物理实验中常见的测电阻方法有哪些

‘壹’ 常用的测量电阻的方法是

电阻是基本电参数之一，常在直流条件下测量，也有在交流情况下测量的。工程上常用的电阻范围为10的负七次方～10的负十五次方欧。 在材料研制、基本研究或特殊情况下进行实验时，测量电阻的范围一般扩大到接近零欧至10的负十八次方欧。

简介
直流情况下，电阻R按伏安特性定义，即R=U/I，其中U 为电阻两端的电压，I 为流过电阻的电流。交流情况下，电阻R按功率P来定义，即R=P/I2。
在我们的日常工作中检修电气设备时，往往要测量设备、元件和线路的电阻值。我们把阻值在1Ω以下的电阻称为小电阻，阻值在1Ω～100Ω之间的电阻称为中值电阻，阻值在100Ω以上的电阻称为大电阻。由于被测电阻的阻值的不同，因而有不同的测量方法，测量电阻的方法有直接测量法和间接测量法两种

直接测量
这是利用专门的测量仪表对电阻进行测量的方法。例如：用万用表欧姆档测量电阻，可以直接读取数据。为了提高测量的准确度也可以采用直流单臂电桥测量电阻，这也属于直接测量。有些小电阻可以用直流双臂电桥进行测量，直接读取数据。阻值在100—1000μΩ的电阻可以用微欧计直接测量。采用兆欧表可以直接测量大电阻，但误差较大。[1]
间接测量
当被测量不能直接测量时，可以先测量与被测量有一定函数关系的物理量，然后再按函数关系计算被测量的大小，这种方法称为间接测量。例如，想要测量一盏白炽灯灯泡中钨丝的电阻，但白炽灯在工作时带电，且灯泡中钨丝的电阻随温度变化，我们就无法用万用表直接测量灯泡中钨丝的电阻值。这时，我们可用电压表和电流表分别测量与灯泡中钨丝电阻有一定函数关系的物理量：电压U和电流I，然后根据欧姆定律计算灯泡中钨丝电阻R。
用电压表和电流表测量电阻两端的电压和通过电阻的电流，然后根据欧姆定律计算电阻阻值的间接测量方法，叫伏安法。用伏安法测量电阻时，根据电压表在电路中的位置，测量电路的连接有电压表前接和电压表后接两种方式

‘贰’ 测电阻的10种方法

十种测电阻方法归纳

（一）伏安法测电阻

伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出

未知电阻Rx的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Rx的阻值。由于电压表也叫伏

特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫'伏安法'。

1．原理：由欧姆定律 推出

2．电路图：（见图 1）

3．器材：小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值电阻（10Ω）、

滑动变阻器、导线。

4．注意点：

ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。

ⅱ滑动变阻器的作用：

（1）保护电路；

（2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。

ⅲ本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。

5．实验步骤：

（1）根据电路图把实验器材摆好。

（2）按电路图连接电路。

（在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意电压表和电流表

量程的选择，'+'、'-'接线柱。③滑动变阻器采用'一上一下'接法，闭合开关前，滑

片应位于阻值最大处。）

（3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别

使灯泡暗红（灯泡两端电压 1V）、微弱发光（灯泡两端电压 1.5V）、正常发光（灯泡两端

电压 2.5V），测出对应的电压值和电流值，填入下面的表格中。

实验次数 灯泡亮度 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω

1 灯丝暗红 1

2 微弱发光 1.5

3 正常发光 2.5

同时，在实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加，灯泡

的温度 升高。

（4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。

6．分析与论证：

展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：灯泡的电阻不是定值，是变化的。

是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢？是电压与电流吗？

难点突破：（我们对比一个实验如图 2：用电压表、电流表测定值电阻的阻值 R）

发现：R是定值，不随电压、电流的变化而变化。

通过论证，表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流，那是什么原因造成的

呢？我们在前面学过，影响电阻大小的因素有哪些？（材料、长度、横截面积和温度。）

那是什么因素影响了灯丝的电阻呢？（是温度。）温度越高，灯丝电阻越大。这个实验

再一次验证了这一点。

（二）测电阻的几种特殊方法

1．只用电压表，不用电流表

方法一：如果只用一只电压表，用图 3所示的电路可以测出未知Rx的阻值。

具体的作法是先用电压表测出Rx 两端的电压为Ux；再用这只电压表测出定值电阻R0

两端的电压为U0。根据测得的电压值Ux、U0和定值电阻的阻值R0，可计算出Rx的值为：

用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。

方法二：如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图 4所示的电路可以测

出未知Rx的阻值。

具体的作法是先闭合S1，读出电压表的示数为U1，再同时闭合S1 和S2，读出这时电

压表的示数为U2。根据测得的电压值U1、U2和定值电阻的阻值R0。

根据分压公式可计算出Rx的值：

方法三：如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图 5所示的电路可以测

出未知Rx的阻值。

具体的作法是先把滑动变阻器的滑片 P 调至 B 端，闭合开关，记下电压表示数U1；把

滑动变阻器的滑片 P调至 A端，记下电压表示数U2。根据测得的电压值U1、U2和定值电阻

的阻值R0，可计算出Rx的值：

以上方法，需要测量两次电压，所以也叫'伏伏法'；根据所给器材有电压表和一个已

知阻值的电阻R0，所以又叫'伏阻法'。

2．只用电流表，不用电压表

方法一：如果只用一只电流表，用图 6所示的电路可以测出未知Rx的阻值。先后用电

流表测出通过R0 和Rx的电流分别为I0、Ix，根据测得的电流值I0、Ix 和定值电阻的

阻值R0，根据分流公式可计算出Rx的值为

方法二：用图 7所示的实验电路也可以测出未知Rx的阻值。先闭合开关S1，读出电

流表的示数为 I1，再断开S1闭合S2，读出这时电流表的示数为 I2。根据测得的电流值 I1、

I2和定值电阻的阻值R0。

根据分流公式可计算出Rx的值：

方法三：如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图 8所示的电路也可以

测出未知Rx的阻值。

具体的作法：是先闭合开关 S1，读出电流表的示数为 I1，再同时闭合 S1、S2，读出这

时电流表的示数为 I2。根据测得的电流值 I1、I2和定值电阻的阻值R0。

计算过程如下：设电源电压为U，当只闭合 S1时，根据欧姆定律的变形公式U＝I(R

x+R),可得U＝I1（Rx＋R0）①；当再同时闭合 S1、S2，R0 被短路，这时有：U＝I2Rx

②。

联立①②解方程组得

方法四：如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图 9所示的电路也可以

测出未知Rx的阻值。

具体的作法：把滑动变阻器的滑片 P 调至 A 端，读出电流表的示数为 IA，再把滑动变

阻器的滑片 P 调至 B 端，读出这时电流表的示数为 IB。根据测得的电流值 IA、IB和定值电

阻的阻值RAB。同样可计算出Rx的值：

以上方法，需要测量两次电流，所以也叫'安安法'；根据所给器材有电流表和一个已

知阻值的电阻R0，所以又叫'安阻法'。

总之，用伏安法测电阻的基本原理是测定电阻两端的电压和流过电阻的电流。在缺少器

材（电流表或电压表）的情况下，我们可用间接的方法得到电压值或电流值，仍然可以测量

电阻的阻值。因此，在进行实验复习时要特别重视原理的理解，这是实验设计的基础。

3．等效替代法

方法一：用图 10 所示的电路也可以测出未知Rx的阻值。当 S扳到 A时电流表的示数

为 I，再将 S 扳到 B时，调节 R0（电阻箱）的电阻，使电流表示数仍为 I，即 RX=R0。

方法二：若只有一只电压表和电阻箱，则可用替代法测电阻的阻值，如图 11 所示。先

合上开关 S1，把单刀双掷开关 S2打到 1，调节滑动变阻器的阻值，使电压表有一合适的示数

U0。再把单刀双掷开关 S2打到 2，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数仍为 U0，则此时电阻

箱的示数即为待测电阻 Rx的阻值，即 RX=R0。

等效法虽然也有一块电压表或一块电流表，但在电路中的作用不是为了测量出电压或电

流，而是起到标志作用。

三、典型例题

1．有一个阻值看不清的电阻器 Rx，要测出它的电阻值。

（1）小明按图 12 的电路图连接好电路，检查无误后闭合开关 S，观察到电压表的示数

为 1.6V，电流表的示数如图 13所示，则通过电阻器 Rx的电流为_____A，Rx的电阻为____Ω。

（2）图 14是小虎做这个实验连接的实物图，请你指出其中的三个错误或不妥之处。

①____________________________________________________________________；

②____________________________________________________________________；

③____________________________________________________________________。

分析与解：

(1)在对电压表、电流表读数时，要先看清接线柱找到对应的量程，弄清分度值，再根

据指针的位置进行读数。图乙中根据接线柱确定是按 0～0.6A量程进行读数，对应的分度值

为 0.02A，因此读数为 0.2A+0.02A×6=0.32A。

(2)电路的错误一般都是电流表、电压表和滑动变阻器连接错误。先看电流表，是串联

连接没错，从图乙看量程也没错，但电流是从负接线柱流进，这是不正确的。再看滑动变阻

器，接线方法显然错误，这样接入电路的是它的最大电阻，移动滑片电阻不变。电压表是并

联连接，正负接线柱连接正确，但量程过大，因为电源电压不超过 3V，选小量程测量结果

要相对准确些。

答案:（1）0.32；5 。

（2）①电流表的正负接线柱接反了；

②把滑动变阻器的电阻线两端接入电路，无法改变电阻大小；

③电压表的量程选大了。

2．物理课上老师请同学们设计一个测量未知电阻 Rx 的实验，各组同学都提出了

自己的设计方案，下列是两组同学的设计情况。

（1）甲组同学决定采用伏安法，请你在虚线方框内帮他画出实验电路图。并说明所需

测量的物理量：①___________； ②___________；

（2）乙组同学设计了不同的方案，经讨论后同学们达成共识，设计的电路如图 15，以

下是他们的实验操作步骤：

①按电路图连接好实物电路。

②_______________________________________________________。

③_______________________________________________________。

（3）请你用所测物理量写出两种方案未知电阻 Rx的数学表达式：

甲组：Rx=___________。乙组：Rx=___________。

分析与解：本题同时考查了伏安法测电阻和只用一只电流表测电阻两种不同的电阻测量

方法。在伏安法测电阻的电路图中，要用一只电压表和一只电流表分别来测未知电阻的电压

和电流，特别是别忘了串联一只滑动变阻器，需要测量的物理量是未知电阻的电流和电压。

只用一只电流表来测电阻，电源电压未知，如果只测出一次电流值，无法求出未知电阻的阻

值，我们可以设法测出两次电流值，分流公式解出未知电阻 Rx 的阻值。具体做法是：先断

开开关，读出电流表的示数为I1；再闭合开关，读出电流表的示数为I2，再根据分流公式

求出Rx和电源电压U。

答案:（1）如图 16 ①未知电阻两端的电压U；

②通过未知电阻和电流I。

（2）②断开开关，读出电流表的示数为I1

③闭合开关，读出电流表的示数为I2

（3）U／I； I1R0／（I2－I1）。

3．要测一个阻值未知的电阻Rx的阻值．提供的器材：电源（电压不变）、两个

开关、一个电流表、一个已知阻值为R0 的定值电阻和若干条导线。请你想办法测出Rx 的

阻值，要求只需连接一次电路即可，写出你设计的实验方案。

分析与解：本题考查了只用一只电流表测电阻的方法。只用一只电流表来测电阻，电源

电压未知，如果只测出一次电流值，无法求出未知电阻的阻值，我们可以设法测出两次电流

值，再利用并联分流公式解出未知电阻 Rx 的阻值；或电源电压一定，利用局部短路，列出

等式。

答案：[1]电路图(见图 17)：

[2]实验步骤：

(1)按照电路图连接好电路

(2)闭合开关 S1，断开 S2，记下电流表示数 I1

(3)闭合开关 S2，断开 S1，记下电流表示数 I2

(4)整理实验器材。

[3]待测电阻Rx的表达式：

（也可以：）

[1]电路图(见图 18)：

[2]实验步骤：

(1)按照电路图连接好电路

(2)只闭合开关 S1，记下电流表示数 I1

(3)开关 S1、S2都闭合，记下电流表示数 I2

(4)整理实验器材。

[3]待测电阻Rx的表达式：

4. 现在要测定标有'3.6V 0.32A'灯泡正常发光时的灯丝电阻，给你的器材如下：

开关

一只，导线若干，4.5V 和 6V 的电源各一套（电源电压恒定），量程为 0.6A、3A 的电

流表和 3V、15V的电压表各一只，'5 2A'和'10 1A'的滑动变阻器各一只。测量时

电表示数必须超过所用量程的一半。

（1）应选择电压为______________V的电源；

（2）电流表量程应选择______________A；

（3）电压表量程应选择______________V；

（4）滑动变阻器的规格应选择______________；

（5）画出符合本实验要求的电路图。

分析与解：本题是一道运用伏安法测电阻的设计性实验题，主要考查伏安法测电阻的原

理、串并联电路特点、实验设计和实验器材选择。题中要求'测量时电表示数必须超过所用

量程的一半'，为达到这一要求，必须选择电压为 6V 的电源（请同学们想一想，这是为什

么？）。由于小灯泡正常发光时的电流为 0.32A，要满足题中的要求，电流表必须选择量程

为'0.6A'的，电压表必须选择量程为'3V'的。据欧姆定律可估算出小灯泡的灯丝电阻 R

灯，即 。将滑动变阻器串联在电路中起分压作用，其阻值设

为 R，据欧姆定律有 代入上式解得

。所以滑动变阻器应选'10 、1A'的。由于所选电压表的量程小于小灯泡正

常发光时的额定电压，因此应将电压表并接在滑动变阻器的两端，这样小灯泡两端的

电压等于 6V减去电压表的示数。

答案：

（1）6；

（2）0.6；

（3）3；

（4）'10 、1A'；

（5）如图 19。

‘叁’ 常用测量电阻的方法有那几种

电阻的测量方法有：伏特计-安培计法、谐振法、欧姆表法、直流电桥法、数字式欧姆表法等。

各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在。

20世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，如铝在1.39K（-271.76℃）以下，铅在7.20K（-265.95℃）以下，电阻就变成了零。这就是超导现象，用具有这种性困销贺能的材料可以做成超导材料。已经开发出一些“高温”超导材料，它们在100K（-173℃）左右电阻就能斗蚂降为零。

如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在电厂发电、运输电力、储存电力等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能消耗。如果用超导材料制造电子元件，由于没有电阻，不必考虑散热的问题，元件尺寸可以大大的缩小，进一步实现电子设备的微型化。

金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。自由电子在运动中要与金属正离子频繁碰撞，每秒钟的碰撞次数高达1015左右。这种碰撞阻碍了自由汪派电子的定向移动，表示这种阻碍作用的物理量叫作电阻。不但金属导体有电阻，其他物体也有电阻。

导体的电阻是由它本身的物理条件决定的，金属导体的电阻是由它的材料性质、长短、粗细（横截面积）以及使用温度决定的。

‘肆’ 测电阻的方法是什么

1、伏安法测电阻，使用电流表和电压表直接测量导体电阻的常见方法

2、欧姆表测电阻，欧姆表是直接测量电阻值的仪表。它是根据闭合电路的欧姆定律制成的。

3、利用串并联关系和等效替代及改装知识组合电路测电阻。通过串并联关系和等效替代进行简单改装即可测电阻。

4、半偏法测电阻，”半偏法”是一种科学巧妙的测定电表内阻的方法，常见的有“半偏电流法”和“半偏电压法”

5、等效替代法测电阻，巧用等效替代法测未知电阻。

6、双表法（量差法）测电阻，实验时缺少电流表而有两个电压表。

‘伍’ 6种电阻的测量方法

导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。那电阻的测量方法有哪些呢？

一、电阻的测量

利用电流表、电压表达到测量电阻具体阻值的目的。

伏安法测电阻(具体分为“电流表外接法”和“电流表内接法”)

原理：欧姆定律(R=U/I)

1、电流表外接法

外接法测量值偏小，RX的真实值R真=U/(I–U/Rv)

2、电流表内接法

电流表内接法测量值偏大，RX的真实值为R真=(U-IRa)/I

3、测量方法的选取

当RX<>Ra时，内接

二、电阻的测量方法

电阻的测量方法

1.万用表测量法

把万用表转换开关拨至电阻挡(×1，×10，×100，×1K)，选择适当的量程，两表笔短接后旋转调零旋钮使指针指在零刻线上，然后两表笔分别接触待测旅搏电阻的两端，从万用表指针所指的数值即可知道电阻值。(注：电阻值等于指示数值乘以所选量程的倍数)

2.伏安法

器材：电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电源、待测电阻和导线。

测量方法：电路如图1所示，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U，用电流表测出通过Rx的电流I，则Rx=U/I。

伏安法测电阻有内接法和外接法两种。

3.伏阻法

器材：电压表、阻值已知的定值电阻R0、阻值未知的电阻Rx、开茄空关、电源和导线。

方法一、改接电表法：即通过移动电压表的位置来测量电阻。

方法二、开关通断法：即通过某些开关的闭合或断开，改变电路的连接情况来测量电阻。

4.安阻法

器材：电流表一个、阻值已知的定值电阻R0、开关、电源、待测电阻Rx和导线。

方法一、改接电表法：即通过改变电流表的位置来测电阻。

方法二、开关通断法：

A.短路法

B.开路法

5.安滑法

器材：电流表、已知最大阻值为R的滑动变阻器、开关、电源、待测电阻和导线。

6.伏滑法

器材：电压表、已知最大阻值为R的滑动变阻器、拆纳祥开关、电源、待测电阻Rx和导线。

以上介绍了电阻的测量及方法，当需要对电阻进行测量时便可从以上选择根据具体情况选择最有效的方法。

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