伏安法测电阻-可行吗？.doc

此文件下载后可以自行修改编辑删除
伏安法测电阻可行吗？
江苏 侯中柱
伏安法测量电阻是欧姆定律应用的重点内容之一，可以用来测量未知电阻的阻值，不过如果电路中的电阻较大是否也可以利用这种方法进行测量呢？通过下面的一道例题给出案：
例题（2013苏州）要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx。实验室提供的器材有：电源（电压为3V）、学生用电流表（量程为0～0. 6A、0～3A）、学生用电压表（量程为0～3V、0～15V）、滑动变阻器R1和电阻箱R2(0～9999Ω 5A)各一个，开关、导线若干。
(1)小明用伏安法测量该电阻，图1是小明连接的电路。连接电路时，小明注意到了开关应 ；接通电路前，小明还应将滑动变阻器的滑片滑至最 （选填“左”或“右”）端。接通电路后，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为2V。请你判断：
①电路中哪一个元件有故障？答： ；
②该元件发生了什么故障？答： 。
(2)在排除故障换用新元件后，经检查电路完好。闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小，电压表有示数，但电流表的指针几乎不偏转，电流太小的原因是 ，所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值。
(3)请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计实验方案测出该电阻的值。
（a）在虚线方框中画出实验电路图；
(b)简述实验步骤： ；（用相应的字母表示各个测出的物理量）
(c)写出待测电阻Rx的表达式： 。
解析 伏安法测量电阻的原理是，需要说明的是实验室利用伏安法测量的电阻较小，如果需要测量的电阻的较大，可以利用其他方法（等效替代法、串联分压等）进行测量。
&(1)如图1所示，连接电路时，开关应断开，将滑动变阻器的滑片移动至最大阻值处，即最右端。当接通电路后，电流表示数为零，说明电路断路或电流表短路，而电压表示数为2V，小于电源电压3V，说明Rx不可能断路，所以电路故障为电流表短路。
(2)在排除故障换用新元件后，电路完好，闭合开关，减小变阻器阻值发现电流表的指针几乎不偏转，电流太小的原因是待测电阻的阻值较大且电源电压较低，所以无法用伏安法测量出该电阻。
(3)利用所提供的器材测量该电阻的值，这里提供两种方法供参考：
①等效替代法：(a)如图2所示
(b)按图连接好电路；闭合S1调节滑动变阻器，使电压表显示合适的值；断开S1闭合S2，保持滑动变阻器阻值不变，调节电阻箱的值使电压表仍显示原来的值；读出电阻箱的阻值R就是Rx的阻值。
②串联分压原理：(a)如图3所示
(b)按图连接好电路；闭合开关S，调节电阻箱使电压表显示合适的示数，读出示数U2，读出电阻箱的接入电阻R2，记下电源电压U总(3V)。
(c)Rx= (或Rx=)
答案 (1)断开 右 ①电流表 ②短路[来源:学
(2)待测电阻的阻值较大且电源电压低
(3)答案详见解析
点评 在利用伏安法测量定值电阻的阻值时需要多次测量取平均值从而减小误差，不过在测量灯泡灯丝电阻时是不需要多次测量取平均值的，因为灯丝电阻随温度升高而增大，我们只能测量灯丝在某一温度下的电阻，取平均值没有意义。