探析高中物理中的测电阻问题

时间：2024-09-03

黄冬辉

（赣州中学江西赣州 341000）

测电阻是高中物理中的一个重点知识，在生活中也有很多的应用，如，家电排除故障、工厂设计、生产、预防性测试等。通过对电阻进行测量，进而提前找出绝缘材料的不足，进而防止造成损失。测电阻问题也是高考中的重要考点，一般测电阻的方法有替代法、伏安法、多用电表测量法以及半偏法等，在遇到这类题型时，怎样能够科学的选择方法，高效的解题很重要，所以，教师就要教授学生测量电阻的原理和方法，对他们的思维进行开阔，提升他们的创新能力。

一、运用伏安法测量电阻

1.测量原理

该方法的原理就是R=，就是通过电压表以及电流表来计算出电阻两端的电压以及电流，听过欧姆定律的定理对电阻数值进行计算。

2.伏安法测量电阻的两种电路

该方法测量电阻的电路有两种，一种是内接法，另一种就是外接法，内接法就是把电流表接入到电压表两接线柱的内侧，而外界法就是将其接到电压表两接线柱的外侧，从下面的图中能够看到外接和内接的电路示意图。

图1 两种电路示意图

然而在使用这两种方法进行测量时，电流表以及电压表因为有分流以及分压的情况，所以，不管使用哪种方法进行测量，都无法避免会存在一些误差。

3.伏安法测量电阻的电路选择

使用该方法进行电阻的测量有几种选择，第一种就是直接比较法，其就是在RX＞RA的情况下，会使用外接法进行测量；在RX＜RV的情况下，就可以选择内接法进行测量。第二种就是比值法，其就是当=时，会采取电流表内接法；不然就采取电流表外接法。最后一种就是实验试探法，其就是如果伏特表示数存在显著的变化，就可以采取外接法进行电阻的测量；而要是安培的表示数有显著的变化，就要选择内接法进行电阻的测量。

二、半偏法测量电阻

从下面的图2中能够看到电流表的半偏法，先闭合S1，调节滑动变阻器R，进而保证G带测灵敏电流表示数满偏。之后一直保持S1闭合，确保滑动变阻器是不动的，然后闭合S2，与此同时调节变阻器R‘，让G带测灵敏电流表示数是最大示数的二分之一，也就是电流是原来电流值的一半。这时就可以记录下滑动变阻器R‘法电阻值，就是这时带测灵敏电流表的电阻值情况。

在使用这种方法时，能够看到电流表内阻的电路，如果其是电流表以及电阻箱并联的话，那么其结果就会小于真实的数值；要是电路是电压表及电阻箱串联，看到的结果就会大于实际的数值。

图2 电流表的半偏法

三、电桥法和补偿法测量电阻

高中物理教学中，多用电表法、伏安法以及半偏法都是学生必须要掌握的，但是在生活中有一些不足。伏安法在测量电阻时会存在误差，这是由于电流表以及电压表自身有电阻，在应用欧姆定律的时候，在测量上就会有差距，会让电阻测量值也受到影响，还需要进行多次实验，操作上较为复杂[1]。多用电表法在刻度上存在不精准的问题，只是可以大概指导电阻的值的范围，要想得到更加精确的值就需要多次调挡，操作起来很麻烦。半偏法测量电阻也有误差，这是由于在对电流表电阻进行测量的过程中，电阻箱的调节会让电流出现变化，在对电压表电阻进行测量时，因为要调节电阻箱，这就使得电压会出现变化，最后让测量结果不够精准。所以，要想测量的更加精准，可以采取这两种方法：

1.电桥法

该方法就是利用灵敏电流计偏向来对要测量的电阻进行判断[2]。在对大电阻进行测量时，要确保灵敏电流计是精准的，这样就可以确保测量的结果是精准的。

2.补偿伏安法

该方法的原理就是利用可调标准电源，对电动源进行改变，让灵敏电流计的读数是0，进而能够减少电表自身的内阻带来的误差。

四、比较法测量电阻

在图3中，测出电阻箱R1的阻值和A1、A2表示数是I1、I2，能够得出RX=I2R1/I1。

要是思考电表内阻给其带去的影响，就得出I1（RX+RA1）=I2（R1+R2）。

图3

从下面的图4中能够看到，把S和I进行连接，调节R2，能够看到A表的示数是I；将上和2衔接，R2不变，对电阻箱R1进行调节，应用A表示数还是没有变化，依然是I；结合上面的公式就能得出RX=R2。

可以看到该方法测量电阻的优势，其可以打破A表内阻给测量操作带去的消极影响，然而该方法也有不足，那就是电阻箱的电阻无法出现连续的变化[3]。

图4

五、多用电表法测量电阻

这一方法就是利用表内测量出的电流，之后利用欧姆定律进行转换，因此，欧姆表刻度存在分布不均的问题，通常不能准确的知道刻度，而是能够知道一个范围。要想提升测量电阻的精度，就需要在测量的过程中做到几点：第一，每次使用之前都需要相对机械进行调整，将数值调整到0；第二，在操作中不能用手摸电笔表的金属地方；第三，在调试的过程中不能在带电的情况下旋转开关；第四，在使用完之后，需要把开关旋转到其交流电压的最高量程档上；第五，要是长时间不使用的话，就需要将干电池拿出来；最后，需要确保其是清洁和干燥的。