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伏安法和特殊方法測電阻

伏安法測電阻是歐姆定律一章的重要的的一節，是歐姆定律的一個重要應用，也是各省市考試的一個主要實驗題目。通過伏安法測電阻能促進學生對歐姆定律的正確理解，還能通過實驗擴展出單電表測電阻等特殊方法，這樣就考查了學生的創新能力和應用能力。

一、伏安法測定值電阻和小燈泡的電阻：
1、原理：通過電壓表測電壓，電流表測電流，利用公式 計算得出電阻的阻值。
2、實驗方法：伏安法。
3、實驗器材（七種）及電路圖：
電流用電流表測量，電壓用電壓表測量， 還必須有電源、開關、導線，另外還有電阻（或小燈泡）、滑動變阻器，共七種。電路圖如下圖：

4、實驗設計及記錄表格：
移動滑動變阻器的滑片，改變電阻（或小燈泡）兩端的電壓，從而改變通過電阻（或小燈泡）的電流，測出不同電壓下的電阻或（小燈泡）的阻值。
實驗次數 電壓/V 電流/A 電阻/Ω
1 2.0 0.22
2 2.5 0.24
3 3.0 0.28
測定值電阻的實驗表格 測小燈泡的電阻實驗表格
實驗次數 電壓/V 電流/A 電阻
/Ω 電阻的
平均值/Ω
1 1.5 0.14
2 2.0 0.20
3 2.5 0.26






5、進行實驗，將數據入表格中：
①連接電路時，開關應斷開。除電壓表以外的元件串聯，電壓表并在待測的電阻或小燈泡兩端，滑動變阻器注意是“一上一下”接入電路。
②閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到阻值最大處（離下面的接線柱最遠）。
③電流表、電壓表接線柱接入電路時應為“正入負出”，注意電流表和電壓表量程的選擇。
④電路連接完畢，經檢查無誤后，閉合開關應先試觸。
⑤讀數后，立即斷開電路，以免電阻通電時間過長而發熱，影響實驗。
6、分析論證及數據處理：
定值電阻的阻值： 小燈泡的電阻：
第1次測的電阻 ；
第2測的電阻 ；
第3測的電阻 ；
電阻的平均值：

測定值電阻的阻值，取三次電阻的平均值作為
待測電阻的阻值，這樣可以減小實驗誤差。

定值電阻的U—I圖像是過原點的一條直線，
I與U不成正比。
7、交流討論：
①在伏安法測定值電阻的實驗中，滑動變阻器的主要作用是：改變電阻兩端的電壓，從而改變電路中的電流，以達到多次測量取平均值，減小誤差的目的；在伏安法測小燈泡電阻的實驗中，滑動變阻器的主要作用是：改變電阻兩端的電壓，從而改變電路中的電流，以達到多次測量，找到小燈泡電阻變化的規律。
②在設計表格時，測定值電阻需設計“電阻的平均值”一欄，而測小燈泡的電阻則不需要。
③電壓表量程的選擇根據電源電壓選取，而電流表的量程根據電路中的最大電流（當滑動變阻器連入電路中的電阻為0時）確定。
二、特殊方法測電阻：
由于缺少電流表或電壓表，而按伏安法測電阻無法實現測電阻，從而造成實驗困難。為此根據實驗給定輔助器材，需要重新構造思路，想方設法測未知電阻。
（1）缺少電流表：只有電壓表時，無法直接測出電流，因此想辦法測電流是實驗的關鍵。為了測電流，往往是構造串聯電路，多次運用電壓表測電壓，運用串聯電路分壓原理或開關的斷開、閉合（或滑動變阻器滑片的移動）引起電路結構發生變化，使通過待測電阻的電流與通過定值電阻的電流相等，間接測出電流。
電路設計 實驗步驟 表達式

（1）閉合開關，用電壓表測出R0兩端電壓U0；
（2）斷開開關，將電壓表接在Rx兩端，測出Rx兩端電壓Ux。


（1）只閉合開關S1，記下電壓表示數Ux；
（2）再閉合開關S2，記下電壓表示數U。


（1）只閉合S1時，讀出電壓表示數Ux；
（2）只閉合S2時，讀出電壓表示數U。


（1）把滑動變阻器的滑片P調至B端，閉合開關，記下電壓表示數U1；
（2）把滑動變阻器的滑片P調至A端，記下電壓表示數U2。

（2）缺少電壓表：只有電流表時，無法直接測出電壓，因此想辦法測電壓是實驗的關鍵。為了測電壓，往往是構造并聯電路，多次運用電流表測電流，運用并聯電路分流原理或開關的斷開、閉合（或滑動變阻器滑片的移動）引起電路結構發生變化，使待測電阻的電壓與定值電阻的電壓相等，間接測出電壓。
電路設計 實驗步驟 表達式

（1）閉合開關，用電流表測出R0的電流I0；
（2）斷開開關，將電流表接在Rx支路，測出Rx的電流Ix。


（1）閉合開關S1，斷開S2，記下電流表示數I0；
（2）閉合開關S2，斷開S1，記下電流表示數Ix。


（1）只閉合開關S1，記下電流表示數I0；
（2）再開關閉合S2，記下電流表示數I。


（1）把滑動變阻器的滑片P調至B端，閉合開關，記下電流表示數IB；
（2）把滑動變阻器的滑片P調至A端，記下電流表示數IA。

（3）等效替代法測電阻：變阻箱調到某個阻值不變時，可以當定值電阻使用，也可以當滑動變阻器來使用，因此可以用電阻箱的阻值代替未知電阻的阻值，但前提是效果必須等效，即電流表或電壓表的示數相等。