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1、伏安法测电阻规律总结江西省新干中学 王菊根 邮编：331300 电话：15979686389粗略测量被测电阻可用万用表的欧姆档进行测量，若要精确地测量被测电阻需要用到伏安法。伏安法测电阻的原理是R=即测出被测电阻两端的电压U和通过电阻的电流I根据公式R=求出被测电阻的阻 值，在测量的过程中，要减小误差提高测量的精确度，需要弄清电流表内接法和外接法误差产生的原因。一、内外接法的选择依据。两种接法比较如下：比较项目电流表内接法电流表外接法电路VRXARXAV误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表的测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大测量结果R测=Rx+RARx测量值偏大，Rx比R
2、A大得越多，误差越小R测=Rv与Rx并联的总电阻RA （大电阻）或 RxRv （小电阻）或 俗称“内大外小”被测电阻很大用内接法测量，测量值偏大。被测电阻很小用外接法测量，测量值偏小。二、分压式、限流式的选择依据。减小误差需进行多次测量，电路中需要连接滑动变阻器。滑动变阻器有两种连接方法，限流式和分压式。当被测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻小几倍时，用限流式接法便于操作，电路能耗较小，电路结构简单应优先考虑。在以下情况下必须采用分压式要使被测元件中的电压或电流从零开始连接调节，只有分压接法才满足。如果实验所提供的电表量程或元件允许的最大电流很小，若采用限流接法，无论怎样调节，电路中实际电流（
3、或电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），必须采用分压式。当滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻时，若采用限流式，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量求平均值或用图象处理数据，应选择分压接法。三、器材、量程的选择。1、遵循三个原则：安全可行，如电路中电流测量电路两端的电压不能超过所用器材允许的最大值。减小误差，如选择电流表，电压表量程时应考虑尽可能减小测量值的相对误差，使指针偏转角要尽可能的大些，一般应偏转到满刻度的左右。要便于操作且省电。如选用滑动变阻器应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又要使滑动变阻器调节时能用到大部分电阻丝，且应注意若滑动变阻器选得过
4、大，调节过于迟钝，若过小则过于灵敏，不便于调节。2、选择仪器的一般步骤是：根据实验要求设计合理实验电路。根据供电电路连接方式选择滑动变阻器。根据负载的额定电流或电压选定电源，经估算选择电压表和电流表及所用量程。四、实例分析例1、欲用伏安法测定一个阻值约为12的电阻，要求测量结果尽量准确。下列器材中应选用的是 画出电路图：A、电池组（6V、内阻很小） B、电流表A1量程3A内阻约0.012C、电流表A2量程0.6A内阻约0.12 D、电压表V1量程6V内阻约6kE、电压表V2量程3V，内阻约为3k F、滑动变阻器R1（0-20、1A）G、滑动变阻器R2（0-200、0.3A） H、电键、导线RX
5、AV解析：电源电压6V，若选V2，R1调节范围很小，若选V2、R2调节过程中很难控制，所以电压表选V1，电流表选A2滑动变阻器选R1。所选器材为 A C D R H ，被测电阻小，用外接法。被测电阻小于变阻器的最大电阻，采用限流式。电路图为若仪器不足，没有电流表或电流表无法准确测出读数，应使被测电阻与已知电阻串联，通过算出已知电阻中的电流，间接求出被测电阻中的电流。若没有电压表或电压表无法准确测出读数，应使V1被测电阻与已知的电阻并联，算出已知电阻两端的电压，间接求出被测电阻两端的电压值。A2A1V2例 2、一未知电阻RX（3000左右）为精确测出其电阻，有下列器材， 量程3V内阻2000、量
6、程5V内阻5000、 量程0.6A内阻10、 量程3A内阻0.5、滑动变阻器最大电阻20、电源电压9V、导线、开关若干，画出测电阻的电路图。RXV1V2解析：I=可知电路中的最大电流大约3mA远远小于两电流表的量程，故电流表无法准确测出电流值，不能使用，由于电压表内阻已知即可测电压，又可求出V2V1电流，且两电压表的最大电流大约为1.5mA左右。使被测电阻与串联后再与 并联利用串并联电路特点，可求出RX两端的电压、电流值，被测电阻远远大于滑动变阻的最大电阻，故采用分压式。电路图为A1 A2例3：用下列器材测量未知电阻RX(约5、允许通过的最大电流为3A)电流表 量程0.6A，内阻约为0.5，电
7、流表 量程3A内阻约为0.1、定值电阻R0电阻为9900、微安表量程Ig=300A、内阻Rg=100、电源E电动势6V内阻约为0.01、电键S、导线若干、滑动变阻器R1最大电阻20允许通过的最大电流3A。设计实验电路，标明使用器材的符号，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。RXA1R0A解析：本题中没有给出电压表，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A1 大电压为：Um=Ig(Rg+R0)=3V电路原理图如下。由于流过RX的最大电流约0.6A故选电流表A2而不选 测电流。A1 由图可知RX=，式中I为微安表的读数，I1为电流表 的读数。若实验室中没有可供替代的电表，则考虑用定值电阻或电阻箱代替电表。也可考虑用半偏法测电阻的电路图进行测量。以上测电阻的实验方案、所用器材、表达式尽管不同，其实质都是相同的。充分利用题目所给出的条件，根据串、并联电路的特点以及R=进行求解，能培养学生灵活掌握知识，应用知识的能力。