1、1伏安法测电阻实验电流表的两种接法：（1） 电流表内接法（如下图所示）测量值与真实值的关系：=测UARII测=测 测测 IXARIUR真RXI真 实 值测 量 值 造成测量误差的原因是电流表在电路中分压引起的，因此选择电流表内接法要求 AXR（2） 电流表外接法（如上图所示）测量值与真实值的关系：=测UARVII测=测 测测 IRVI真RRIU真 真2真测 R造成误差的原因是电压表在电路中分流引起的，因此要求： XVR二、电流表内外接法的选择：所谓伏安法测电阻中的内外接法是相对电流表而言的，无论内接还是外接，由于电表内阻的影响，都会给测量带来影响，合理选择接法可以减小误差。1、若 的大小大致，
2、 可用以下三种方法来选择内外接法。VAXR、待测电阻 较大，若满足 时，应采用内接法，因为电流表的分压较小XRA当待测电阻 较小，若满足 而且满足 时，可采用计算临界电阻XRXRAXRV值的方法： 若 ，说明 较大，采用内接法。若 ，视为 较小，VA.00X 0RXX采用外接法。本法也是判断内外接法的常用方法。2、若 的关系事先没有给定，可用试触法确定内VAXR、外接法。 可采用右图电路进行试触： 只空出电压表的一个触头 S，然后将 S 分别与 a、b 接触一下，并观察电压表和电流表的示数变化情况： 若电流表示数有显著变化，即 ，说明电压表的分流作用较强，即 Rx的阻值大，应UI小小 选用电流
3、表内接法。 若电压表示数有显著变化，即 ，说明电流表的分压作用较强，即 Rx阻值小，应I小小 选用电流表外接法。3三、滑动变阻器的两种接法（1）限流接法（如图所示）的电压范围为： XRURX注意：合上开关前要使滑动变阻器的阻值最大限流接法要比分压接法省电（3） 分压接法（如图所示）：的电压范围为：XRU0注意：合上开关前，滑片 P 应滑到 a 端四、滑动变阻器两种接法的选择在题中没有特别要求，又满足安全性原则和方便性原则的基础上可优先选用“限流式”，但以下三种情况，滑动变阻器必须采用“分压式”接法：若题中要求所研究对象的电压从零开始连续增大时，则必须采用“分压式”；若采用限流电路，电路中的最小
4、电流大于用电器的额定电流或超过电表的量程时，则滑动变阻器必须采用“分压式”接法；当用电器的电阻远大于滑动变阻器的最大阻值，且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时，必须采用“分压式”。滑动变阻器可用限流式的情况负载电阻的阻值 Rx 小于滑动变阻器的总电阻 R 或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。实验仪器的选择：41、首先考虑安全因素：所有仪器必须保证安全2、读数误差因素：减小误差3、对滑动变阻器：分压和分流4、仪器选择的一般步骤：（1）首先选择唯一性的器材；（2）草画电路图
5、， （暂不接电流表和电压表） ；（3）估算回路中的电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转，但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。明确了上述基本要求之后，看下面的例证：例题 1：用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下： 待测电阻 Rx（阻值约 30K）A. 电压表1 （量程 015，内阻 50） B.电压表2 （量程 03，内阻10） C.电流表1（量程 01，内阻 250） D.电流表 A2(量程 0500 ，内阻 500)E.电源1 （电动势 3，内阻为：0.5） F.电源2 （电动势 16，内阻为：2） G. 滑动变阻器（电阻 0200） H.
6、开关及导线若干(1) 从上述器材中选出合适的器材（用字母表示）。（2）在方框中画出实验电路原理图。解析：因待测电阻 Rx的阻值较大，故选大电源，提高电压和电流的值mAI5.01.364由于 E=16V,电压表选 AAV5(1)ADFGH其实验电路原理图如下： ，选分压接法 变RX，选内接法A例题 2.图 a 为某一热敏电阻（电路符号为， 其电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的 I U 关系曲线图（1）为了通过测量得到图 a 所示 I U 关系的完整曲线，在图 b 和图 c 两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：_。（已知电源电动势为 9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为 0100）（2
7、）在图 d 电路中，电源电压恒为 9V，电流表读数为 70mA，定值电阻 R1=250由热敏电阻的I U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻 R2的阻值为_（3）举出一个应用热敏电阻的例子：_RxVA图 cVA图 b R1R29V图 dAI/mAU/V12345675040302010O图 a6解：（11 分）（1）图 b（2 分）；电压可从 0V 调到所需电压，调节范围较大（2 分）（2）5.3（2 分 5.255.35 均给分）；108.8（2 分 110.3107.4 均给分）（3）热敏温度计 （3 分 提出其它实例，只要合理均给分）例题 3、实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管
8、，已知螺线管使用的金属丝电阻率 =1.710 8 /m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）将红、黑表笔分别插入多用电表的“”、“”插孔；选择电阻档“1”；_；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图 9（a）所示。AV5000/V2500/V Na2.5 5.0 2.5PVOFF1001012.5 10 50 250 50050025050102.51101001kVVmA+AVRx
9、RPA BESAAVRxRPA BESBARxRPA BESCAVRxRPA BESDV（a） （b）图 97根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图 9（b）的 A、B、C、D 四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻；他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图 10 所示，金属丝的直径为_mm；根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两位有效数字）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）_解：将红、黑表笔短接，
10、调整调零旋钮调零D0.260 mm （0.2580.262 mm 均给分）02520图 1030812m 或 13m以下两种解答都正确：使用多用电表的电压档位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障。使用多用电表的电阻档位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线断路故障.例 4、某同学用图 2 所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 V”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化的图象.除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:电流表：A:(量程 100 mA,内阻约 2 );A:(量程 0.6 A,
11、内阻约 0.3 );电压表：V 1(量程 5 V,内阻约 5 );V2(量程 15 V,内阻约 15 );电源：E 1(电动势为 1.5 V，内阻为 0.2 );E2(电动势为 4 V,内阻约为 0.04 ).为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_，电源_.(填器材的符号)根据实验数据，计算并描绘出 R-U 的图象如图 3 所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为_；当所加电压为 3.00 V 时，灯丝电阻为_,灯泡实际消耗的电功率为_W.9根据 R-U 图象，可确定小灯泡耗电功率 P 与外加电压 U 的关系.符合该关系的示意图是下列图中的_答案：A 2 V1 R1 E2
12、 1.5 11.5 0.78 A10针对练习1、某同学要用“伏安法”测定一个待测电阻 （阻值约为 200）的阻值，实验室提供了如下器xR材：电池组 E（电动势为 3V，内阻不计）；电流表 1（量程为 010mA，内阻约为 4060）；A电流表 2（量程为 0500A，内阻为 1000）；滑动变阻器 R1（阻值范围为 020，额定电流为 2A）；电阻箱 R2（阻值范围为 09999，额定电流为 1A）；开关 S，导线若干请你帮助该同学完成实验中的下述问题（实验中应尽可能的考虑更加准确地测量 的阻值）：xR（1）上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它改装成电压表。请在图甲所示方框中画出将电流表改
13、装成电压表的电路原理图，并在图中标明所用器材的代号。（2）请在图乙的方框中画出测量 阻值的电路图，并在图中标明各器材的代号 xR11甲 乙（3）实验中，将电阻箱 R2的阻值调为 4000，再调节滑动变阻器 R1，使两表的示数如下图所示，可读出电流表 1的示数是 ，电流表 2的示数是 ，测得 Rx的阻值是 AA解：（1）如图所示（2 分）；（2）如图所示（4 分,分压 2 分,外接 2 分）；A2A12RRxES（3）6.4mA（6.40mA 也同样给分） （2 分） 240A(238-242A) （2 分）2（14 分）有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方内圆，如图所示此金属材料重约12
14、N，长约为 30cm，电阻约为 10已知这种金属的电阻率为 ，密度为 0因管线内径太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量其内径 d，现有如下器材可选：A毫米刻度尺B螺旋测微器12C电流表（600mA 1.0）D电流表（3A 0.1）E电压表（3V 6K）F滑动变阻器（2k 0.5A）G滑动变阻器（10 2A）H蓄电池（6V 0.05）I开关一个，带夹子的导线若干（1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有 （只填代号字母）（2）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路（4） 用已知的物理常数和测得的物理量，推导计算金属管线内径 d 的表达式解： A、B、C、E、G、H、I
15、（3 分，有漏选或选错的扣 1 分，扣完为止）AVAVAR0PV13设长度为 l，截面外边长为 a，电压为 U，电流强度为 I。电阻 ，截面积IUsRIls故有 l4da23(10 分)图十一中，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率.（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数 R= .（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：A. 电流表: 量程为 0.6A，内阻约为 0.1B. 电压表: 量程为 3V，内阻约为 3kC. 滑动变阻器：最大阻值为 20，额定电流 1AD. 低压直流电源：电压 6V，内阻忽略F. 电键 K，导线
16、若干在方框中画出实验电路图.（3）如果实验中电流表示数为 I，电压表示数为 U，并测出该棒的长度为 L、直径为 d，则该材料的电阻率 = （用测出的物理量的符号表示）.L30 20100100300甲 图十一 乙14解：（共 10 分）(1)200 （4 分,漏单位只给 1 分） (2)电路如图（4 分）(3) （2 分LIdU4（2006 年全国）现要测定一个额定电压 4V、额定功率 1.6W 的小灯泡（图中用 表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为 0.1V4V。现有器材：直流电源 E（电动势 4.5V，内阻不计），电压表 （量程 4.5V，内阻约为4104），电流表 （量程 250mA
17、，内阻约为 2），电流表 （量程 500mA，内阻约为1），滑动变阻器 R（最大阻值约为 30），电键 S，导线若干。如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是 ，下面两个电路应该选用的是 。【解析】在测量小灯泡的伏安曲线时，由于题目要求电压范围为 0.1V4V，因此滑动变阻器采用分压式接法。根据估算通过小灯泡的额定电流为 I=0.4A，因此电流表应该选用 。在伏安法测量过程中，由于临界电阻 大于小灯泡电阻，因此应该选择电流表外接法即选择甲电路进行测量。20VARAV A2A1A2155. 检测一个标称值为 5 的滑动变阻器。可供使用的器材如下：A待测滑动变阻器 Rx，全电阻约
18、 5（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）B电流表 A1，量程 0.6A，内阻约 0.6C电流表 A2，量程 3A，内阻约 0.12D电压表 V1，量程 15V，内阻约 15KE电压表 V2，量程 3V，内阻约 3KF滑动变阻器 R，全电阻约 20G直流电源 E，电动势 3V，内阻不计H游标卡尺I毫米刻度尺J电键 S 导线若干（1）用伏安法测定 Rx的全电阻值，所选电流表_ A 1_ (填“A 1”或“A 2”)，所选电压表为_ V2_ (填“V 1”或“V 2”)。（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。电路原理图和对应的实物连接如图解：（2） 见右图两种方案。V
19、ARRxE SV ARRxE SRE SAVRx RE SAVRx方案一：分压接法 方案二：限流接法V ARRxE S16（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。解：方案一：需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺主要操作步骤： 数出变阻器线圈缠绕匝数 n 用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度 L，可得电阻丝的直径为 d=L/n 用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径 D1，可得电阻丝总长度 )nD(l1也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径 D2，得电阻丝总长度 l2 重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值方案二需要的器材：游标卡尺主要的操作步骤： 数出变阻器线圈缠绕匝数 n 用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径 D1 和瓷管部分的外经 D2，可得电阻丝的直径为21Dd17电阻丝总长度 21)D(nl 重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值
