探究伏安法测电阻新思路

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1、探究“伏安法”测电阻新思路程毓敏应继祥（浮梁县第一中学江西景德镇333400）摘要：“伏安法”测电阻是用电压表（伏特表）和电流表（安培表）测量电阻的阻值，但是如果实验室缺少某一块电表或提供电表的量程与所需测量的数值大小不匹配时，你如何用“伏安法”来完成测量电阻的实验呢？这一问题同样可以从伏安法测电阻的原理得到启示来解决。关键词：探究实验伏安法测电阻一般意义上的“伏安法”测电阻，是用电压表（伏特表）和电流表（安培表）测量电阻的阻值，其原理是欧姆定律。即测量电阻两端的电压U和通过电阻的电流I，就可以计算电阻值。但是如果实验室缺少某一块电表或提供电表的量程与所

2、需测量的数值大小不匹配时，你如何用“伏安法”来完成测量电阻的实验呢？这一问题同样可以从伏安法测电阻的原理得到启示来解决。探究实验方案如下：探究1.试试电表相互代替1.1若缺少电压表，用电流表代替，条件是电流表内阻已知。当电流表内阻为已知量时，电流表两端的电压，可以代替电压表，此时电流表与待测电阻并联。例1：（2000年全国）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表的内阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。在虚线框内画出电路图，标明所用器材的代号。选测量数据中的一组来计算，则所用的表达式为=____，式中各符号的意义是：___

3、。器材（代号）规格电流表（）量程10mA，内阻待测（约）电流表（）量程500μA，内阻电压表（V）量程10V，内阻电阻（）阻值约，作保护电阻用滑动变阻器（）总阻值约电池（E）电动势1.5V，内阻很小电键（K）导线若干R1图1解析：要测A1的电阻，通过A1的电流值I1可由A1读出，只要能测出A1两端的电压U1，则可求出。测电压要用电压表，但是若将电压表与A1并联，电流表A1上的电压最多约为0.4V，而电压表的量程是10V，对于0.4V的电压来说，电压表的量程不匹配，不能用电压表测电压。而电流表A2的内阻r2知道，通过电流表A2的电流I2可以读出，因而A2两

4、端的电压。用A2代替电压表与A1并联，则U2即A1两端的电压。综上，电路图应如图1所示。表达式为，式中I1、I2分别是电流表A1、A2的读数，r1、r2分别表示电流表A1、A2的内阻。1.2若缺少电流表，用电压表代替。条件是电压表内阻已知，此时通过电压表的电流，可以代替电流表。例2：（2004年全国II卷）用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：图2电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1＝750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2＝2500Ω；滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K，导

5、线若干。（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图2上画出连线。（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx＝____。解析：（1）在这道题中，因为没有给电流表，而电压表的内阻为已知量，可用一个电压表来测量电流。在能满足读数要求的条件下，有两种可供选择的电路。如图3甲、乙两图所示。图3甲乙（2）采用图甲连线如图4-甲所示；采用图乙连线如图4-乙所示。图4-甲图4-乙（3

6、）或Rx=1.3若实验室中所给电流表或电压表的量程太小不匹配，但内阻已知，且题中有合适的定值电阻可用时，可以把电流表或电压表进行大量程改装后再测量。例3：用下列器材测量未知电阻Rx（约5Ω；允许通过的最大电流为3A）。电流表A1，量程0.6A，内阻约为0.5Ω；电流表A2，量程3A，内阻约为0.1Ω；定值电阻R0电阻为9900Ω；微安表μA，量程Ig=300μA，内阻Rg=100Ω；电源E，电动势6V，内阻约为0.01Ω；电键K、导线若干RR0uAA1RxES图5滑动变阻器R1，最大阻值20Ω，允许通过的最大电流3A；（1）请设计实验电路，标明所用器材的

7、符号。（2）若选测量数据中的一组来计算Rx，则所用的表达式为Rx=___。并说明式中测得量符号的意义是：____。解析：（1）本题中没有给电压表，只能用已知准确内阻的微安表测Rx两端的电压。但是，它测电压的量程（Ug=IgRg=0.03V）又太小，故可以把定值电阻R0与微安表串联，改做量程较合适的电压表使用，改装后可以测量的最大电压为：Um=Ig(Rg+R0)=3V。电路原理图如图5所示。注：由于流过Rx的最大电流约0.6A，故选电流表A1而不选A2测电流。（2）由图5可知：，式中Iμ为微安表μA的读数，I1为电流表A1的读数。探究2。.若实验室没有可供

8、替代的电表，则考虑用定值电阻或电阻箱代替电表。2.1当通过电阻R的电流已知时，其