测量电阻的五种其他方法 讲义 -2026届高考物理二轮复习备考
测量电阻的五种其他方法
突破点一 伏伏法测电阻
伏伏法又称电压表差值法,它是利用两个电压表的组合测量电压表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图甲、乙所示。
(1)条件:电压表V2的量程必须大于电压表V1的量程且能搭配使用。
(2)技巧:已知阻值的电压表可当作电流表使用。在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表使用,这是设计电路中的常用技巧,也是高考的热点之一。
(3)原理:①图甲中,电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,根据电路知识有U2=U1+R0,则如果R0已知,可求出电压表的内阻r1=
R0;如果r1已知,可以求出R0=
r1。
②图乙中,如果电压表V1的内阻r1、电阻R0已知,电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,根据电路知识可知流过被测电阻Rx的电流为I=+
=
,则被测电阻为Rx=
=
。
同理,如果R0、Rx为已知,可以由上面的关系求出电压表V1的内阻r1。
突破点二 安安法测电阻
安安法又称电流表差值法,它是利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法,常见电路如图甲、乙所示。
(1)条件:电流表A2的量程必须大于电流表A1的量程且能搭配使用。
(2)技巧:已知阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表代替电压表使用。这是设计电路中的常用技巧,也是高考的热点之一。
(3)原理:电流表A1、的读数分别为I1、I2,电流表A1的内阻为r1,则图甲中,根据电路知识有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx,则如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,可以求出电流表A1的内阻r1。图乙中,根据电路知识有I1(r1+Rx)=(I2-I1)R0,则如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,可以求出电流表A1的内阻r1。
突破点三 半偏法测电阻
(一)电流表半偏法测电阻
1.实验电路图,如图所示。
2.实验步骤
(1)按如图所示的电路图连接实验电路;
(2)断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表读数等于其量程Im;
(3)保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表读数等于Im,然后读出R2的值,则RA=R2。
3.实验条件:R1≫RA。
4.测量结果:RA测=R2<RA。
5.误差分析:当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。
(二)电压表半偏法测电阻
1.实验电路图,如图所示。
2.实验步骤
(1)按如图所示的电路图连接实验电路;
(2)将R2的值调为零,闭合S,调节R1的滑片,使电压表读数等于其量程Um;
(3)保持R1的滑片不动,调节R2,使电压表读数等于Um,然后读出R2的值,则RV=R2。
3.实验条件:R1≪RV。
4.测量结果:=R2>RV。
5.误差分析:当R2的值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于Um时,R2两端的电压将大于
Um,则R2>RV,从而造成RV的测量值偏大。
突破点四 等效替代法测电阻
测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时,用电阻箱替换待测电阻,若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等),则电阻箱与待测电阻是等效的。故电阻箱的读数即为待测电阻的阻值。常见有电流等效替代法、电压等效替代法两种情况。
(一)电流等效替代法测电阻
1.按如图所示的电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
2.闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。
3.断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。
4.此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。
(二)电压等效替代法测电阻
1.按如图所示的电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
2.闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。
3.断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍为U。
4.此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。
突破点五 电桥法测电阻
在电阻的测量方法中,有一种很独特的测量方法——电桥法。其测量电路如图所示,实验中调节电阻箱R3,当的示数为0,即A、B两点的电势相等时,R1和R3两端的电压相等,设为U1,同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2。根据欧姆定律有
=
,
=
,由以上两式解得:R1·Rx=R2·R3。这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。
强化训练:
一、实验题
1.(1)某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表的内阻及电源电动势。已知电压表