约15k）滑动变阻器R1（010，允许