浅议电阻测量方法

闫瑾

【摘要】物理实验不仅能激发同学们学习物理的兴趣，巩固所学的物理概念和规律，更是培养动手能力和运用所学知识解决实际问题能力的重要手段。其中，电阻的测量是高考物理实验中重要考点之一，本文通过介绍测电阻的基本方法，希望同学们起到融会贯通、举一反三的效果。

【关键词】测量；电阻

电阻的测量是高考物理实验中重要考点之一，电阻测量方法很多，而近年来高考对电阻测量的考查不仅仅限于课本介绍内容，因此掌握一些典型的测量方法就可起到融会贯通、举一反三的效果。

一、电阻的基础知识

电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻。电阻公式：R=U/I，R与导体两端的电压U，通过导体的电流I无关。决定电阻的因素：R=ρL/S电阻R由导体的材料，长度，横截面积决定，受温度影响。

二、测电阻的方法

1、粗测法——欧姆表测电阻

测电阻最直接的方法就是用多用电表的欧姆挡直接测量。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。

（1）电路组成

（2）测量原理

两表笔短接后调节Ro使电表指针满偏，得Ig=E/（r+Rg+Ro），接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/（r+Rg+Ro+Rx）=E/（R中+Rx），由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小。

使用方法：机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位（倍率）}、拨off挡。

注意事项：在使用欧姆表测电阻时，为了减小误差，应使指针尽量指在中间（中值电阻）刻度附近（欧姆表刻度不均匀，中值电阻附近刻度相对均匀）。在测量过程中，每换一次挡必须重新进行调零。欧姆表中的电池用久了，其电动势和内阻都要发生变化，测量值也会有较大的差别。因此欧姆表只能用来粗略地测量电阻。（若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比变大。）

2、伏安法测电阻

伏安法（又称伏特测量法、安培测量法）是一种较为普遍的测量电阻的方法，通过利用欧姆定律：R=U/I来测出电阻值。因为是用电压除以电流，所以叫伏安法。

（1）电路组成：内接法；外接法

（2）测量原理

欧姆定理或由I=U/R，得R=U/I；电阻=电压除以电流；R为导体的电阻（单位欧姆Ω），U为导体两端的电压（单位伏特V），I为通过导体的电流（单位安培A）。

（3）测量电路的方法

①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻（阻值为近似值）进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。

②临界值计算法时，用电流表外接法：时，用电流表内接法。

③实验试探法

在伏安法测电阻的实验中，如果待测电阻的值（大约数值）未知，电流表和电压表的内阻值也不知道，这时可以采取试触法判定电流表的连接方式。如图所示。将电压表的左侧接线柱分别接在a点、b点，如果电压表示数变化较明显，则Rx属于小电阻，采用外接法；如果电流表的示数变化较明显，则Rx属于大电阻，采用内接法（这里所说变化大是指相对变化，即的大小关系）。

若电流表内阻已知，电压表内阻未知或约为多少，则可以采用内接法，此时可消除电流表分压带来的系统误差，且；若电压表内阻已知，电流表内阻未知或约为多少，则可采用外接法，此时可消除电压表分流带来的系统误差，且（U、I为電压表、电流表的读数，RA为电流表的内阻，RV为电流表的内阻）。

（4）对传统伏安测量法的改进

不论采用外接法还是内接法，当电表内阻不是理想情况下都存在系统误差，是否可以消除这种系统误差呢？按图示电路测量可消除系统误差（S是单刀双掷开关，R是阻值已知的定值电阻，利用该电路测量未知电阻Rx时，可以消除因为电表内阻引起的系统误差）。具体操作如下：

①电键合至A，调整滑动变阻器R0，使得电压表、电流表有一个合适的读数U、I1；

②电键合至B，调整滑动变阻器R0，并使得电压表的示数保持不变，仍为U，电流表的读数I2；

③用定值电阻R以及测量数值表示的利用下面公式可算出测量值。

（5）电表非常规接法

指电表在使用过程中不按常规的接法。我们先来认识磁电式电表的表头，基本的原理是通电线圈在磁场中受安培力作用而偏转。表头有一满电流Ig和电阻Rg，通过改装后成为电流表和电压表。即已知内阻的电流表可作电压表使用，已知内阻的电压表可以作为电流表使用，因此电流表可以测电流，也可以测电压；反之电压表也可测电流。

①“安—安”法测电阻：电压表不符合要求或没有则可用符合要求的电流表来替代电压表。

②“伏—伏”法测电阻：电流表不符合要求或没有则可用符合要求的电压表来替代电流表。

3、等效替代法测量

在电路中，将电阻R1换成R2，若电路中的电流或电阻两端电压保持不变，则电阻R1=R2。在测量电路中，记下通过被测电阻Rx的电流I或被测电阻两端的电压U，将被测电阻换成变阻箱，调节变阻箱的电阻，使通过变阻箱的电流I′=I，或使变阻箱两端的电压U=U，这时变阻箱的读数R就是被测电阻的阻值。根据此原理，我们可以利用电流表和变阻箱找电流相等（如图甲），也可以利用电压表和变阻箱找电压相等（如图乙）。

物理实验不仅能激发同学们学习物理的兴趣，巩固所学的物理概念和规律，更是培养动手能力和运用所学知识解决实际问题能力的重要手段。随着新课标的实施，对实验能力的要求越来越高，测量电阻方法上的创新对拓展同学们运用所学知识解决实际问题的能力是相当有益的。纵观以上测量电阻的几种方法，可归纳为：

1、测电阻两端电压；2、测流过该电阻的电流；3、利用求出电阻。

利用这几种方法不仅可以测出未知电阻，还可以在电学计算中用此方法计算电阻。

【参考文献】

[1] 赵正权. 完全补偿法测量电阻及误差分析[J]. 大学物理， 2005（09）.

[2] 孙敬党. 谈伏安法测电阻[J]. 中学物理， 2000（01）.

[3] 李和新. 常用的电阻测量方法[J]. 中学生数理化（教与学）， 2011（08）.

[4] 华兴恒. 两个电学实验的对比分析[J]. 青苹果， 2010（07）.