在熱學(xué)實驗中，核心問題是探究阻值的檢測。其內(nèi)容無非是測導(dǎo)體內(nèi)阻、電表內(nèi)阻、電源內(nèi)阻三種情況。根據(jù)實驗器材的不同，實驗電路有多種多樣，變化繁雜，使中學(xué)生倍感熱學(xué)實驗無規(guī)律，難度大，產(chǎn)生教學(xué)上一個難點。究其緣由，主要是對內(nèi)阻意義及伏安法測內(nèi)阻缺少深刻理解。筆者以為，深刻理解伏安法測內(nèi)阻要詣，以伏安法測內(nèi)阻為線索，可貫串整個熱學(xué)測內(nèi)阻實驗。循著這條線索，中學(xué)生將對測內(nèi)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。下邊以近些年中考試卷為例，就測內(nèi)阻實驗這一課題分類歸納。
伏安法測內(nèi)阻的要詣
測內(nèi)阻的基本技巧是伏安法?？梢赃@樣講，用其他方式測內(nèi)阻的都是由此方式拓展演化而至。因而必須深刻理解伏安法測內(nèi)阻。伏安法測內(nèi)阻的原理就是根據(jù)內(nèi)阻定義：R=U/I(該式作為定義式比作為歐姆定理的變型意義更深刻)。只要測出導(dǎo)體兩端的電流和通過的電壓，就可以求出導(dǎo)體的內(nèi)阻。這也是伏安法名稱的來歷。于是，一切測內(nèi)阻的實驗，就是圍繞怎么測出相關(guān)電流和電壓而展開的。電流和電壓的檢測，有直接的，有間接的。直接檢測就要考慮檢測值要確切，偏差要小，儀表的精度(確切值)要高，要合理選擇水表阻值。間接檢測，就要考慮各類等值方式，如等效法、替代法、半偏法、圖像法等等。具體求內(nèi)阻有用公式(定義式、歐姆定理)直接估算電阻的測量實驗方法，也有用圖象求解。內(nèi)容豐富多彩，方式千變?nèi)f化電阻的測量實驗方法，但萬變不離其宗。
伏安法測內(nèi)阻
其要點有三;一是水表的內(nèi)接和外接，二是滑動變阻器分壓和限流，三是水表(阻值)的選擇。
(1)在伏安法測內(nèi)阻電路中，因為電壓表電流表電阻的存在(非理想水表)，為減少檢測結(jié)果的系統(tǒng)偏差，可分別采用電壓表外接法如圖1a和電壓表內(nèi)接法如圖1b。由內(nèi)阻定義R=U/I，采用外接法，電壓值偏大，故檢測值偏小;采用內(nèi)接法電流值偏大，故內(nèi)阻檢測值偏大。具體檢測待測內(nèi)阻Rx為大內(nèi)阻宜采用內(nèi)接法，小阻值采用外接法。
(2)滑動變阻器的分壓和限流聯(lián)接。因為實際檢測時實驗的電源與水表阻值的關(guān)系，促使用家電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。通常講，分壓式電路適用于①要求電流從零開始變化或多組數(shù)據(jù)的;②滑動變阻器電阻較小的;③用限流電路達(dá)不到要求的等三種情況。此時應(yīng)先運用歐姆定理計算相應(yīng)電流或電壓再選擇聯(lián)接電路。
(3)水表的選擇。若題給水表有多個，則應(yīng)選擇阻值適用、精度高(最小刻度值小)的水表。電流表通常是與電源電動勢直接比較，阻值應(yīng)略小于或等于電源電動勢。電壓表一般必須先進(jìn)行計算，由歐姆定理I=E/R或I=U/R確定，使其電壓大于阻值。有時還須依照題目要求選擇水表。