淺議電阻測量方法

閆瑾

【摘要】物理實驗不僅能激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的興趣，鞏固所學(xué)的物理概念和規(guī)律，更是培養(yǎng)動手能力和運用所學(xué)知識解決實際問題能力的重要手段。其中，電阻的測量是高考物理實驗中重要考點之一，本文通過介紹測電阻的基本方法，希望同學(xué)們起到融會貫通、舉一反三的效果。

【關(guān)鍵詞】測量；電阻

電阻的測量是高考物理實驗中重要考點之一，電阻測量方法很多，而近年來高考對電阻測量的考查不僅僅限于課本介紹內(nèi)容，因此掌握一些典型的測量方法就可起到融會貫通、舉一反三的效果。

一、電阻的基礎(chǔ)知識

電阻：導(dǎo)體對電流的阻礙作用就叫電阻。電阻公式：R=U/I，R與導(dǎo)體兩端的電壓U，通過導(dǎo)體的電流I無關(guān)。決定電阻的因素：R=ρL/S電阻R由導(dǎo)體的材料，長度，橫截面積決定，受溫度影響。

二、測電阻的方法

1、粗測法——歐姆表測電阻

測電阻最直接的方法就是用多用電表的歐姆擋直接測量。但是一般用歐姆表測量只能進行粗測，為下一步的測量提供一個參考依據(jù)。

（1）電路組成

（2）測量原理

兩表筆短接后調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏，得Ig=E/（r+Rg+Ro），接入被測電阻Rx后通過電表的電流為Ix=E/（r+Rg+Ro+Rx）=E/（R中+Rx），由于Ix與Rx對應(yīng)，因此可指示被測電阻大小。

使用方法：機械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測量讀數(shù){注意擋位（倍率）}、撥off擋。

注意事項：在使用歐姆表測電阻時，為了減小誤差，應(yīng)使指針盡量指在中間（中值電阻）刻度附近（歐姆表刻度不均勻，中值電阻附近刻度相對均勻）。在測量過程中，每換一次擋必須重新進行調(diào)零。歐姆表中的電池用久了，其電動勢和內(nèi)阻都要發(fā)生變化，測量值也會有較大的差別。因此歐姆表只能用來粗略地測量電阻。（若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結(jié)果與原結(jié)果相比變大。）

2、伏安法測電阻

伏安法（又稱伏特測量法、安培測量法）是一種較為普遍的測量電阻的方法，通過利用歐姆定律：R=U/I來測出電阻值。因為是用電壓除以電流，所以叫伏安法。

（1）電路組成：內(nèi)接法；外接法

（2）測量原理

歐姆定理或由I=U/R，得R=U/I；電阻=電壓除以電流；R為導(dǎo)體的電阻（單位歐姆Ω），U為導(dǎo)體兩端的電壓（單位伏特V），I為通過導(dǎo)體的電流（單位安培A）。

（3）測量電路的方法

①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻（阻值為近似值）進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。

②臨界值計算法時，用電流表外接法：時，用電流表內(nèi)接法。

③實驗試探法

在伏安法測電阻的實驗中，如果待測電阻的值（大約數(shù)值）未知，電流表和電壓表的內(nèi)阻值也不知道，這時可以采取試觸法判定電流表的連接方式。如圖所示。將電壓表的左側(cè)接線柱分別接在a點、b點，如果電壓表示數(shù)變化較明顯，則Rx屬于小電阻，采用外接法；如果電流表的示數(shù)變化較明顯，則Rx屬于大電阻，采用內(nèi)接法（這里所說變化大是指相對變化，即的大小關(guān)系）。

若電流表內(nèi)阻已知，電壓表內(nèi)阻未知或約為多少，則可以采用內(nèi)接法，此時可消除電流表分壓帶來的系統(tǒng)誤差，且；若電壓表內(nèi)阻已知，電流表內(nèi)阻未知或約為多少，則可采用外接法，此時可消除電壓表分流帶來的系統(tǒng)誤差，且（U、I為電壓表、電流表的讀數(shù)，RA為電流表的內(nèi)阻，RV為電流表的內(nèi)阻）。

（4）對傳統(tǒng)伏安測量法的改進

不論采用外接法還是內(nèi)接法，當電表內(nèi)阻不是理想情況下都存在系統(tǒng)誤差，是否可以消除這種系統(tǒng)誤差呢？按圖示電路測量可消除系統(tǒng)誤差（S是單刀雙擲開關(guān)，R是阻值已知的定值電阻，利用該電路測量未知電阻Rx時，可以消除因為電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差）。具體操作如下：

①電鍵合至A，調(diào)整滑動變阻器R0，使得電壓表、電流表有一個合適的讀數(shù)U、I1；

②電鍵合至B，調(diào)整滑動變阻器R0，并使得電壓表的示數(shù)保持不變，仍為U，電流表的讀數(shù)I2；

③用定值電阻R以及測量數(shù)值表示的利用下面公式可算出測量值。

（5）電表非常規(guī)接法

指電表在使用過程中不按常規(guī)的接法。我們先來認識磁電式電表的表頭，基本的原理是通電線圈在磁場中受安培力作用而偏轉(zhuǎn)。表頭有一滿電流Ig和電阻Rg，通過改裝后成為電流表和電壓表。即已知內(nèi)阻的電流表可作電壓表使用，已知內(nèi)阻的電壓表可以作為電流表使用，因此電流表可以測電流，也可以測電壓；反之電壓表也可測電流。

①“安—安”法測電阻：電壓表不符合要求或沒有則可用符合要求的電流表來替代電壓表。

②“伏—伏”法測電阻：電流表不符合要求或沒有則可用符合要求的電壓表來替代電流表。

3、等效替代法測量

在電路中，將電阻R1換成R2，若電路中的電流或電阻兩端電壓保持不變，則電阻R1=R2。在測量電路中，記下通過被測電阻Rx的電流I或被測電阻兩端的電壓U，將被測電阻換成變阻箱，調(diào)節(jié)變阻箱的電阻，使通過變阻箱的電流I′=I，或使變阻箱兩端的電壓U=U，這時變阻箱的讀數(shù)R就是被測電阻的阻值。根據(jù)此原理，我們可以利用電流表和變阻箱找電流相等（如圖甲），也可以利用電壓表和變阻箱找電壓相等（如圖乙）。

物理實驗不僅能激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的興趣，鞏固所學(xué)的物理概念和規(guī)律，更是培養(yǎng)動手能力和運用所學(xué)知識解決實際問題能力的重要手段。隨著新課標的實施，對實驗?zāi)芰Φ囊笤絹碓礁撸瑴y量電阻方法上的創(chuàng)新對拓展同學(xué)們運用所學(xué)知識解決實際問題的能力是相當有益的。縱觀以上測量電阻的幾種方法，可歸納為：

1、測電阻兩端電壓；2、測流過該電阻的電流；3、利用求出電阻。

利用這幾種方法不僅可以測出未知電阻，還可以在電學(xué)計算中用此方法計算電阻。

【參考文獻】

[1] 趙正權(quán). 完全補償法測量電阻及誤差分析[J]. 大學(xué)物理， 2005（09）.

[2] 孫敬黨. 談伏安法測電阻[J]. 中學(xué)物理， 2000（01）.

[3] 李和新. 常用的電阻測量方法[J]. 中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)）， 2011（08）.

[4] 華興恒. 兩個電學(xué)實驗的對比分析[J]. 青蘋果， 2010（07）.