高考实验《伏安法测电阻》规律及方法大汇总.docx

高考实验《伏安法测电阻》规律及方法大汇总

纵观近几年的实验题，题目年年翻新，没有一个照搬课本中的实验，全是对原有实验给予改造、改进、甚至创新，但题目涉及的基本知识和基本技能仍然立足于课本实验。

实验题作为考查实验能力的有效途径和重要手段，在高考试题中一直占有相当大的比重，而电学实验因其实验理论、步骤和完整性及与大学物理实验结合的紧密性，便成了高考实验考查的重中之重，电阻测量成为高考考查的焦点，伏安法测电阻是电阻测量最基本的方法，伏安法测电阻常涉及电流表内、外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择，前者是考虑减小系统误差，后者是考虑电路的安全及保证可读取的数据。另外考题还常设置障碍让考生去克服，如没有电压表或没有电流表等，这就要求考生根据实验要求及提供的仪器，发挥思维迁移，将已学过的电学知识和实验方法灵活运用到新情景中去。这样，就有效地考查了考生设计和完成实验的能力。

一.伏安法测电阻基本原理

基本原理：伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R?

过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。

测量电路的系统误差控制：

U

I，只要测出元件两端电压和通

（1）当R

x

远大于R

A

时，电流表内接；当临界阻值

RR ?R

A V x

时，采用电流表的

内接；当采用电流表内接时，电阻测量值大于真实值，即R ?R （如图1所示）。

测 真

（2）当R

x

远小于R

V

时，电流表外接；当临界阻值 RR

A V

?R 时，采用电流表的

x

外接；当采用电流表外接时，电阻的测量值小于真实值，即R ?R （如图2所示）。

测 真

控制电路的安全及偶然误差：根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择。

滑动变阻器限流接法。一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式。限流接法适合测量小电阻或与变阻器总电阻相比差不多或还小，（如图3所示）。

图3

测动变阻器分压接法。若采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式；当用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值，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，必须选用滑动变阻器分压接法；要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时，须选用滑动变阻器分压连接方式（如图4所示）。

例1．有一小灯泡上标有“６v，０.6W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I—U图像，已知所用器材有：

A．电流表：0—0.3A，内阻1Ω B．电压表：0—15V，内阻20kΩC．滑动变阻器：0—30Ω，额定电流2A D．学生电源（直流9V）E．开关一只，导线若干

为使实验误差尽量减小，试画出合理的实验电路图

二.伏安法测电阻基本情景变式

无电流表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电流表时只要找到能够等效替代电流表的其他器材即可，比如：

已知电阻与理想电表并联替代电流表（如图5所示）；

用已知内阻的电压表替代电流表（如图6所示）；

无电流表时的半偏法（测量电压表内阻）（如图8所示）。

无电压表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电压表时只要找到能够等效替代电压表的其他器材即可，比如：

（1）已知电阻与理想电流表串联替代电压表（如图9所示）；

（2）无电压表时的等效替代法（如图10所示）；

（3）无电压表时的半偏法（测表头内阻）（如图11所示）。

把实验题当作计算题处理。

根据闭合电路欧姆定律列方程求解待测量；

根据欧姆定律的变式Rx

??U求解电阻。在利用伏安法测电源的电动势和内阻

?I

的实验中，只要测出外电路的电压变化量和电流的变化量（外电压的变化量始终等于内电压

的变化量），就可以求出电源的内阻r??U。

?I

纵向：伏安法及变式

1°电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻

VA

V

A

V

A

2°两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻

A2

A

2

A

1

V

1

V

2

3°两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻

RA

R

A

1

A

2

V

1

R

V

2

4、伏安法的推广

例6

例6：某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ之间，现要测量其内阻，实验

12 3室提供下列可供选用的器材：待测电压表V（量程3V）、电流表A（量程200uA）、电流表A（量程5mA）、电流表A（量程0.6A）、滑动变阻器R（最大值1kΩ、电源E（电动势4V），开关S

1

2 3

所提供的电流表中，应选用 。

为了减少误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图。

解析：因为通过电压