探析高中物理中的測電阻問題

黃冬輝

（贛州中學(xué) 江西贛州 341000）

測電阻是高中物理中的一個重點知識，在生活中也有很多的應(yīng)用，如，家電排除故障、工廠設(shè)計、生產(chǎn)、預(yù)防性測試等。通過對電阻進行測量，進而提前找出絕緣材料的不足，進而防止造成損失。測電阻問題也是高考中的重要考點，一般測電阻的方法有替代法、伏安法、多用電表測量法以及半偏法等，在遇到這類題型時，怎樣能夠科學(xué)的選擇方法，高效的解題很重要，所以，教師就要教授學(xué)生測量電阻的原理和方法，對他們的思維進行開闊，提升他們的創(chuàng)新能力。

一、運用伏安法測量電阻

1.測量原理

該方法的原理就是R=，就是通過電壓表以及電流表來計算出電阻兩端的電壓以及電流，聽過歐姆定律的定理對電阻數(shù)值進行計算。

2.伏安法測量電阻的兩種電路

該方法測量電阻的電路有兩種，一種是內(nèi)接法，另一種就是外接法，內(nèi)接法就是把電流表接入到電壓表兩接線柱的內(nèi)側(cè)，而外界法就是將其接到電壓表兩接線柱的外側(cè)，從下面的圖中能夠看到外接和內(nèi)接的電路示意圖。

圖1 兩種電路示意圖

然而在使用這兩種方法進行測量時，電流表以及電壓表因為有分流以及分壓的情況，所以，不管使用哪種方法進行測量，都無法避免會存在一些誤差。

3.伏安法測量電阻的電路選擇

使用該方法進行電阻的測量有幾種選擇，第一種就是直接比較法，其就是在RX＞RA的情況下，會使用外接法進行測量；在RX＜RV的情況下，就可以選擇內(nèi)接法進行測量。第二種就是比值法，其就是當=時，會采取電流表內(nèi)接法；不然就采取電流表外接法。最后一種就是實驗試探法，其就是如果伏特表示數(shù)存在顯著的變化，就可以采取外接法進行電阻的測量；而要是安培的表示數(shù)有顯著的變化，就要選擇內(nèi)接法進行電阻的測量。

二、半偏法測量電阻

從下面的圖2中能夠看到電流表的半偏法，先閉合S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，進而保證G帶測靈敏電流表示數(shù)滿偏。之后一直保持S1閉合，確保滑動變阻器是不動的，然后閉合S2，與此同時調(diào)節(jié)變阻器R‘，讓G帶測靈敏電流表示數(shù)是最大示數(shù)的二分之一，也就是電流是原來電流值的一半。這時就可以記錄下滑動變阻器R‘法電阻值，就是這時帶測靈敏電流表的電阻值情況。

在使用這種方法時，能夠看到電流表內(nèi)阻的電路，如果其是電流表以及電阻箱并聯(lián)的話，那么其結(jié)果就會小于真實的數(shù)值；要是電路是電壓表及電阻箱串聯(lián)，看到的結(jié)果就會大于實際的數(shù)值。

圖2 電流表的半偏法

三、電橋法和補償法測量電阻

高中物理教學(xué)中，多用電表法、伏安法以及半偏法都是學(xué)生必須要掌握的，但是在生活中有一些不足。伏安法在測量電阻時會存在誤差，這是由于電流表以及電壓表自身有電阻，在應(yīng)用歐姆定律的時候，在測量上就會有差距，會讓電阻測量值也受到影響，還需要進行多次實驗，操作上較為復(fù)雜[1]。多用電表法在刻度上存在不精準的問題，只是可以大概指導(dǎo)電阻的值的范圍，要想得到更加精確的值就需要多次調(diào)擋，操作起來很麻煩。半偏法測量電阻也有誤差，這是由于在對電流表電阻進行測量的過程中，電阻箱的調(diào)節(jié)會讓電流出現(xiàn)變化，在對電壓表電阻進行測量時，因為要調(diào)節(jié)電阻箱，這就使得電壓會出現(xiàn)變化，最后讓測量結(jié)果不夠精準。所以，要想測量的更加精準，可以采取這兩種方法：

1.電橋法

該方法就是利用靈敏電流計偏向來對要測量的電阻進行判斷[2]。在對大電阻進行測量時，要確保靈敏電流計是精準的，這樣就可以確保測量的結(jié)果是精準的。

2.補償伏安法

該方法的原理就是利用可調(diào)標準電源，對電動源進行改變，讓靈敏電流計的讀數(shù)是0，進而能夠減少電表自身的內(nèi)阻帶來的誤差。

四、比較法測量電阻

在圖3中，測出電阻箱R1的阻值和A1、A2表示數(shù)是I1、I2，能夠得出RX=I2R1/I1。

要是思考電表內(nèi)阻給其帶去的影響，就得出I1（RX+RA1）=I2（R1+R2）。

圖3

從下面的圖4中能夠看到，把S和I進行連接，調(diào)節(jié)R2，能夠看到A表的示數(shù)是I；將上和2銜接，R2不變，對電阻箱R1進行調(diào)節(jié)，應(yīng)用A表示數(shù)還是沒有變化，依然是I；結(jié)合上面的公式就能得出RX=R2。

可以看到該方法測量電阻的優(yōu)勢，其可以打破A表內(nèi)阻給測量操作帶去的消極影響，然而該方法也有不足，那就是電阻箱的電阻無法出現(xiàn)連續(xù)的變化[3]。

圖4

五、多用電表法測量電阻

這一方法就是利用表內(nèi)測量出的電流，之后利用歐姆定律進行轉(zhuǎn)換，因此，歐姆表刻度存在分布不均的問題，通常不能準確的知道刻度，而是能夠知道一個范圍。要想提升測量電阻的精度，就需要在測量的過程中做到幾點：第一，每次使用之前都需要相對機械進行調(diào)整，將數(shù)值調(diào)整到0；第二，在操作中不能用手摸電筆表的金屬地方；第三，在調(diào)試的過程中不能在帶電的情況下旋轉(zhuǎn)開關(guān)；第四，在使用完之后，需要把開關(guān)旋轉(zhuǎn)到其交流電壓的最高量程檔上；第五，要是長時間不使用的話，就需要將干電池拿出來；最后，需要確保其是清潔和干燥的。

結(jié)語

綜上所述，電學(xué)實驗并非是考察單一的知識點，而是利用多種形式考查學(xué)生對于學(xué)到的知識點的串聯(lián)，因此，就需要讓學(xué)生掌握測量電阻的原理和方法，這樣才能知道要怎樣解題，在遇到題目時，知道要選擇哪種方法，可以高效的解題，提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率和效果，提升他們對于物理學(xué)習(xí)的信心。