伏安法測電阻

在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，核心問題是探究電阻的測量。其內(nèi)容無非是測導(dǎo)體電阻、電表電阻、電源電阻三種情況。依據(jù)實(shí)驗(yàn)器材的不同，實(shí)驗(yàn)電路有多種多樣，變化繁多，使學(xué)生感到電學(xué)實(shí)驗(yàn)無規(guī)律，難度大，形成教學(xué)上一個難點(diǎn)。究其原因，主要是對電阻意義及伏安法測電阻缺乏深刻理解。筆者以為，深刻理解伏安法測電阻要詣，以伏安法測電阻為線索，可貫穿整個電學(xué)測電阻實(shí)驗(yàn)。循著這條線索，學(xué)生將對測電阻有一清晰的認(rèn)識，找到其規(guī)律，樹立起信心，化難為易，化繁為簡。下面以近年高考試題為例，就測電阻實(shí)驗(yàn)這一課題分類歸納。

伏安法測電阻的要詣

測電阻的基本方法是伏安法?？梢赃@樣講，用其他方法測電阻的都是由此方法拓展演變而來。因此必須深刻理解伏安法測電阻。伏安法測電阻的原理就是依據(jù)電阻定義 ：R=U/I(該式作為定義式比作為歐姆定律的變形意義更深刻)。只要測出導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流，就可以求出導(dǎo)體的電阻。這也是伏安法名稱的由來。于是，一切測電阻的實(shí)驗(yàn)，就是圍繞如何測出相關(guān)電壓和電流而展開的。電壓和電流的測量，有直接的，有間接的。直接測量就要考慮測量值要準(zhǔn)確，誤差要小，儀表的精度(準(zhǔn)確值)要高，要合理選擇電表量程。間接測量，就要考慮各種等值方法，如等效法、替代法、半偏法、圖像法等等。具體求電阻有用公式(定義式、歐姆定律)直接計算，也有用圖像求解。內(nèi)容豐富多彩，形式千變?nèi)f化，但萬變不離其宗。

伏安法測電阻

其要點(diǎn)有三;一是電表的內(nèi)接和外接，二是滑動變阻器分壓和限流，三是電表(量程)的選擇。

(1)在伏安法測電阻電路中，由于電流表電壓表內(nèi)阻的存在(非理想電表)，為減小測量結(jié)果的系統(tǒng)誤差，可分別采用電流表外接法如圖1a和電流表內(nèi)接法如圖1b。由電阻定義R=U/I，采用外接法，電流值偏大，故測量值偏小;采用內(nèi)接法電壓值偏大，故電阻測量值偏大。具體測量待測電阻Rx為大電阻宜采用內(nèi)接法，小電阻采用外接法。

(2)滑動變阻器的分壓和限流連接。由于實(shí)際測量時實(shí)驗(yàn)的電源與電表量程的關(guān)系，使得用電器有時不能直接連到電路上。此時應(yīng)考慮使用滑動變阻器使之符合要求。具體分壓式和限流式電路。一般講，分壓式電路適用于①要求電壓從零開始變化或多組數(shù)據(jù)的;②滑動變阻器阻值較小的;③用限流電路達(dá)不到要求的等三種情況。此時應(yīng)先運(yùn)用歐姆定律估算相應(yīng)電壓或電流再選擇連接電路。

(3)電表的選擇。若題給電表有多個，則應(yīng)選擇量程適用、精度高(最小刻度值小)的電表。電壓表一般是與電源電動勢直接比較，量程應(yīng)略大于或等于電源電動勢。電流表通常必須先進(jìn)行估算，由歐姆定律I=E/R或I=U/R確定，使其電流小于量程。有時還須根據(jù)題目要求選擇電表。

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