上海交通大学：《物理实验》精品课程教学资源（基础训练物理实验）03 伏安法测电阻

实验三伏-安法测电阻 根据欧姆定律，如果测出电阻两端的电压V及通过电阻的电流I,则可计算出电阻值R (R=V/I)。这种测量电阻的方法称伏-安法。伏安法原理简单，测量方便，但由于电压表和 电流表内阻的影响，往往给测量结果带来明显的系统误差，为减少测量误差，必须在实验 中选择适当的实验方法和合适的仪器。 【实验目的】 1.掌握用伏安法测电阻的方法： 2.学习使用恒流源、稳压源和数字式万用表： 3.学习用作图法处理数据。 【实验原理】 图1电流表外接法 图2电流表内接法 伏-安法测电阻的原理如图1和图2所示，用电表测得电阻的电压、电流后，通过欧姆 定律R=V/1,即可计算出电阻值。伏-安法测电阻有电流表外接和电流表内接两种接线方 法。由于电表内阻的影响，不论采用哪一种接法总存在方法误差，但经修正后都可获得正 确结果。 1.电流表外接法 图1为电流表外接法。在外接法中，电压表和待测电阻R并联后再与电流表串联，故 电压表指示值就是R上的电压Vx:而电流表的指示值却包含了通过电压表的电流v,即 V=Vx I=Ix+I (1) 若用Rν表示电压表的内阻，则用外接法测得电阻值为 V. 71+y1,1+ (2)

实验三 伏-安法测电阻 根据欧姆定律，如果测出电阻两端的电压 V 及通过电阻的电流 I，则可计算出电阻值 R (R = V / I )。这种测量电阻的方法称伏-安法。伏安法原理简单，测量方便，但由于电压表和 电流表内阻的影响，往往给测量结果带来明显的系统误差，为减少测量误差，必须在实验 中选择适当的实验方法和合适的仪器。 【实验目的】 1．掌握用伏-安法测电阻的方法； 2．学习使用恒流源、稳压源和数字式万用表； 3．学习用作图法处理数据。 【实验原理】 A Rx E V 图 1 电流表外接法 图 2 电流表内接法 伏-安法测电阻的原理如图 1 和图 2 所示，用电表测得电阻的电压、电流后，通过欧姆 定律 R = V / I ，即可计算出电阻值。伏-安法测电阻有电流表外接和电流表内接两种接线方 法。由于电表内阻的影响，不论采用哪一种接法总存在方法误差，但经修正后都可获得正 确结果。 1．电流表外接法 图 1 为电流表外接法。在外接法中，电压表和待测电阻Rx并联后再与电流表串联，故 电压表指示值就是Rx上的电压Vx；而电流表的指示值I却包含了通过电压表的电流IV，即 V = Vx I = Ix + IV （1） 若用RV表示电压表的内阻，则用外接法测得电阻值为 I V R = )1( x V x x Vx x I I I V II V + = + = （2） 7

(1+ )=1-+}-+…,当wR时，Rx≈R,即电阻阻值较大时，可采用电流表内接法。 实际测量时常采用多次测量方法，改变测量电路中的电压和电流，得到一组电压电流 值，做出元件伏安曲线。纯电阻的伏安曲线应该是一条通过原点的直线，利用作图法或者 最小二乘法求出直线的斜率即可求出元件的电阻值。 【实验仪器】 数显直流稳压电源，数显直流恒 插孔 流电源，数字万用表，接线板，待测 为一节点 电阻RI、Ra、R和导线若干。 接线板如如图3所示，每9孔为 一节点（各点在板的内部是连通的）， 节点与节点不连通。元件与其接插时， 必须垂直插入。 图3

−1 2 )()(1)1( 3 +−+−=+ " x V x V x V x V I I I I I I I I ，当IV > RA时，Rx≈R， 即电阻阻值较大时，可采用电流表内接法。 实际测量时常采用多次测量方法，改变测量电路中的电压和电流，得到一组电压电流 值，做出元件伏安曲线。纯电阻的伏安曲线应该是一条通过原点的直线，利用作图法或者 最小二乘法求出直线的斜率即可求出元件的电阻值。 【实验仪器】 数显直流稳压电源，数显直流恒 流电源，数字万用表，接线板，待测 电阻Rx1、Rx2、Rx3和导线若干。 接线板如如图 3 所示，每 9 孔为 一节点（各点在板的内部是连通的）， 节点与节点不连通。元件与其接插时， 必须垂直插入。 8 插孔 为一节点 图 3

【实验内容】 1.本实验用数字万用表的电阻档，测量三个待测电阻阻值，记录在附表1中。 2.用稳压源作为电源（测量电路见图4），用伏-安法测量待测电阻R3。电压值由稳压源表 头直接读出，电流值用万用表测量。将测量数据记录在附表3中，同时用作图法求出该电 阻的阻值。 3.用恒流源作为电源（测量电路见图5），用伏-安法测量待测电阻Rx1。电流值由恒流源表 头直接读出，电压值用万用表测量。将测量数据记录在附表2中，同时用作图法求出该电 阻的阻值。 4.分别用恒流源和稳压电源作为电源，用伏-安法测量待测电阻R2,将测量数据记录在附 表4中，同时用作图法求出该电阻的阻值。 稳 压 R 流 源 图4 图5 【注意事项】 1.本实验使用数字万用表，首先将表盘旋钮拨至所要测的物理量的相关档上，随后将表 笔插入所要测量的插孔中，即可开始测量。 2.当万用表选择电流测量时，千万不能测量线路中的电压，否则将烧坏电表。 9

【实验内容】 1．本实验用数字万用表的电阻档，测量三个待测电阻阻值，记录在附表 1 中。 2．用稳压源作为电源（测量电路见图 4），用伏-安法测量待测电阻Rx3。电压值由稳压源表 头直接读出，电流值用万用表测量。将测量数据记录在附表 3 中，同时用作图法求出该电 阻的阻值。 3．用恒流源作为电源（测量电路见图 5），用伏-安法测量待测电阻Rx1。电流值由恒流源表 头直接读出，电压值用万用表测量。将测量数据记录在附表 2 中，同时用作图法求出该电 阻的阻值。 4．分别用恒流源和稳压电源作为电源，用伏-安法测量待测电阻Rx2，将测量数据记录在附 表 4 中，同时用作图法求出该电阻的阻值。 Rx 恒 流 源 V 稳 压 源 A Rx 图 4 图 5 【注意事项】 1．本实验使用数字万用表，首先将表盘旋钮拨至所要测的物理量的相关档上，随后将表 笔插入所要测量的插孔中，即可开始测量。 2．当万用表选择电流测量时，千万不能测量线路中的电压，否则将烧坏电表。 9