高中物理“电阻的测量”实验技巧

摘要：本文讨论了“电阻测量”这一高考重点内容的应对技巧，根据高考要求，结合知识的灵活性，探讨了分类思考的方法，针对每类问题，总结了相应的解题技巧。

关键词：电阻；伏安法；欧姆定律

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1674-9324（2012）06-0253-02

在电学实验中，测定电阻的实验占很大比例，掌握其基本方法有助于电学实验的突破。其实，电阻的测量方法大致可分为三类：伏安法、比较法、其他方法。设计电路时，首先要根据给定的器材，正确判定测量方法是三种中的哪一种。其次，对给出的多个同类器材，能够正确选用。再次，依据不同的方法和电路连接的实质，运用欧姆定律，正确得出测量结果或者结果的表达式。

一、伏安法测电阻

测量原理：测出被测电阻的电压、电流，计算求得RX。实验线路：分为供电线路和测量线路两部分；供电线路分为限流方式和分压方式；测量线路分为内接法和外接法。技巧1：给定多只表时，要根据电源、RX、量程、表内阻、定值电阻综合考虑，选择用哪些表合适，何种电路合适。技巧2：若只给出表的阻值“约值”，考查点为区分内外接法以减小误差。测量结果有误差，结果表达式中不含“表内阻”；若给出表的阻值“准确值”，考查点为改表（此时必定还有定值电阻）。测量结果无误差，结果表达式中一定含“表内阻”；

1.供电线路。技巧3：大多数情况用分压方式。限流、分压的选择依据：零起必分压（要求电压电流从0测起，如测小灯泡的伏安特性）；滑小必分压（滑动变阻器的全阻值比RX小时用分压）；烧表必分压（表接在干路中会超过量程，此时采用分压线路，用部分电压供电。干路电流大但无表，表接入分支时不会超过量程，不会出现烧表现象。切忌估算时一看到超过小表量程就去掉小表而选大表，结果出现大表偏转太小的错误。原理图的画法。技巧4：注意变阻器是否用全电阻或者供电线路是否留缺口。分压式：闭合回路，无缺口，全电阻，先画电源闭合回路（将电源、开关、变阻器全电阻串成闭合回路）；分出部分电压（将滑动头和变阻器的一端引出两个分支头）。限流式：非闭合回路，留有缺口，将电源、开关、变阻器部分电阻串成一串（非闭合回路，留有缺口以便串入测量线路）。

2.测量线路。①先将RX与安培表串联，再将伏特表左端与其并联，再考虑将内外接的问题（伏特表右端并在安培表左方还是右方，也就是是否把安培表包在内还是在其外）。②内外接的判定（如果知道各电表的准确阻值，则不受此限制，按全电路欧姆定律求解）。判定前提：知道RX、RA、RV的大约阻值，判定依据：比较RX2与RA、RV的大小。判定结论：内大外小（平方RX2大，内大）。技巧5：先画RX与安培表的串联，再画伏特表“一端”与RX的并联，最后确定伏特表“另一端”是否将安培表圈起来。

3.改表的思考技巧。技巧6：选用两个同类表时，哪个表的阻值为准确值，就改哪个表；选用两个同类表时，量程大的通常在外面；小电阻，是并联改安培表用的，大电阻，是串联改伏特表用的。

4.实物图的连接。同原理图的连接顺序一样，但要注意极性问题，导线不能出线交叉。技巧7：最后并伏特表，可避免导线交叉；实物连线时，若表的正极在右方，则右方连线接电源正极，这样可避免导线交叉或绕线杂乱。

二、比较法测表的内阻，有半偏法和替换法两种

测量原理：给RX并上或串上相同的电阻R0，流过的RX电流减半——半偏法；用与RX相等的电阻R0替换RX后，回路电流电压不变——替换法。应用条件：有单刀双掷开关时，为替换法（两条支路只能用一条，要么接RX，要么接R0）。有一个或两个单开关时，为半偏法（干路一个开关，并相同的R0时用一个开关）。技巧8：不是单开关，就不是伏安法。

1.替换法。①实质：用与被测量表相同的电阻替换掉被测量表，两次电路是相同的。②电路：先将RX与电源、开关、变阻器组成串联回路；再给并上一个电阻箱，最后将开关改为单刀双掷开关。根据指示表的种类，注意电路的画法。先未知后已知——先接未知支路，再接已知支路——两次指示表示数相同。③结论：RX=R0（两电阻阻值相同，完全替换）。④误差：完全相等，无系统误差（指示表的内阻与测量无关，仅表明两次电路相同）。

2.半偏法。①实质：给被测量表并（或串）一个相同的电阻，电路的电阻加倍（或减半），导致流过被测量表的电流减半。②电路：分两种电路。串联电路法：应用前提，电源没有内阻——恒压半偏法。并联支路法：应用前提，串大并小——恒流半偏法（串联的大变阻器约为100RX，并联的小电阻箱至少比Rg大）。测量方法：先满偏后半偏（同理，也可偏转1/3，1/4，结果式子根据电路求得）。③结论：看电路，由欧姆定律得到结论。④误差：必然有系统误差（记忆方法，看电路是串联还是并联，串联偏大，并联偏小）。

三、其他方法测电阻

1.应用前提：既不是伏安法（通常给定两个同类表），也不是比较法（没有单刀双掷开关或者两个单开关），则只好采用其他方法测电阻了。技巧9：通常2个安培表接为并联电路，2个伏特表接为串联电路。

2.结果推导：根据全电路的欧姆定律，写出两次包含RX和测量值（I1、I2或者U1、U2）以及电阻箱、定值电阻（R1、R2）的方程组，求解得出结果表达式。情形举例：题目给定的两只表并非 、 各一只，而是两只 或是两只 ，以及未知电阻和一个定值电阻。思考方法：当给定两只电流表时，将Rx与R0并联，量程大的一只表测总电流，量程小的一只表测分电流。至于小电流表到底该串联在Rx支路还是R0支路，取决于要使两支路流过最大电流时，电压相当，与供给电压匹配。当给定两只电压表时，将Rx与R0串联，量程大的一只表测总电压，量程小的一只表测部分电压。至于小电压表该测Rx的分电压（小电压表并联在Rx两端），还是该测R0的分电压（小电压表并联在R0两端），取决于流过相同的最大电流时，两电压表的读数均接近满偏。画好电路后，求结果时最好按电路连接方式，运用欧姆定律求解，易于写出对应的方程，得到需要的结果。技巧10：非伏安法求结果，要据电路求结果。

参考文献：

[1]李维坦.高中物理解题题典[M].长春：东北师范大学，2011.

[2]唐茂春.高中物理概念地图[M].桂林：广西师范大学出版社，2010.

[3]王后雄.高中物理实验与探究[M].北京：中国青年出版社，2011.

[4]孙伟.点击专项高中物理实验[M].长春：延边大学出版社，2010.