物理學(xué)的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)，高考里實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ冀K占據(jù)著頗為重要的位置，物理高考試圖借助筆試的方式去考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ渲?a title='第三節(jié)伏安法測電阻教學(xué)設(shè)計(jì)：互動探究，突破重點(diǎn)' target='_blank'>伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)，因具備知識點(diǎn)眾多、題型靈活、對學(xué)生設(shè)計(jì)以及創(chuàng)新能力要求較高等特性，多年以來一直成為高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)問題，學(xué)生在處理這類問題時(shí)常常感覺不知從何處著手。實(shí)際上，這類問題通常是由三個方面構(gòu)成的，就是儀器的挑選，還有內(nèi)外接法的抉擇，以及變阻器接法的選定，要是能夠處理好以上這三個問題，那么就能讓問題順利解決了，。
實(shí)驗(yàn)器材的選擇：
實(shí)驗(yàn)儀器挑選的基本準(zhǔn)則是，安全，也就是不損毀實(shí)驗(yàn)器材，準(zhǔn)確，即盡可能提升測量精準(zhǔn)度，減小實(shí)驗(yàn)誤差，方便，就是在確保實(shí)驗(yàn)正常開展的前提下，應(yīng)易于操作。所以要看重所給器材、元件，像電表、電阻等的數(shù)據(jù)，比如額定功率、額定電流或者電壓、電阻等。剖析準(zhǔn)確值和近似值所給出的答題信息，因?yàn)檫@些信息往往是選擇電源或電表的主要依據(jù)，具體來講主要是電源、電壓表、電流表、變阻器的選擇問題?；谝陨显瓌t，能夠從以下三方面入手：
I、電源電動勢和允許的最大電流要不小于待測電阻的額定值。
首先，電壓表的量程，不能小于待測電阻的額定值，其次，電流表的量程，也不能小于待測電阻的額定值，并且，還務(wù)必使指針有較大角度的偏轉(zhuǎn)，通常來說，一般應(yīng)指到滿偏度的一半以上，以此來減少測量誤差。
3、當(dāng)待測電阻達(dá)到額定電流的時(shí)候，變阻器之中的電流應(yīng)當(dāng)不大于它的額定電流數(shù)值，在同等條件之下，變阻器整體阻值越小，越有利于操作。
測得有一個電阻，其額定功率是0.5W，粗略測量時(shí)電阻值大概是16Ω，現(xiàn)在要通過伏安法來測定它的阻值，所用到的實(shí)驗(yàn)器材有：
(1)直流電流表(量程0～200毫安,內(nèi)阻20歐);
(2)直流電流表(量程0～3安,內(nèi)阻0.1歐);
(3)直流電壓表(量程0～3伏內(nèi)阻10千歐);
(4)直流電壓表(量程0～15伏,內(nèi)阻30千歐);
(5)滑動變阻器(阻值范圍0～20歐,允許最大電流1安)
有一個滑動變阻器，其阻值的范圍是從0到100歐，它允許通過的最大電流是0.1安 。
(7)直流電源(輸出電壓12伏,內(nèi)阻可不計(jì));
(8)直流電源(輸出電壓2伏,內(nèi)阻可不計(jì));
(9)電健一個,導(dǎo)線若干條.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的器材有（填編號）
解析：由題中所給待測電阻的阻值和額定功率可知：
按以上原則來挑選的器材是(1)，是(3)，也有(5)伏安特性曲線 高中物理，包含(7)，還有(9) 。
測量電路（電流表“內(nèi)外接法”）的選擇：
伏安法測電阻所依據(jù)的原理乃是歐姆定律，其表達(dá)式為R=U/I ，常用的測量電路存在著這樣一種，即電流表外接電路，此電路簡稱為“外接法”，具體情況如圖1所示。
設(shè)有和電流表內(nèi)接的電路，簡稱為“內(nèi)接法”，其電路如圖2所示。設(shè)實(shí)驗(yàn)里電壓表的讀數(shù)用UV來表示，電流表的讀數(shù)用IA來表示，電壓表的內(nèi)阻用RV來表示，電流表的內(nèi)阻用RA來表示，待測電阻用RX來表示。對于內(nèi)接法而言，因?yàn)镽測等于其中IA是RX中的真實(shí)電流，UV是電流表與RX的電壓之和，所以。
由電流表內(nèi)阻的分壓作用導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，當(dāng)RA遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RX時(shí)，測量得到的R約等于RX 。
對于外接法：由于
當(dāng)中UV是位于RX之上的真實(shí)電壓，IA卻是RX跟電流表里電流的總和，因而 。
實(shí)驗(yàn)誤差源自電壓表的分流影響，在RX遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RV的狀況下，R測近似等于RX 。
從對以上過程展開分析能夠看出來，因?yàn)殡妷罕砼c電流表內(nèi)阻所產(chǎn)生的影響，無論采用哪一種接法，都必然會致使實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，為了降低實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，在實(shí)際操作當(dāng)中，常常會采用如下方法來選擇測量電路 。
方法1：當(dāng)RX＞＞RA或
時(shí)選用“內(nèi)接法”
當(dāng)RX ＜＜RV或
時(shí)選用“外接法”
時(shí)選用兩種接法均可
不過呢，因?yàn)椤兜某潭炔惶菀装芽?，在?shí)際的問題當(dāng)中，往往是要把需要測量的電阻Rx跟臨界的阻值 ，。
將（即兩種接法測量所帶來的誤差相等時(shí)的待測電阻值）拿來比較，以此作為判定內(nèi)外接的依據(jù)。
例2．2003年，理科綜合能力測試，新課程卷，23題：用伏安法測量電阻阻值R，還要求出電阻率ρ。給定了電壓表，其內(nèi)阻約為50kΩ，還有電流表，內(nèi)阻約為40Ω，有滑線變阻器，有電源，有電鍵，有待測電阻，約為250Ω，及導(dǎo)線若干 。
⑴畫出測量R的電路圖。（第2、3、4問略）
解析：因?yàn)?span style="display:none">k4R物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
所以用電流表內(nèi)外接法 。
方法二：當(dāng)RA、RV均處于未知狀態(tài)時(shí)，能夠運(yùn)用試觸法去選擇測量電路。就如同圖3所展示的那樣，電壓表右端接于a位置時(shí)，電流表示數(shù)是Ia，電壓表示數(shù)是Ua，在接于b位置時(shí)，電流表示數(shù)為Ib，電壓表示數(shù)為Ub。
(即電流表示數(shù)變化明顯)時(shí),選用“內(nèi)接法”
(即電壓表示數(shù)變化明顯)時(shí),選用“外接法”
供電電路（滑動變阻器接法）的選取：
滑動變阻器接入電路之時(shí)，通常存在如下兩種接法，一種是限流式接法，即圖4所展示者，另一種是分壓式接法，也就是圖5所呈現(xiàn)者。
先設(shè)定電源電壓為U，且電池內(nèi)在的電阻不計(jì)，接著明確滑動變阻器全部的電阻值是R0，隨之可知，在限流式連接這種情況下，對于拿來測量電阻的RX而言，其上產(chǎn)生的電壓情況以及電流調(diào)節(jié)的范圍，均和變阻器全部的電阻值R0存在關(guān)聯(lián)。
其范圍分別為：
因此，當(dāng)U以及R0處于一定狀態(tài)時(shí)，RX要是越小，那么用電器之上的電流還有電壓調(diào)節(jié)范圍便會越大，而當(dāng)R0遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RX時(shí)，待測電阻上面的電壓連同電流的可調(diào)節(jié)范圍均很小，這種情況不適宜選用。
在分壓接法中RX上的電壓和電流調(diào)節(jié)范圍分別為：電壓：0～U
電流：
。均與R0無關(guān)。
基于以上所做的分析能夠知道，存在著兩種電路，這兩種電路都能夠?qū)釉赗X上的電壓以及電流進(jìn)行改變，然而它們具體的調(diào)節(jié)范圍卻是不一樣的。在相同的條件之下，分壓式連接的時(shí)候，變阻器所消耗的功率是比較大的，而限流式電路具備著效率相對較高、電源所承受的負(fù)擔(dān)比較輕、電路連接較為簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。
但在下列三種情況下選用分壓式接法：
若要求待測電阻上的電壓從0開始發(fā)生變化，當(dāng)處于測定導(dǎo)體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路這種情況時(shí)伏安特性曲線 高中物理，電流也需從0開始變化 。
例3，2003年，上海高考，物理試題，18題，圖示，為某一熱敏電阻，其電阻值，隨溫度的改變而改變，并且，對溫度很敏感，的I-U關(guān)系曲線圖 。
為了借助測量獲取圖6所展示的I-U關(guān)系的完整曲線，在圖7以及圖8這兩個電路之中應(yīng)挑選的是圖，簡要闡述理由，電源電動勢為9V，內(nèi)阻不予以計(jì)較，滑線變阻器的阻值范圍是0到100Ω。（第2、3問略）。
解析：為了得到圖6所示I-U關(guān)系的完整曲線，
加在熱敏電阻上的電壓要能夠從0開始變化
所以選用分壓式接法
2、當(dāng)RX遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R0的時(shí)候，要是采用限流式，那么RX上的電壓，或者電流，其變化范圍比較小，對多次測量來說是不利的。（常常會出現(xiàn)“要求測多組數(shù)據(jù)”這樣的字眼）。
例4：（1997年全國第17題），某電壓表其內(nèi)阻存在于20千歐至50千歐這個范圍之間，當(dāng)下要對其內(nèi)阻做出測量，在實(shí)驗(yàn)室之中提供了下列可供選用的器材，有待測電壓表V，其量程為3V，還有電流表A1，量程是200μA，以及電流表A2，量程為5mA，另外有電流表A3，量程是0.6A，再有滑動變阻器R，最大阻值為1KΩ，還有電源ε，電動勢是4V，以及電鍵K。
（1）在所給出的電流表當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)選?。ㄌ顚懽帜复枺＃?）為了盡可能地減小誤差，需要測量多組數(shù)據(jù)。試著在方框里畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖（其中電源和電鍵及其連線已畫出）。
解析：在本題里頭，因?yàn)榇郎y電壓表的內(nèi)阻比滑動變阻器的最大值還要大，也就是說，RX遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R變。要是在這個時(shí)候采用限流式的接法，那么待測電阻RX上面的電壓，或者電流的變化范圍就會比較小，沒辦法滿足“要求測多組數(shù)據(jù)”的這個要求，所以只能采用分壓式接法。
3、針對給定的待測電阻的額定電壓或者電流，以及電表的量程來展開分析，要是采用限流式接法，那么在電路里，當(dāng)滑動變阻器全部接入電路的時(shí)候，所出現(xiàn)的最小電流，卻還是超出了額定電流或者電表的量程 。 。。 。
例5：（1994年全國高考第25題），有一幅圖（這里略去），它是用于通過伏安法去測量一個定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，這些器材有著如下的規(guī)格 。
(1)待測電阻Rx(約100歐);
(2)直流毫安表(量程0～10毫安,內(nèi)阻50歐);
(3)直流電壓表(量程0～3伏,內(nèi)阻5千歐);
(4)直流電源(輸出電壓4伏,內(nèi)阻可不計(jì));
(5)滑動變阻器(阻值范圍0～15歐,允許最大電流1安);
(6)電健一個,導(dǎo)線若干條.
根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求,在本題的實(shí)物圖上連線.
解析：從題里給出的數(shù)據(jù)能夠知道，要是采用限流式接法，在滑動變阻器全部接入電路的情況下，電路中的電流是最小的，然而卻依舊超過了額定電流或者電表的量程，所以，需要采用分壓式接法。
經(jīng)由上述的分析以及例題能夠看出，電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能夠依照以下的步驟來開展。其一，依據(jù)待測的電路以及電流，挑選適宜的電表等實(shí)驗(yàn)器材；其二，判斷內(nèi)外接法；其三留學(xué)之路，選定變阻器的接法。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，為了減少錯誤，能夠在選定變阻器接法之后，畫出分壓或者限流式接法的原理圖，而把電表、待測電阻、待測電路等用 Rx 來表示，接著將畫好的內(nèi)外接法替換 Rx，這樣就成為了一個完整的電路原理圖。