伏安法测电阻详解.docx

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伏安法测电阻详解
湖北 王伦宇
一、要点精讲
1．测量工具：电压表和电流表

S
V
A
RL
R
P
图1
2．实验原理：用电压表测出待测电阻Rx两端电压U，用电流表测出通过待测电阻Rx的电流I，用公式R=U/I求得待测电阻Rx。
3．实验电路：如图1所示。
4．滑动变阻器的作用：① 保护电路；②改变通过定值电阻（或
小灯泡）的电流及其两端电压，从而实现多次测量。
5．多次测量的目的：测量定值电阻的阻值时多次测量是为了通
过求平均值的方法来减小实验误差；测量小灯泡的阻值时多次测量是
为了探究温度对灯丝电阻的影响。
6．电路连接时应注意问题：①连接电路时，开关应该处于断开状态；②滑动变阻器连入阻值处入最大阻值；③先连接电路中串联部分，再把电压表并接在待测电阻两端……
7．电路两种解法：①电流表外接法，如图2所示，电流的测量值偏大，导致电阻的测量值偏小，适宜测阻值较小的电阻，实验室测电阻常用该法；②电流表内接法，如图3所示，电压的测量值偏大，导致电阻的测量值偏大，适宜测阻值较大的电阻。
R
V
A
图2
R
V
A
图3

二、典例精析
图5
0

2

3

0

0.2

0.4

0.6

A

0.6
3
1
例题 如图4所示是某实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中设计的电路图，所用小灯泡标有“2.5V”字样。
A
V
R
S
L
图4

（1）该实验的原理是 ；
（2）小明同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮。导致上述现象的不规范操作是 。小宇同学开关闭合后，发现小灯泡不亮，请你在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况。

电压表示数情况 
电流表示数情况 
灯泡断路 
有示数 

灯泡短路 

有示数 
（3）若某次测量时电压表的示数为2V，电流表的示数如图5所示，则电流表的示数为 A，此时灯泡的电阻为 Ω；接着要测小灯泡正常发光时的电阻，滑片应向 （选填“左”或“右”）移动。
（4）该组同学分别记录三组电压和电流值，通过计算发现灯丝电阻是不同的，他们还了解到其他组同学也得到类似的结果。出现这种结果的原因是　 。
（5）实验中测出了小灯泡在不同电压下的灯丝电阻值，有些同学认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差。你同意他们的观点吗？请说明理由。
解析 （1）由电路图知，实验者利用电压表、电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过它的电流，再根据R=U/I测量小灯泡的电阻。
（2）小明连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮，是由于连接电路过程中开关未断开。若灯泡断路，电路中无电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表示数大约等于电源电压；若灯泡短路，电路中有电流，且会较大，灯泡两端无电压，电压表无示数。
（3）选用的电流表量程为0.6A，其读数为0.20A，此时灯泡电阻为:R=U/I=2V/0.2A=10Ω。要测灯泡正常发光时的电阻，电压表的示数应由2V增大到2.5V，由U L=IR L知，电路中的电流须增大，而电流I=U/R总=U/（R+R L），故R应减小即滑动变阻器滑片应向左移动。
（4）由于灯丝电阻不是一个定值电阻，它的大小与温度有关：灯丝电阻随温度升高而变大。
（5）小灯泡的灯丝在不同状态下工作时温度差异很大，而灯丝电阻随温度的升高而增大，易知灯丝在不同状态下工作时电阻电阻值不同，不可求平均值作为小灯泡的电阻。
答案（1）R=U/I（或欧姆定律） （2）连接电路时开关闭合 均填“无示数” （3）0.20 10 左 （4）灯丝的电阻大小与温度有关（5）不同意 灯丝的电阻随温度的变化而变化，对于一个变化的量不能用求平均值的方法来减小误差。