PAGE4/NUMPAGES4電阻測(cè)量六種方法電阻測(cè)量的六種方法

電阻的測(cè)量是恒定電路問題中的重點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。這就要求學(xué)生能夠熟練掌握恒定電路的基本知識(shí),并能夠靈活運(yùn)用電阻測(cè)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(cè)電阻

1、歐姆表的結(jié)構(gòu)、原理

它的結(jié)構(gòu)如圖1,由三個(gè)部件組成：G是內(nèi)阻為Rg、

滿偏電流為Ig的電流計(jì)。R是可變電阻，也稱調(diào)零電阻，

電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。

圖1歐姆檔測(cè)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(cè)電阻Rx時(shí)，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(jì)的電流雖然不與待測(cè)電阻成正比，但存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即測(cè)出相應(yīng)的電流，就可算出相應(yīng)的電阻，這就是歐姆表測(cè)電阻的基本原理。

2．使用注意事項(xiàng)：

（1）歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)角度越大，待測(cè)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?yàn)殡娏骱碗娮柚g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(cè)量電阻時(shí)，每一次換檔都應(yīng)該進(jìn)行調(diào)零

（4）測(cè)量時(shí)，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(cè)量時(shí)，被測(cè)電阻應(yīng)和電源、其它的元件斷開。

（6）測(cè)量時(shí)，不能用雙手同時(shí)接觸表筆，因?yàn)槿梭w是一個(gè)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(cè)電阻

1．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(diǎn)是節(jié)省能量；一般在兩種控制電路都可以選擇的時(shí)候，優(yōu)先考慮限流電路。

（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(gè)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可以從零開始變化到接近于電源的電動(dòng)勢(shì)。在下列三種情況下，一定要使用分壓電路：

①要求測(cè)量數(shù)值從零開始變化或在坐標(biāo)圖中畫出圖線。

②滑動(dòng)變阻器的總值比待測(cè)電阻的阻值小得多。

③電流表和電壓表的量程比電路中的電壓和電流小。

3．測(cè)量電路由于伏特表、安培表存在電阻，所以測(cè)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2

圖

3

圖4

圖5

（2）電流表內(nèi)、外接法的選擇，

①、已知RV、RA及待測(cè)電阻RX的大致阻值時(shí)若AXRR＞X

VRR，選用內(nèi)接法，AXRR＜XVRR，選用外接法②不知RV、RA及待測(cè)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(diǎn)時(shí)，如電流表示數(shù)有明顯變化，用內(nèi)接法；電壓表示數(shù)有明顯變化，用外接法。

（3）誤差分析：

內(nèi)接時(shí)誤差是由于電流表分壓引起的，其測(cè)量值偏大，即R測(cè)＞R真；外接時(shí)誤差是由于電壓表分流引起的，其測(cè)量值偏小，即R測(cè)＜R真。

4．伏安法測(cè)電阻的電路的改進(jìn)

如圖7、圖8的兩個(gè)測(cè)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(cè)量？

三．橋式電路測(cè)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(jì)中有電流通過，但滿足一定的條件時(shí)，電流計(jì)中

會(huì)沒有電流通過，此時(shí)，稱為電橋平衡。

處于電橋平衡時(shí)，圖中A、B兩點(diǎn)電勢(shì)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)，然后再串聯(lián)。圖9AB··圖

80

圖

70

2．電橋平衡的條件：R1×R4=R2×R3（自己推導(dǎo)）

3．測(cè)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(cè)電阻。調(diào)節(jié)R3，使電流計(jì)中的

讀數(shù)為零，應(yīng)用平衡條件，求出Rx。

四．半偏法測(cè)電阻

1．半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻

（1）測(cè)量方法：電流表半偏法測(cè)電阻的電路圖如圖11，

R為滑動(dòng)變阻器，R0為電阻箱，G為待測(cè)電流表內(nèi)阻。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先合上S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R使電流計(jì)的指針

滿偏；再合上S2，調(diào)節(jié)R0使電流計(jì)的讀數(shù)為滿刻度的

一半，這時(shí)，電阻箱的數(shù)值即為電流計(jì)的內(nèi)阻。

（注意：實(shí)驗(yàn)前，變阻器的阻值應(yīng)放在最大位置；

調(diào)節(jié)R0時(shí)，R不動(dòng)）

（2）測(cè)量原理：S2打開時(shí)，設(shè)電流表滿偏電流Ig=g

RRrE++，因?yàn)镽》Rg，R》r，所以Ig≈E/R，當(dāng)S2閉合時(shí)，R0和Rg并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R并＜Rg《R，故S2閉合后，電路中總電流幾乎不變，即Ig≈E/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R》Rg。故實(shí)驗(yàn)器材選擇應(yīng)滿足①電源電動(dòng)勢(shì)盡可能大，②R盡可能大。

（4）誤差分析（略）

2．半偏法測(cè)電壓表的內(nèi)阻

電路如圖12：實(shí)驗(yàn)時(shí)，將R1的滑動(dòng)片P

圖10圖11

合上S1和S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的讀數(shù)滿偏；保持

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(qǐng)同學(xué)們自己分析其實(shí)驗(yàn)原

理、器材選擇與誤差分析。

五．等效替代法測(cè)電阻

1．等效替代法就是在測(cè)量的過程中，讓通過待測(cè)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(dòng)，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(cè)電阻的數(shù)值。

2．測(cè)量原理：圖14是用伏特表完成的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們自己分析測(cè)量原理。

3．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。

六．公式計(jì)算法測(cè)電阻公式計(jì)算法主要是應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和全電路的知識(shí)進(jìn)行分析，并求出待測(cè)電阻的數(shù)值。圖15是測(cè)量電阻Rx的電路，Rx為待測(cè)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(dòng)勢(shì)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(jì)。（1）測(cè)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)I2。（2）計(jì)算Rx的公式為Rx=11

2RII分析解答：當(dāng)S2接d,S1接a時(shí)，Rx的電壓Ux=I1

Rx

圖