测量电阻常用的6种方法

1、测量电阻常用的6种方法一、伏安法测电阻伏安法测电阻是电学实验的基础，是高考考查的热点，也是难点。它渗透在电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等。本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用。主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等。例1在伏安法测电阻的实验中，实验室备有下列器材：A.待测电阻Rx阻值约为10左右B.电压表Vi,量程6V,内阻约2kQC.电压表V2,量程15V,内阻约10kQD.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.2QE.电流表A2,量程3A,内阻约0.02QF.电源：电动势E=12VG.滑动变阻器R1,最大阻值10乌最大电流为2AH.滑动变阻器R2,最

2、大阻值50乌最大电流为0.2AI.导线、开关若干(1)为了较精确测量电阻阻值，尽可能多测几组数据，且两表读数大于量程一半。除A、F、I以外,还要在上述器材中选出该实验所用器材(填器材前面的字母代号)。(2)在虚线框内画出该实验电路图。解析(1)两表读数大于量程一半，根据题意电压表选Bo由欧姆定律知电路电流最大值I=R"=160A=0.6A,故电流表选D,滑动变阻器选阻值较小的Gortf)(2)因待测电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法，又变阻器采用分压式亮接法，电路如图所示。答案(1)BDG(2)见解析图二、伏伏法测电阻已知内阻的电压表可作电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常

3、用电压表代替电流表使用，这是设计电路中的高频考点。例2用以下器材可测量电阻Rx的阻值。待测电阻Rx,阻值约为600Q电源E,电动势约为6V,内阻可忽略不计；电压表Vi,量程为0500mV,内阻=1000附电压表V2,量程为06V,内阻r2约为10k留电流表A,量程为00.6A,内阻门约为1Q定值电阻Ro,Ro=60日滑动变阻器R,最大阻值为150Q;单刀单掷开关S一个，导线若干。1（1）测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的1,并能测量多组数据，请在虚线框中回出测量电阻3Rx的实验电路图。（2）若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=V2的读数，r1为电压

4、表各符号的意义是。（所有物理量用题中代表符号表示）解析（1）电路中的最大电流为Im=600-g=0.01A,电流表量程太大，可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成电流表，电压表选择V2即可，要求测量多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，电路如图所示。（2）流过被测电阻的电流为1=9+U1=U1R0"，被测电阻的阻值为Rx1R0R0门U2-U1U2U1R0r1="=o答案（1）见解析图U2U1R0r1(2)U1R0+r1U1为电压表V1的读数，U2为电压表IU1R0+P1V1的内阻，R0为定值电阻三、安安法测电阻已知内阻的电流表可作电压表使用，在缺少合适的电压表的情况下，常用电

5、流表代替电压表使用,这是电学设计电路的高频考点。例3（2019天津宝地区模拟）某待测电阻Rx的阻值约为200现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A.电流表A1（量程150mA,内阻约为10Q）B.电流表A2（量程20mA,内阻r2=30Q）C.电压表V（量程15V,内阻15kQ）D.定值电阻R0=100QE.滑动变阻器R,最大阻值约为10QF.电源E,电动势E=4V（内阻不计）G.电键S及导线若干1（1）测量时要求电表读数不得小于其量程的7,应选择的电表是。（填电表刖面白字母符号）3（2）请你在线框内画出测量Rx的实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。(3)若实验时电流表Ai的

6、读数为Ii,电流表A2的读数为I2,电压表V的读数为U,请根据画出的实验原理图，用已知的和测得的物理量表示Rx=。(用字母表示)解析(1)由于电源电动势为4V,电压表的量程为15V,达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可用电流表A2与定值电阻Ro串联扩大其电压量程，当作电压表与电流表Ai配合使用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表Ai采用外接法，改装的电压表电压量程为20mAX130融2.6V,滑动变阻器最大阻值为10乌无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法，因此为满足电表读数不得小于量程的三分之一，电表应选择A、B;(2)电流表A2与定值电阻Ro串联组成电压

7、表，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，实验电路图如图所示：半偏法近似测量电流表内阻UI2Ro+r2待测电阻两端电压U=l2(Ro+r2),通过待测电阻的电流Ix=I1I2,待测电阻Rx=J；=h_12。|2Ro+r2答案(1)AB(2)见解析图(3)1I1I2四、半偏法测电表内阻利用半偏法测量电流表或电压表内阻时，先不连接变阻箱或将变阻箱阻值调为零，使电流表或电压表的读数调至满偏，然后再串联或并联上电阻箱，调节电阻箱的阻值，使电表示数为满偏刻度的一半，则认为电阻箱的阻值与待测的电流表或电压表电阻相等。操作步骤两种测量电路将电阻箱R的电阻调到零；闭合S,调节Ro,使电流表®达到

8、满偏Io；保持Ro不变，调节R,使电流表区示数为微；由上得Ra=R。断开S2、闭合S1,调节Ro,使'表满偏为Io；保持Ro不变，闭合S2,调节R,使表读数为Io2；由上得Ra=R。滑动变阻器的滑片滑至最右端，电阻箱的阻值半偏法近似测量电压表内阻调到最大；闭合Si、S2,调节R0,使表示数指到满偏刻度；断开S2,保持R0不变，调节R,使总表指针指到满刻度的一半；由上得Rv=R。例4电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表©:量程3V,内阻约为3000Q电阻箱R0：最大阻值为99999.

9、9；滑动变阻器Ri：最大阻值100Q额定电流2A;电源E:电动势6V,内阻不计；开关两个，导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。(2)根据设计的电路，写出实验步骤：(3)将这种方法测出的电压表内阻记为Rv',与电压表内阻的真实值Rv相比，Rv'Rv(填>"'”或“V”)，主要理由是。解析(1)因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法。实验电路如图所示。!二二i,咫/(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关Si、S2,调节Ri,使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片

10、的位置不变，断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻。(3)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R两端的电压大于电压表的半偏电压，故Rv'>Rvo答案见解析五、等效替代法如图所示。(1)S接1,调节R2,读出也表示数为I；(2)S接2,R2不变，调节电阻箱Ri,使表示数仍为I;(3)由以上可得Rx=R。该方法的优点是消除了齿表内阻对测量的影响，缺点是电阻箱的电阻Ri不能连续变化。例5电流表Ai的量程为0200内电阻约为5000现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：电流

11、表A2：与Ai规格相同；滑动变阻器Ri：阻值020日电阻箱R2：阻值09999p保护电阻R3：阻值约为3k留电源：电动势E约1.5V、内电阻r约2Q(1)如图所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成。UY(2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤。a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置，再把电阻箱心的阻值调到(填“最大”或“最小”)。b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R,使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A2的示数I。c.断开S1,保持S闭合、R1不变，再闭合S2,调节R2,使电流表A

12、2的示数,读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1内电阻r=。解析(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻，因此必须采用分压接法，电路图如图所示。(2)a.实验前R2应该调节到最大，以保证电表安全；c.替代法最简单的操作是让A2示数不变，则可直接从R2的读数得到电流表的内电阻。答案(1)图见解析(2)a.最大c.再次为1(或仍为I)R0六、电桥法测电阻在a、b间接一灵敏电流计，如图所示，当其读数为零时即Uab=0,相当于a、b间断路，此时（ia=加,则有IR1=I'R3,IR2=I'R4,两式相除得R1R2R3=R-,即RlR4=R2R3,此时交叉电阻的乘积相等，所以知道其中任

13、意三个电阻就可以求出第四个电阻的阻值。例6（2017全国卷n）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100仆,内阻大约为2500的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器Ri、R2（其中一个阻值为200另一个阻值为2000日）电阻箱Rz（最大阻值为99999.9R电源E（电动势约为1.5V）;单刀开关Si和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。（2）完成下列填空：R1的阻值为做“20或“2000）为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中滑动变阻器的端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的

14、阻值置于2500.0R接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势（填“相等”或“不相等”）。将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为觥果保留到个位）。（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：解析（1）根据题中的原理图（a）,将题图（b）中的实物连线如图所示。(2)Ri起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即Ri的电阻为20乌为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器Ri的滑片C应移到左端，确保微安表两端电压为零；反复调节D的位置，使闭