小议测电阻法

小议测电阻法

　　小议测电阻法

　　江西省铅山县第一中学 杨定国

　　电阻的测量是高考物理实验中重要考点之一，电阻测量方法很多，而近年来高考对电阻测量的考查不仅仅限于课本介绍内容，因此掌握一些典型的测量方法就可起到融会贯通、举一反三的效果。

　　一、粗测法—欧姆表测电阻

　　测电阻最直接的方法就是用多用电表的欧姆挡直接测量。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。

　　在使用欧姆表测电阻时，为了减小误差，应使指针尽量指在中间（中值电阻）刻度附近（欧姆表刻度不均匀，中值电阻附近刻度相对均匀）。在测量过程中，每换一次挡必须重新进行调零。欧姆表中的电池用久了，其电动势和内阻都要发生变化，测量值也会有较大的差别。因此欧姆表只能用来粗略地测量电阻。（若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比变大。）

　　二、伏安法测电阻

　　1.电流表的内接法和外接法的比较

　　2.两种测量电路的选择

　　（1）阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻（阻值为近似值）进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。

　　（2）临界值计算法时，用电流表外接法：时，用电流表内接法。

　　（3）实验试探法

　　在伏安法测电阻的实验中，如果待测电阻的值（大约数值）未知，电流表和电压表的内阻值也不知道，这时可以采取试触法判定电流表的连接方式。如图所示。将电压表的左侧接线柱分别接在a点、b点，如果电压表示数变化较明显，则Rx属于小电阻，采用外接法；如果电流表的示数变化较明显，则Rx属于大电阻，采用内接法（这里所说变化大是指相对变化，即的的大小关系）。

　　若电流表内阻已知，电压表内阻未知或约为多少，则可以采用内接法，此时可消除电流表分压带来的'系统误差，且；若电压表内阻已知，电流表内阻未知或约为多少，则可采用外接法，此时可消除电压表分流带来的系统误差，且（U、I为电压表、电流表的读数，RA为电流表的内阻，RV为电流表的内阻）。

　　（4）对传统伏安测量法的改进

　　不论采用外接法还是内接法，当电表内阻不是理想情况下都存在系统误差，是否可以消除这种系统误差呢？按图示电路测量可消除系统误差（S是单刀双掷开关，R是阻值已知的定值电阻，利用该电路测量未知电阻Rx时，可以消除因为电表内阻引起的系统误差）。具体操作如下：

　　①电键合至A，调整滑动变阻器R0，使得电压表、电流表有一个合适的读数U、I1；

　　②电键合至B，调整滑动变阻器R0，并使得电压表的示数保持不变，仍为U，电流表的读数I2；

　　③用定值电阻R以及测量数值表示的利用下面公式可算出测量值。

　　3.电表非常规接法

　　指电表在使用过程中不按常规的接法。我们先来认识磁电式电表的表头，基本的原理是通电线圈在磁场中受安培力作用而偏转。表头有一满电流Ig和电阻Rg，通过改装后成为电流表和电压表。即已知内阻的电流表可作电压表使用，已知内阻的电压表可以作为电流表使用，因此电流表可以测电流，也可以测电压；反之电压表也可测电流。

　　（1）“安—安”法测电阻：电压表不符合要求或没有则可用符合要求的电流表来替代电压表。

　　（2）“伏—伏”法测电阻：电流表不符合要求或没有则可用符合要求的电压表来替代电流表。

　　三、等效替代法测量

　　在电路中，将电阻R1换成R2，若电路中的电流或电阻两端电压保持不变，则电阻R1＝R2。在测量电路中，记下通过被测电阻Rx的电流I或被测电阻两端的电压U，将被测电阻换成变阻箱，调节变阻箱的电阻，使通过变阻箱的电流I′＝I，或使变阻箱两端的电压U’＝U，这时变阻箱的读数R就是被测电阻的阻值。根据此原理，我们可以利用电流表和变阻箱找电流相等（如图甲），也可以利用电压表和变阻箱找电压相等（如图乙）。

　　当然，测量电阻的方法很多，只有掌握一些基本的方法才能做到以不变应万变。