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伏安法和特殊方法测电阻

伏安法测电阻是欧姆定律一章的重要的的一节，是欧姆定律的一个重要应用，也是各省市考试的一个主要实验题目。通过伏安法测电阻能促进学生对欧姆定律的正确理解，还能通过实验扩展出单电表测电阻等特殊方法，这样就考查了学生的创新能力和应用能力。

一、伏安法测定值电阻和小灯泡的电阻：
1、原理：通过电压表测电压，电流表测电流，利用公式 计算得出电阻的阻值。
2、实验方法：伏安法。
3、实验器材（七种）及电路图：
电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线，另外还有电阻（或小灯泡）、滑动变阻器，共七种。电路图如下图：

4、实验设计及记录表格：
移动滑动变阻器的滑片，改变电阻（或小灯泡）两端的电压，从而改变通过电阻（或小灯泡）的电流，测出不同电压下的电阻或（小灯泡）的阻值。
实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω
1 2.0 0.22
2 2.5 0.24
3 3.0 0.28
测定值电阻的实验表格 测小灯泡的电阻实验表格
实验次数 电压/V 电流/A 电阻
/Ω 电阻的
平均值/Ω
1 1.5 0.14
2 2.0 0.20
3 2.5 0.26






5、进行实验，将数据入表格中：
①连接电路时，开关应断开。除电压表以外的元件串联，电压表并在待测的电阻或小灯泡两端，滑动变阻器注意是“一上一下”接入电路。
②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处（离下面的接线柱最远）。
③电流表、电压表接线柱接入电路时应为“正入负出”，注意电流表和电压表量程的选择。
④电路连接完毕，经检查无误后，闭合开关应先试触。
⑤读数后，立即断开电路，以免电阻通电时间过长而发热，影响实验。
6、分析论证及数据处理：
定值电阻的阻值： 小灯泡的电阻：
第1次测的电阻 ；
第2测的电阻 ；
第3测的电阻 ；
电阻的平均值：

测定值电阻的阻值，取三次电阻的平均值作为
待测电阻的阻值，这样可以减小实验误差。

定值电阻的U—I图像是过原点的一条直线，
I与U不成正比。
7、交流讨论：
①在伏安法测定值电阻的实验中，滑动变阻器的主要作用是：改变电阻两端的电压，从而改变电路中的电流，以达到多次测量取平均值，减小误差的目的；在伏安法测小灯泡电阻的实验中，滑动变阻器的主要作用是：改变电阻两端的电压，从而改变电路中的电流，以达到多次测量，找到小灯泡电阻变化的规律。
②在设计表格时，测定值电阻需设计“电阻的平均值”一栏，而测小灯泡的电阻则不需要。
③电压表量程的选择根据电源电压选取，而电流表的量程根据电路中的最大电流（当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时）确定。
二、特殊方法测电阻：
由于缺少电流表或电压表，而按伏安法测电阻无法实现测电阻，从而造成实验困难。为此根据实验给定辅助器材，需要重新构造思路，想方设法测未知电阻。
（1）缺少电流表：只有电压表时，无法直接测出电流，因此想办法测电流是实验的关键。为了测电流，往往是构造串联电路，多次运用电压表测电压，运用串联电路分压原理或开关的断开、闭合（或滑动变阻器滑片的移动）引起电路结构发生变化，使通过待测电阻的电流与通过定值电阻的电流相等，间接测出电流。
电路设计 实验步骤 表达式

（1）闭合开关，用电压表测出R0两端电压U0；
（2）断开开关，将电压表接在Rx两端，测出Rx两端电压Ux。


（1）只闭合开关S1，记下电压表示数Ux；
（2）再闭合开关S2，记下电压表示数U。


（1）只闭合S1时，读出电压表示数Ux；
（2）只闭合S2时，读出电压表示数U。


（1）把滑动变阻器的滑片P调至B端，闭合开关，记下电压表示数U1；
（2）把滑动变阻器的滑片P调至A端，记下电压表示数U2。

（2）缺少电压表：只有电流表时，无法直接测出电压，因此想办法测电压是实验的关键。为了测电压，往往是构造并联电路，多次运用电流表测电流，运用并联电路分流原理或开关的断开、闭合（或滑动变阻器滑片的移动）引起电路结构发生变化，使待测电阻的电压与定值电阻的电压相等，间接测出电压。
电路设计 实验步骤 表达式

（1）闭合开关，用电流表测出R0的电流I0；
（2）断开开关，将电流表接在Rx支路，测出Rx的电流Ix。


（1）闭合开关S1，断开S2，记下电流表示数I0；
（2）闭合开关S2，断开S1，记下电流表示数Ix。


（1）只闭合开关S1，记下电流表示数I0；
（2）再开关闭合S2，记下电流表示数I。


（1）把滑动变阻器的滑片P调至B端，闭合开关，记下电流表示数IB；
（2）把滑动变阻器的滑片P调至A端，记下电流表示数IA。

（3）等效替代法测电阻：变阻箱调到某个阻值不变时，可以当定值电阻使用，也可以当滑动变阻器来使用，因此可以用电阻箱的阻值代替未知电阻的阻值，但前提是效果必须等效，即电流表或电压表的示数相等。