淺議電阻測量方法

閆瑾

【摘要】物理實驗不僅能激發同學們學習物理的興趣，鞏固所學的物理概念和規律，更是培養動手能力和運用所學知識解決實際問題能力的重要手段。其中，電阻的測量是高考物理實驗中重要考點之一，本文通過介紹測電阻的基本方法，希望同學們起到融會貫通、舉一反三的效果。

【關鍵詞】測量；電阻

電阻的測量是高考物理實驗中重要考點之一，電阻測量方法很多，而近年來高考對電阻測量的考查不僅僅限于課本介紹內容，因此掌握一些典型的測量方法就可起到融會貫通、舉一反三的效果。

一、電阻的基礎知識

電阻：導體對電流的阻礙作用就叫電阻。電阻公式：R=U/I，R與導體兩端的電壓U，通過導體的電流I無關。決定電阻的因素：R=ρL/S電阻R由導體的材料，長度，橫截面積決定，受溫度影響。

二、測電阻的方法

1、粗測法——歐姆表測電阻

測電阻最直接的方法就是用多用電表的歐姆擋直接測量。但是一般用歐姆表測量只能進行粗測，為下一步的測量提供一個參考依據。

（1）電路組成

（2）測量原理

兩表筆短接后調節Ro使電表指針滿偏，得Ig=E/（r+Rg+Ro），接入被測電阻Rx后通過電表的電流為Ix=E/（r+Rg+Ro+Rx）=E/（R中+Rx），由于Ix與Rx對應，因此可指示被測電阻大小。

使用方法：機械調零、選擇量程、歐姆調零、測量讀數{注意擋位（倍率）}、撥off擋。

注意事項：在使用歐姆表測電阻時，為了減小誤差，應使指針盡量指在中間（中值電阻）刻度附近（歐姆表刻度不均勻，中值電阻附近刻度相對均勻）。在測量過程中，每換一次擋必須重新進行調零。歐姆表中的電池用久了，其電動勢和內阻都要發生變化，測量值也會有較大的差別。因此歐姆表只能用來粗略地測量電阻。（若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結果與原結果相比變大。）

2、伏安法測電阻

伏安法（又稱伏特測量法、安培測量法）是一種較為普遍的測量電阻的方法，通過利用歐姆定律：R=U/I來測出電阻值。因為是用電壓除以電流，所以叫伏安法。

（1）電路組成：內接法；外接法

（2）測量原理

歐姆定理或由I=U/R，得R=U/I；電阻=電壓除以電流；R為導體的電阻（單位歐姆Ω），U為導體兩端的電壓（單位伏特V），I為通過導體的電流（單位安培A）。

（3）測量電路的方法

①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻（阻值為近似值）進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內接法。簡單概括為“大內偏大，小外偏小”。

②臨界值計算法時，用電流表外接法：時，用電流表內接法。

③實驗試探法

在伏安法測電阻的實驗中，如果待測電阻的值（大約數值）未知，電流表和電壓表的內阻值也不知道，這時可以采取試觸法判定電流表的連接方式。如圖所示。將電壓表的左側接線柱分別接在a點、b點，如果電壓表示數變化較明顯，則Rx屬于小電阻，采用外接法；如果電流表的示數變化較明顯，則Rx屬于大電阻，采用內接法（這里所說變化大是指相對變化，即的大小關系）。

若電流表內阻已知，電壓表內阻未知或約為多少，則可以采用內接法，此時可消除電流表分壓帶來的系統誤差，且；若電壓表內阻已知，電流表內阻未知或約為多少，則可采用外接法，此時可消除電壓表分流帶來的系統誤差，且（U、I為電壓表、電流表的讀數，RA為電流表的內阻，RV為電流表的內阻）。

（4）對傳統伏安測量法的改進

不論采用外接法還是內接法，當電表內阻不是理想情況下都存在系統誤差，是否可以消除這種系統誤差呢？按圖示電路測量可消除系統誤差（S是單刀雙擲開關，R是阻值已知的定值電阻，利用該電路測量未知電阻Rx時，可以消除因為電表內阻引起的系統誤差）。具體操作如下：

①電鍵合至A，調整滑動變阻器R0，使得電壓表、電流表有一個合適的讀數U、I1；

②電鍵合至B，調整滑動變阻器R0，并使得電壓表的示數保持不變，仍為U，電流表的讀數I2；

③用定值電阻R以及測量數值表示的利用下面公式可算出測量值。

（5）電表非常規接法

指電表在使用過程中不按常規的接法。我們先來認識磁電式電表的表頭，基本的原理是通電線圈在磁場中受安培力作用而偏轉。表頭有一滿電流Ig和電阻Rg，通過改裝后成為電流表和電壓表。即已知內阻的電流表可作電壓表使用，已知內阻的電壓表可以作為電流表使用，因此電流表可以測電流，也可以測電壓；反之電壓表也可測電流。

①“安—安”法測電阻：電壓表不符合要求或沒有則可用符合要求的電流表來替代電壓表。

②“伏—伏”法測電阻：電流表不符合要求或沒有則可用符合要求的電壓表來替代電流表。

3、等效替代法測量

在電路中，將電阻R1換成R2，若電路中的電流或電阻兩端電壓保持不變，則電阻R1=R2。在測量電路中，記下通過被測電阻Rx的電流I或被測電阻兩端的電壓U，將被測電阻換成變阻箱，調節變阻箱的電阻，使通過變阻箱的電流I′=I，或使變阻箱兩端的電壓U=U，這時變阻箱的讀數R就是被測電阻的阻值。根據此原理，我們可以利用電流表和變阻箱找電流相等（如圖甲），也可以利用電壓表和變阻箱找電壓相等（如圖乙）。

物理實驗不僅能激發同學們學習物理的興趣，鞏固所學的物理概念和規律，更是培養動手能力和運用所學知識解決實際問題能力的重要手段。隨著新課標的實施，對實驗能力的要求越來越高，測量電阻方法上的創新對拓展同學們運用所學知識解決實際問題的能力是相當有益的?？v觀以上測量電阻的幾種方法，可歸納為：

1、測電阻兩端電壓；2、測流過該電阻的電流；3、利用求出電阻。

利用這幾種方法不僅可以測出未知電阻，還可以在電學計算中用此方法計算電阻。

【參考文獻】

[1] 趙正權. 完全補償法測量電阻及誤差分析[J]. 大學物理， 2005（09）.

[2] 孫敬黨. 談伏安法測電阻[J]. 中學物理， 2000（01）.

[3] 李和新. 常用的電阻測量方法[J]. 中學生數理化（教與學）， 2011（08）.

[4] 華興恒. 兩個電學實驗的對比分析[J]. 青蘋果， 2010（07）.