电阻测量方法大全DOC.docx

1、电阻测量方法大全DOC电阻测量方法大全一、滑动变阻器两种电路接法的选择滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取.（一）、 电学实验中电路和器材的选择 基本原则：安全不损坏实验器材；精确尽可能减小实验误差；方便在保证实验正常进行的前提下，选用的电路和器材应便于操作，读得的数据便于处理。 实验器材的选取：a 电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流。b 用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。c 电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。d 电压表和电流表的指针应指到满偏刻度三分之二的位置左右。(二)、下列三种情况必须选用分压式

2、接法（1）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法.（2）当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法（3）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法. (三)、下列情况可选用限流式接法（1）测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.（2）电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，

3、采用限流式接法.（3）没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.下面举例说明：例一电阻额定功率为0.01 W，阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 k.现有下列仪表元件，试设计适当的电路，选择合适的元件，较精确地测定其阻值.电流表，量程0300 A，内阻150 ；电流表，量程01000 A，内阻45 ；电压表，量程03 V，内阻6 k；电压表，量程015 V，内阻30 k；电压表，量程050 V，内阻100 k；干电池两节，每节电动势为1.5 V；直流稳压电源，输出电压6 V，额定电流3 A；直流电源，输出电压24 V，额定电流0.5 A

4、；直流电源，输出电压100 V，额定电流0.1 A；滑动变阻器，050 ，3 W；滑动变阻器，02 k，1 W；电键一只，连接导线足量. 分析：由于现有器材中有电流表和电压表，故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值.又因待测电阻为一大电阻，其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近，故应该采用电流表内接法.由于现有滑动变阻器最大阻值比待测电阻小得多，因此，若用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电压，只能采用分压接法，如图（否则变阻器不能实现灵敏调节）.为了确定各仪表、元件的量程和规格，首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算：最大电流为Im500A；最大电压Um20 V.由于实验中的电流和电压可以小于而不能超

5、过待测电阻的额定电流和额定电压，现有两个电流表内阻相近，由内阻所引起的系统误差相近，而量程01000 A接入电路时，只能在指针半偏转以下读数，引起的偶然误差较大，故选用量程为0300 的电流表.这样选用电流表后，待测电阻上的最大实际电压约为310440103 V12 V，故应选用量程为15 V的电压表，由于在图中所示的电路中，要实现变阻器在较大范围内灵敏调节，电源电压应比待测电阻的最大实际电压高，故电源应选输出电压为24 V一种（其额定电流也远大于电路中的最大实际电流，故可用）. 关于变阻器的选择，由于采用分压接法，全部电源电压加在变阻器上.若是把050 的变阻器接入电路，其上的最小电流（对应

6、于待测电路断开）约为2450 A0.5 A，最小功率约为0.2550 W12.5 W，远大于其额定功率；而02 k的变阻器接入电路，其最大电流（对应于滑动键靠近图中变阻器A端）约为并联电路总电流0.0136 A，小于其额定电流0.2024 A.故应选02 k的变阻器二、测量电阻方法1.伏安法测电阻(1)原理:部分电路欧姆定律(2)电流表外接法,如图1所示，测量值偏小。系统误差原因:伏特表V分流适用于测量小阻值电阻.因为RX越小,V分流越小,误差越小(3)电流表内接法,如图2所示.，测量值偏大。系统误差原因:安培表A分压适用于测大阻值电阻,因为RX越大,A分压越小,误差越小(4)内、外接法的选用

7、方法在知道RX,RV,RA的大约值时,可用估算法.时,选外接法时,选内接法在不知道RX,RV,RA大约值时,可用试触法,如图3所示.触头分别接触a、b:如V变化大,说明A分压大,应选外接法；如A变化大,说明V分流大,应选内接法.【例3】(1)某同学欲测一电阻RX (阻值约300)的阻值,可供选择的仪器有:电流表A1:量程10mA;电流表A2:量程0.6A;电压表V1:量程3V;电压表V2:量程15V;电源电动势为4.5V.该同学先按图4接好电路,闭合S1后把开关S2拨至A时发现两电表指针偏转的角度都在满偏的4/5处;再把开关S2拨至b时发现.其中一个电表的指针偏角几乎不变,另一个电表指针偏转到

8、满偏3/4处,则该同学在实验中所选电压表的量程为_,所选电流表的量程为_RX的测量值为_.(2)如果已知上述电压表的内阻RV和电流表的内阻RA,对S2分别拨至a和b两组测量电路(电压表和电流表测量值分别用U1,U2,I1,I2表示),则计算电阻RX的表达式分别为_、_(用测量值和给出的电表内阻表示). 解析电路的最大电流Im=E/RX=15mA, RX上最大电压不超过4.5V,则电压表选用3V量程,而电流表选用10mA量程, S2由a拨至b时V示数会增大一些,A示数减小一些,由题干知:V示数几乎不变,而A指针偏转至满偏3/4处,则A分压小,选内接法误差小, RX测量值为: 答案(1)3V 10

9、mA 320(2) S2拨至a时, S2拨至b时, 2.安安法测电阻若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。(1)如图5甲所示,当两电表所能测得的最大接近时,如果一直A1的内阻R1,则测得A2的内阻R2=I1R1/I2.(2)如图6乙所示所示,当两电表的满偏电压UA2UA1时,A1串联一定值电阻R0后,同样可测得A2的内阻R2=I1(R1+R0)/I2.【例4】用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材(代号)与规格如下:电流表A1(量程300mA,内阻r1为5);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5);待测电阻R1(阻值约为100);滑动变阻器R2（最大阻值10）电源

10、E(电动势约为10V,内阻r约为1);单刀单掷开关S,导线若干.(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路图原理图,并表明每个器材的代号.(2)实验中,需要直接测量的物理量是_,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1=_.答案(1)实验电路如图7所示(2)两电流表A1、A2的读数为I1、I2,待测电阻R1阻值的计算公式是R=I1 r /（I2-I1）.3.伏伏法测电阻电压表内阻已知,则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用.(1)如图8所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1,则可测出V2的内阻R2=U2 R1/U1(2)如图9所示,两电表的满偏电流IV1R0时,测量误差

11、小,此方法比较适合测大阻值的灵敏电流表的内阻,且电阻的测量值偏大.方法二:如图16所示,测量电流表A的内阻,操作步骤如下:1 断开S2、闭合S1,调节R0,使A表满偏为I0;2 保持R0不变,闭合S2,调节R,使A表读数为I0/2;3 由上可得RA=R.注意:当R0RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且电阻的测量值偏小.电源电动势应选大些的,这样A满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小.(2)半偏法近似测量电压表内阻方法一:如图17,测量电压表V的内阻,操作步骤如下:1 闭合S,调节电阻箱阻值为R1时,测得V表示数为U1;2 改变电阻箱阻值为R2时,测

12、得V表示数为U1/2;3 得RV=R2-2R1.注意:在电源内阻忽略不计时,测量误差才小.这个方法也可测大阻值的G表内阻,若考虑电源内阻,此法测量值偏大.方法二:如图18所示,测量电压表V的内阻,操作步骤如下:1 滑动变阻器的滑片滑至最右端,电阻箱的阻值调到最大;2 闭合S1、S2,调节R0,使V表示数指到满刻度;3 打开S2,保持R0不变,调节R,使V表指针指到满刻度的一半;4 由上可得RV=R.注意:滑动变阻器总电阻应尽量小一些,这样测量误差才会小,且RV测量值偏大.8.欧姆表测量电阻(1)测量原理:闭合电路欧姆定律.(2)仪器构造:如图19所示,包括电流表G(Rg、Ig)、调零电阻R、电

13、源(E、r).注意:红表笔接电源的负极.(3)调零机械调零:多用电表与外电路断开时,指针没有指到零电流刻度处,就可用螺丝刀调节表盘上的机械调零旋纽使指针归零.电阻调零及测量原理a. 如图19所示,当红、黑两表笔短接时,调节R,使电流表指针达到满偏电流(即调零),此时指针所指表盘上满刻度处对应的两表笔间电阻为0,所以电流表的满刻度处被顶为电阻挡的零点,这时有Ig=E/R+Rg+r.b. 当两表笔间的接入待测电阻RX时,电流表的电流为IX=E/(R+Rg+r)+RX.当RX改变,IX随着改变,即每一个RX都有一个对应的IX,将电流表表盘上IX处标出对应的RX值,就构成欧姆表的表盘,只要两表笔接触待

14、测电阻两端,即可在表盘上直接读出它的阻值,如图20所示,当RX=R内=Rg+r+R时,指针指到中央,可见中值电阻即该欧姆阻挡的内阻.由于电流I与RX不是线性关系,所以欧姆表盘上的刻度线是不均匀的,由右向左逐渐变密.(4)欧姆表的读数:带测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数,为减小读数误差,指针应指表盘1/3到2/3的部分,否则需换挡.注意:换挡后,需重新进行电阻调零.9.消除电流表和电压表内阻对测量结果的影响【例6】伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响,无论电流表内接还是电流表外接都存在系统误差,为消除系统误差而设计的补偿电路如图21所示.完成下列实验步骤并写出待测电阻RX阻值的表达式.1 先将S1

15、闭合.2 将S2与“1”闭合,调节R,读出电压表读数U1,安培表读数I1.3 _.4 根据上述测量结果,算出RX=_.答案将S2与“2”闭合,调节R,读出电压表读数U2,电流表读数I2U1/I1-U2/I2实验测试1、在图22中,R1、R2是两定值电阻,R1的阻值很小，R2的阻值很大,G是一灵敏电流计,S1、S2为开关.下列判断正确的是( )A.只闭合S1时,M、N之间是一个电压表B.S1、S2都闭合时,M、N间是一个电流表C.只闭合S2时,M、N间是一个电压表D.S1、S2都断开时,M、N间是一个电压表2.要测量一只量程已知的电压表的内阻,现有如下器材: A.待测电压表(量程3V,内阻约为3

16、k); B.电流表(量程3A,内阻约0.01); C.电制电阻(阻值R=2k,允许通过的最大电流0.5A); D.电源(电动势2V,内阻值可忽略); E.开关两只; F.导线若干;要求从图23甲、24乙电路中选择一个电路,利用这个电路完成测量.1 选_(填“甲”或“乙”)电路.你不选另一电路的理由是_.2 实验中需要直接测量的物理量是_.电压表内阻的极端公式RV=_.3.实验室有一个破损的多量程动圈式支流电流表,有“1mA”、“10mA”两挡,有一个单调双掷开关S转换,其内部电路如图25所示.若电流表的G已烧坏,但两个精密分流电阻完好,测得R1=144,假如烧坏前表头G的内阻rg=160,则表

17、头G的实际满偏电流Ig=_,精密分流电阻R2=_.现有以下备选器材用于修复:A. 灵敏电流表G1,内阻为660,满偏电流为0.2mA;B. 灵敏电流表G2,内阻为120,满偏电流为0.5mA;C. 定值电阻r1,阻值为40;D. 定值电阻r2,阻值为100;现保留两个精密电阻不动,根据表头参数,用于修复的器材有_和_.(只填器材序号)在虚线框内画出修复后的直流电流表电路原理图.4.在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差,某校课外研究学习小组进行了消除系统误差的探究实验,某组设计里如图27所示的电路,该电路能够测量电源的电动势E和内电阻r,E1是辅助电源,A、B两点

18、间有一灵敏电流计G.(1)补充下面实验步骤:闭合开关S1、S2,调节_使得灵敏电流计G的示数为零,这时,A、B两点的电势A、B的关系是A_B,即A、B相当于同一点,读出电流表和电压表的示数I1和U1,其中I1就是通过电源E的电流.改变_值,重新使得灵敏电流计G的示数为零,读出_.(2)通过步骤、的测量,写出计算电源电动势和内阻的表达式.5、要测定一块电流表A的内阻（量程05mA，内阻r约为500），某同学在实验室找到了如下器材：电源E（3V，内阻未知）电压表V（015V，内阻约为5k）电阻箱R1（0999.9）滑动变阻器R2（010）电键开关一只、导线若干该同学想利用半偏法测该电流表的内阻，为

19、了测量尽量精确，请帮忙在方框中画出设计电路图；简要说明测量操作步骤1） 2） 写出r的测量值的表达式，r 。6、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“2.2V，0.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有 A. 直流电源6V（内阻不计） B. 直流电流表03A（内阻0.1以下） C. 直流电流表0300mA（内阻约为5） D. 直流电压表03V（内阻约为15k） E. 滑动变阻器10，2A F. 滑动变阻器1k，0.5A 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。 （1）实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_。（均用仪器前的字母表示） （2）在下面的虚线框中按要求画出实验电路

20、图。7、某同学做“测定金属电阻率”的实验。需要通过实验直接测量的物理量有： （写出名称和符号）。这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）A电池组（3V，内阻约1）；B电流表（03A，内阻约0.025）C电流表（00.6A，内阻约0.125）D电压表（03V，内阻约3k）E电压表（015V，内阻约15k）F滑动变阻器（020，额定电流1A）G滑动变阻器（01000，额定电流0.3A）H开关、导线。实验时应选用的器材是（填写各器材的字母代号）。 请在下面的虚线框中画出实验电路图。 这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。由图

21、中电流表电压表读数可计算出金属丝的电阻为。8、有一段粗细均匀的导体，现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率，若已测得其长度和横截面积，还需要测出它的电阻值Rx。有两位同学所设计的测量电路的一部分分别如图7甲、乙所示，若分别用这两个电路进行实验，则测量值比真实值偏小的应是_图所示的电路。（选填“甲”或“乙”）若已知这段导体的电阻约为30，要尽量精确的测量其电阻值，除了需要导线、开关以外，在以下备选器材中应选用的是 。（只填写字母代号）A电池（电动势14 V、内阻可忽略不计）B电流表（量程00.6 A，内阻约0.12）C电流表（量程0100m A，内阻约12 ）D电压表（量程03 V，内阻约3

22、k）E电压表（量程015 V，内阻约15 k）F滑动变阻器（010，允许最大电流2.0A）G滑动变阻器（0500 ，允许最大电流0.5 A）请在方框中画出测量这段导体电阻值的实验电路图（要求直接测量量的变化范围尽可能大一些）。根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图8所示，发现MN段明显向上弯曲。若实验的操作、读数、记录和绘图描点等过程均正确无误，则出现这一弯曲现象的主要原因是 。实验测试答案1、BC2、乙，甲图中电流约为过小，使得A无法读数。S1闭合后，V的示数U1；再闭合S2，此时V的示数U23、0.5mA 16BC4、（1）、R1、R2；R1、R2；U2、I2（2）、5、设计图如图. 1）闭合开关，将电阻箱电阻调为零，调节滑动变阻器，使得电流表达到满偏；2)不改变滑动变阻器位置，调节电阻箱阻值，使得电流表半偏，读取电阻箱R.则电流表内阻测量值rR.6、（1）C；E。 （2）如图所示。7、加在金属丝两端的电压U，通过金属丝的电流I，金属丝的长度L，金属丝的直径D ACDFH 电路图如右图所示5.2 8、甲 ABEF如图所示 随着导体中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大