電阻的測量方法和誤差分析
電阻的測量是初中電學的重要實驗，能夠檢驗學生對基本電學儀器的使用、對電學基本規律的掌握，以下是小編搜集整理的一篇探究電阻的測量方法和誤差的論文范文，歡迎閱讀查看。
摘要：測量是實驗探究的重要環節。電阻的測量是初中電學的重要實驗，能夠檢驗學生對基本電學儀器的使用、對電學基本規律的掌握，還能夠培養學生的發散思維和創新意識。是考察學生能力的重要命題熱點。本文對電阻測量的幾種方法進行粗淺分析。
關鍵詞：實驗 電路圖設計 電阻的測量。
測量是實驗探究的重要環節。電阻的測量是初中電學的重要實驗，能夠檢驗學生對基本電學儀器的使用、對電學基本規律的掌握，還能夠培養學生的發散思維和創新意識。它是學生的弱點，是教學的難點。是考試的重要命題熱點。近幾年學業水平考試試題中，電阻的測量方法多種多樣， 電路圖的設計靈活多變，實驗原理、實驗步驟和計算方法不盡相同。另外命題者還在不斷的推陳出新，用不同的形式對學生進行考察。如果平時不加強實驗探究，不讓學生獨立自主地參與實驗探究每一環節;如果學生對該部分知識不獨立自主地分析推導、歸納總結、鞏固消化。就會在做題時容易出錯，甚至是摸不著頭腦，無從下手。下面結合我自己的教學和各種考試的試題，對電阻測量的幾種方法進行粗淺分析。
一、伏安法測電阻：
“伏安法”是測電阻的基本方法。用一個電壓表和一個電流表來測待測電阻，電壓表也叫伏特表，電流表也叫安培表，這種方法就叫伏安法測電阻。實驗原理：R=U/I。實驗過程：(1)設計電路圖圖1;(2)按圖1把所給器材正確的連接成電路，如圖2所示;(3)檢查電路連接無誤后閉合開關進行實驗，用電流表測出通過待測電阻R0的電流，記為I0;(4)用電壓表測出待測電阻R0兩端的電壓，記為U0;(5)根據R=U/I求出待測電阻的值，其表達式為：R0= U0/I0
在上面的實驗中，由于只能測一次，因此誤差較大，為了使測量結果更準確，把圖1改進成電路圖圖3，按圖3把所給器材正確的連接成電路，如圖4所示。增加了滑動變阻器，就可以用滑動變阻器來調節待測電阻R0兩端的電壓U0，從而調節通過它的電流I0，這樣就可以進行多次測量(一般測三次)。實驗中，移動滑動變阻器的滑片，每改變一次位置，就記錄一次對應的電壓表的示數U0和電流表的.示數I0， 用公式R=U/I計算一次待測電阻的值R0，然后取平均值作為本次實驗的最后結果，以減小實驗誤差。
二、用電壓表和阻值已知的電阻R0來測量待測電阻Rx的阻值。
實驗中，可以用電路圖圖5的設計來進行。當開關擲于a時，電壓表測量的是R0兩端的電壓U0;當開關擲于b時，電壓表測量的是總電壓U。根據公式I =U/R、串聯電路中電流的關系及電壓的關系得：
(U-U0)/Rx=U0/R0
所以Rx的表達式為：
Rx=(U- U0)R0/U0
在此實驗中，有的學生采用電路圖6的設計來進行待測電阻Rx的測量。當開關接a時，電壓表并聯接在電阻R0的兩端， 若電壓表正負接線柱接法正確，可以測出R0兩端的電壓;當開關接到b時，則電壓表的正負接線柱接相反了，電壓表的指針就會反轉而損壞，這樣測不出Rx的電壓，也就測不出Rx的阻值。
三、用電流表和阻值已知的電阻R0來測量待測電阻Rx的阻值。
用電路圖圖7的設計來進行測量。電源電壓保持不變，當開關擲于a時，電流表測量的是R0的電流，記為I0;當開關擲于b時，電流表測量的是Rx的電流，記為Ix 。根據公式U =I R得：
Ux = U0
IxRx = I0R0
從而得出待測電阻Rx的表達式為：Rx= I0 R0/ Ix
四、設計如圖8所示的實驗電路圖，測量待測電阻Rx的阻值。
已知電源電壓等于U且保持不變， R是滑動變阻器，S是單刀雙擲開關。電路連接正確后，(1)將開關擲于a，移動滑片P至某一位置，讀出電路穩定后電流表的示數，記為I1;(2)將開關擲于b，滑動變阻器滑片P位置與(1)相同，讀出電路穩定后電流表的示數，記為I2。根據公式I =U/ R、串聯電路的電阻關系，可以推得待測電阻的表達式為：
Rx = R0 +U/I1-U/I2
五、設計如圖9所示的實驗電路，測量待測電阻Rx的阻值。
電源電壓保持不變， S2是單刀雙擲開關，R是電阻箱。電路連接正確后，閉合S1，將S2撥到觸點1時，電壓表的讀數為U，即是電路總電壓;閉合S1，將S2撥到觸點2，把電阻箱的阻值調為R0時，電壓表測量待測電阻Rx的電壓，讀數為Ux。根據公式I =U/R、串聯電路電壓的關系和電流的關系得：
Ux/Rx =(U-Ux)/R0
則待測電阻的表達式為：
Rx = UxR0 /(U-Ux)。
六、設計實驗電路圖，測量待測電阻Rx的阻值。
電源電壓保持不變，已知滑動變阻器的最大阻值為R0，電路連接正確后，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片移到阻值為零處(即最左端)，記下電壓表的示數U，即是電路總電壓;將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處(即最右端)，記下電壓表的示數Ux，即是待測電阻Rx的電壓。根據公式I =U/ R、串聯電路電壓的關系和電流的關系，可以推得待測電阻的表達式為：
Rx = UxR0 /(U-Ux)。
七、設計實驗電路圖，測量待測電阻Rx的阻值。
電源電壓保持不變，已知滑動變阻器R的最大阻值為R0，電路連接正確后，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片移到阻值為零處(即最左端)，記下電流表的示數I1;將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處(即最右端)，記下電流表的示數I2。根據公式U =IR、串聯電路的電阻關系，可以推得待測電阻的表達式為：
Rx = I2 R0 /(I1-I2)。
八、設計實驗電路圖，測量待測電阻Rx的阻值。
電源電壓恒定不變，電流表選擇合適的量程，R0是已知電阻。先斷開開關S，只有已知電阻R0連入電路，讀出電流表的示數，記為I0;然后再閉合開關，已知電阻R0與待測電阻Rx 組成并聯電路 ，電流表在干路上是測量總電流，讀出此時電流表的示數，即為總電流，記為I，根據公式U = I R、并聯電路電壓的關系及電流的關系得：
Ux = U0
(I-I0)Rx=I0R0
所以，Rx的表達式為：
Rx=I0R0/(I-I0)
參考文獻：
[1]《特高級教師點撥》 九年級物理(上)(總主編 榮德基，主編楊慶耐等，2013年4月版，吉林教育出版社 )
[2]《新課程背景下的初中物理教學法》(崔秀梅 主編 2004年5月第一版 首都師范大學出版社)
[3]云南2013年初中學業水平考試《點擊中考》(2012年11月第一版，四川大學出版社出版， 陳輝主編)
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