電阻測量的六種方法

1、電 阻 測 量 的 六 種 方 法 電阻的測量是恒定電路問題中的重點，也是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點。這就要求學(xué)生能夠熟練掌握恒定電路的基本知識,并能夠靈活運用電阻測量的六種方法，從而提高學(xué)生的綜合分析問題、解決問題的能力。一歐姆表測電阻圖11、歐姆表的結(jié)構(gòu)、原理它的結(jié)構(gòu)如圖1,由三個部件組成：g是內(nèi)阻為rg、滿偏電流為ig的電流計。r是可變電阻，也稱調(diào)零電阻，電池的電動勢為e，內(nèi)阻為r。歐姆檔測電阻的原理是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的。當(dāng)紅、黑表筆接上待測電阻rx時，由閉合電路歐姆定律可知：i = e/（r+rg+rx+r）= e/（r內(nèi)+rx） 由電流的表達(dá)式可知：通過電流計的電流雖然不與待測電阻成正

2、比，但存在一一對應(yīng)的關(guān)系，即測出相應(yīng)的電流，就可算出相應(yīng)的電阻，這就是歐姆表測電阻的基本原理。 2使用注意事項：（1） 歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)角度越大，待測電阻阻值越小，所以它的刻度與電流表、電壓表刻度正好相反，即左大右??；電流表、電壓表刻度是均勻的，而歐姆表的刻度是不均勻的，左密右稀，這是因為電流和電阻之間并不是正比也不是反比的關(guān)系。（2）多用表上的紅黑接線柱，表示、兩極。黑表筆接電池的正極，紅表筆接電池的負(fù)極，電流總是從紅筆流入，黑筆流出。（3）測量電阻時，每一次換檔都應(yīng)該進(jìn)行調(diào)零（4）測量時，應(yīng)使指針盡可能在滿刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3區(qū)域）（5）測量時，被測電阻應(yīng)和電源、其它的

3、元件斷開。（6）測量時，不能用雙手同時接觸表筆，因為人體是一個電阻，使用完畢，將選擇開關(guān)撥離歐姆檔，一般旋至交流電壓的最高檔或off檔。二伏安法測電阻圖21原理：根據(jù)部分電路歐姆定律。2控制電路的選擇控制電路有兩種：一種是限流電路（如圖2）；另一種是分壓電路。（如圖3） （1）限流電路是將電源和可變電阻串聯(lián)，通過改變電阻的阻值，以達(dá)到改變電路的電流，但電流的改變是有一定范圍的。其優(yōu)點是節(jié)省能量；一般在兩種控制電路都可以選擇的時候，優(yōu)先考慮限流電路。圖3 （2）分壓電路是將電源和可變電阻的總值串聯(lián)起來，再從可變電阻的兩個接線柱引出導(dǎo)線。如圖3，其輸出電壓由ap之間的電阻決定，這樣其輸出電壓的范圍

4、可以從零開始變化到接近于電源的電動勢。在下列三種情況下，一定要使用分壓電路： 要求測量數(shù)值從零開始變化或在坐標(biāo)圖中畫出圖線。 滑動變阻器的總值比待測電阻的阻值小得多。 電流表和電壓表的量程比電路中的電壓和電流小。3測量電路 由于伏特表、安培表存在電阻，所以測量電路有兩種：即電流表內(nèi)接和電流表外接。（1）電流表內(nèi)接和電流表外接的電路圖分別見圖4、圖5 圖6圖4圖5（2）電流表內(nèi)、外接法的選擇， 、已知rv 、 ra及待測電阻rx的大致阻值時若，選用內(nèi)接法，選用外接法不知rv 、 ra及待測電阻rx，采用嘗試法，見圖6，當(dāng)電壓表的一端分別接在a、b兩點時，如電流表示數(shù)有明顯變化，用內(nèi)接法；電壓表示

5、數(shù)有明顯變化，用外接法。 （3）誤差分析：內(nèi)接時誤差是由于電流表分壓引起的，其測量值偏大，即r測 r真；外接時誤差是由于電壓表分流引起的，其測量值偏小，即r測r真。4伏安法測電阻的電路的改進(jìn) 如圖7、圖8的兩個測電阻的電路能夠消除電表的內(nèi)阻帶來的誤差，為什么？怎樣測量？圖80圖70圖9ab··三橋式電路測電阻1 原理：如圖9的電路稱為橋式電路，一般情況下，電流計中有電流通過，但滿足一定的條件時，電流計中會沒有電流通過，此時，稱為電橋平衡。處于電橋平衡時，圖中a、b兩點電勢相等，因此電路結(jié)構(gòu)可以看成：r1r2和r3r4分別串聯(lián)，然后并聯(lián)；或r1r3和r2r4分別并聯(lián)，然后再串

6、聯(lián)。 2電橋平衡的條件：r1×r4=r2×r3（自己推導(dǎo)）圖10 3測量方法如圖10，連接電路，取r1、r2為定值電阻，r3為可變電阻箱（能夠直接讀出數(shù)值），rx為待測電阻。調(diào)節(jié)r3，使電流計中的讀數(shù)為零，應(yīng)用平衡條件，求出rx。四半偏法測電阻 1半偏法測電流表內(nèi)阻（1） 測量方法：電流表半偏法測電阻的電路圖如圖11，。grr0s2圖11。s1r為滑動變阻器，r0為電阻箱，g為待測電流表內(nèi)阻。實驗時，先合上s1，斷開s2，調(diào)節(jié)r使電流計的指針滿偏；再合上s2，調(diào)節(jié)r0使電流計的讀數(shù)為滿刻度的一半，這時，電阻箱的數(shù)值即為電流計的內(nèi)阻。（注意：實驗前，變阻器的阻值應(yīng)放在最大位置

7、；調(diào)節(jié)r0時，r不動）（2）測量原理：s2打開時，設(shè)電流表滿偏電流ig=，因為rrg，rr，所以ige/r，當(dāng)s2閉合時，r0和rg并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值r并rgr，故s2閉合后，電路中總電流幾乎不變，即ige/r，調(diào)節(jié)r0使電流表半偏為ig/2，所以流過r0的電流也為ig/2，所以r0=rg（3）器材選擇：從上述原理可知，s2打開與閉合，近似認(rèn)為干路中電流不變，前提是rrg。故實驗器材選擇應(yīng)滿足電源電動勢盡可能大，r盡可能大。（4）誤差分析（略）s2圖12v。s1rer1r0p2半偏法測電壓表的內(nèi)阻 電路如圖12：實驗時，將r1的滑動片p放在左邊，合上s1和s2，調(diào)節(jié)r1，使電壓表的讀數(shù)滿偏；保

8、持r1不變，斷開s2，調(diào)節(jié)r0，使電壓表的讀數(shù)為滿刻度的一半。則rv = r0。請同學(xué)們自己分析其實驗原理、器材選擇與誤差分析。 五等效替代法測電阻1等效替代法就是在測量的過程中，讓通過待測電阻的電流（或電壓）和通過電阻箱的電流（或電壓）相等。電路如圖13，將單刀雙擲開關(guān)調(diào)到a，閉合s1調(diào)節(jié)r，使安培表讀數(shù)為i0，保持r不動，將單刀雙擲開關(guān)打到b，調(diào)節(jié)r0使安培表讀數(shù)仍為i0，則電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的數(shù)值。2測量原理：圖14是用伏特表完成的實驗，同學(xué)們自己分析測量原理。圖15s1s2圖143注意：主要元件為電阻箱和單刀雙擲開關(guān)。虛線框內(nèi)可用分壓控制電路。圖13六公式計算法測電阻公式計算法主要是應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點和全電路的知識進(jìn)行分析，并求出待測電阻的數(shù)值。圖15是測量電阻rx的電路， rx為待測電阻，r為保護(hù)電阻，其阻值未知，r1為已知的定值電阻，電源電動勢為e未知，s1、s2均為單刀雙擲開關(guān)，a為電流表，其內(nèi)阻不計。（1）測量rx的步驟為：s2向d閉合，s1向 a 閉合，記下電流表的讀數(shù)i1，再將s2向c閉合，s1向 b 閉合，記下電流表讀數(shù)i