电阻测量的六种方法..doc

电 阻 测 量 的 六 种 方 法 江苏省扬中高级中学 212200 祝伟 电阻的测量是恒定电路问题中的重点，也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法，从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一．欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理 它的结构如图1,由三个部件组成：G是内阻为Rg、 满偏电流为Ig的电流计。R是可变电阻，也称调零电阻， 电池的电动势为E，内阻为r。 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。 当红、黑表笔接上待测电阻Rx时，由闭合电路欧姆定律可知： I = E/（R+Rg+Rx+r）= E/（R内+RX） 由电流的表达式可知：通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比，但存在一一对应的关系，即测出相应的电流，就可算出相应的电阻，这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2．使用注意事项： （1） 欧姆表的指针偏转角度越大，待测电阻阻值越小，所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反，即左大右小；电流表、电压表刻度是均匀的，而欧姆表的刻度是不均匀的，左密右稀，这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。 （2）多用表上的红黑接线柱，表示＋、－两极。黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极，电流总是从红笔流入，黑笔流出。 （3）测量电阻时，每一次换档都应该进行调零 （4）测量时，应使指针尽可能在满刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3区域） （5）测量时，被测电阻应和电源、其它的元件断开。 （6）测量时，不能用双手同时接触表笔，因为人体是一个电阻，使用完毕，将选择开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压的最高档或OFF档。 二．伏安法测电阻 1．原理：根据部分电路欧姆定律。 2．控制电路的选择 控制电路有两种：一种是限流电路（如图2）； 另一种是分压电路。（如图3） （1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图3，其输出电压由ap之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3．测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。 （1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图4、图5 （2）电流表内、外接法的选择， ①、已知RV 、 RA及待测电阻RX的大致阻值时 若＞，选用内接法，＜，选用外接法 ②不知RV 、 RA及待测电阻RX，采用尝试法，见图6，当电压表的一端分别接在a、b两点时，如电流表示数有明显变化，用内接法；电压表示数有明显变化，用外接法。 （3）误差分析： 内接时误差是由于电流表分压引起的，其测量值偏大，即R测 ＞R真； 外接时误差是由于电压表分流引起的，其测量值偏小，即R测＜R真。 4．伏安法测电阻的电路的改进 如图7、图8的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差，为什么？怎样测量？ 三．桥式电路测电阻 原理：如图9的电路称为桥式电路，一般情况下， 电流计中有电流通过，但满足一定的条件时，电流计中 会没有电流通过，此时，称为电桥平衡。 处于电桥平衡时，图中A、B两点电势相等，因此电路 结构可以看成：R1R2和R3R4分别串联，然后并联； 或R1R3和R2R4分别并联，然后再串联。 2．电桥平衡的条件：R1×R4=R2×R3（自己推导） 3．测量方法 如图10，连接电路，取R1、R2为定值电阻， R3为可变电阻箱（能够直接读出数值）， Rx为待测电阻。调节R3，使电流计中的 读数为零，应用平衡条件，求出Rx。 四．半偏法测电阻 1．半偏法测电流表内阻 测量方法：电流表半偏法测电阻的电路图如图11， R为滑动变阻器，R0为电阻箱，G为待测电流表内阻。 实验时，先合上S1，断开S2，调节R使电流计的指针 满偏；再合上S2，调节R0使电流计的读数为满刻度的 一半，这时，电阻箱的数值即为电流计的内阻。 （注意：实验前，变阻器的阻值应放在最大位置； 调节R0时，R不动） （2）测量原理：S2打开时，设电流表满偏电流Ig=， 因为R》Rg，R》r，所以Ig≈E/R，当S2闭合时，R0和Rg并联