實驗是物理學的基礎,實驗能力在高考中一直占有相當重要的地位,物理高考力圖通過筆試的形式來考查學生的實驗能力,其中伏安法測電阻實驗,由于具有知識點多、題型活、對學生設計、創新能力要求較高等特點，多年來一直成為高考實驗考查的熱點問題,學生在解決這類問題時往往感到無從下手。事實上，這類問題一般是由三個方面組成的，即：儀器的選擇、内外接法的選擇和變阻器接法的選擇，如能解決好以上三個問題，則可使問題迎刃而解。

實驗儀器選擇的基本原則是:安全（不損壞實驗器材）、準确（盡可能提高測量精确度,減小實驗誤差）、方便（在保證實驗正常進行的前提下,應便于操作）。因此要重視所給器材、元件（電表、電阻等）的數據，如額定功率、額定電流或電壓、電阻等。分析準确值和近似值所提供的答題信息，因為這些信息常常是選擇電源或電表的主要依據具體說來主要是：電源、電壓表、電流表、變阻器的選擇問題。基于以上原則，可從以下三方面着手：

根據以上原則應選用的器材為(1) (3) (5) (7) (9)

測量電路（電流表“内外接法”）的選擇：

伏安法測電阻的原理是歐姆定律：R=U/I 常用測量電路有：電流表外接電路（簡稱“外接法”如圖1所示）

和電流表内接電路（簡稱“内接法”如圖2所示）設實驗中電壓表、電流表的讀數分别用UV、 IA表示，内阻分别用RV、RA待測電阻用RX表示。對于内接法：由于R測=其中IA為RX中真實電流，UV為電流表與RX電壓之和，所以

實驗的系統誤差來源于電流表内阻的分壓作用，當RA＜＜RX時，R測≈RX，

對于外接法：由于

其中UV為RX上的真實電壓，IA卻是RX與電流表中電流之和，所以

實驗誤差來源于電壓表的分流作用，當RX＜＜RV時，R測≈RX，

從以上過程的分析可看出：由于電壓表和電流表内阻的影響，不管采用哪種接法都将會引起實驗的系統誤差，為減少實驗的系統誤差，實際操作中常用如下方法選擇測量電路。

方法1：當RX＞＞RA或

時選用“内接法”

當RX ＜＜RV或

時選用“外接法”

當

時選用兩種接法均可

但由于《的程度不好掌握，實際問題中常常是把待測電阻Rx與臨界阻值

（即兩種接法測量所帶來的誤差相等時的待測電阻值）的比較，作為判定内外接的依據。

例2．2003年理科綜合能力測試（新課程卷）23題：.用伏安法測量電阻阻值R，并求出電阻率ρ。給定電壓表（内阻約為50kΩ）、電流表（内阻約為40Ω）、滑線變阻器、電源、電鍵、待測電阻（約為250Ω）及導線若幹。

⑴畫出測量R的電路圖。（第2、3、4問略）

解析：因為

所以用電流表内外接法 。

方法2：RA、R V均不知的情況下，可用試觸法選擇測量電路。如圖3示，電壓表右端分别接在a、b位置時，電流表示數分别為Ia、Ib,電壓表示數分别為Ua、Ub。

當

(即電流表示數變化明顯)時,選用“内接法”

當

(即電壓表示數變化明顯)時,選用“外接法”

滑動變阻器接入電路時通常有如下兩種接法：限流式接法（圖4）和分壓式接法（圖5）

設電源電壓為U,内阻不計, 滑動變阻器全部電阻值為R0，在限流式連接中,對待測電阻RX上的電壓和電流調節範圍均與變阻器的全部電阻值R0有關，

其範圍分别為：

所以在U和R0一定時，RX越小，用電器上的電流及電壓調節範圍就越大，當R0＜＜RX時，待測電阻上的電壓及電流的可調節範圍都很小，不宜選用。

在分壓接法中RX上的電壓和電流調節範圍分别為：電壓：0～U

電流：

。均與R0無關。

由以上分析知，兩種電路均可改變加在RX的電壓和電流，但調節範圍不同。相同條件下，分壓式連接中變阻器消耗的功率大,而限流式電路具有效率較高、電源負擔輕、電路連接簡單等優點。

但在下列三種情況下選用分壓式接法：

1、當要求待測電阻上的電壓（電流）從0開始變化時（如：測定導體的伏安特性、校對改裝後的電表等電路）。

例3．2003年上海高考物理試題18題：圖示為某一熱敏電阻(電阻值随溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的I-U關系曲線圖。

⑴為了通過測量得到圖6所示I-U關系的完整曲線，在圖7和圖8兩個電路中應選擇的是圖________；簡要說明理由：____________。（電源電動勢為9V，内阻不計，滑線變阻器的阻值為0-100Ω）。（第2、3問略）

解析：為了得到圖6所示I-U關系的完整曲線，

加在熱敏電阻上的電壓要能夠從0開始變化

所以選用分壓式接法

2、當RX＞＞R0時，若采用限流式，RX上的電壓（電流）變化範圍較小，不利于多次測量。（常有“要求測多組數據”等字眼）

例4：（1997年全國第17題）某電壓表的内阻在20千歐～50千歐之間,現要測量其内阻,實驗室提供下列可選用的器材:待測電壓表V(量程3V)、電流表A1(量程200μA )、電流表A2(量程5mA)、電流表A3(量程0.6A)、滑動變阻器R(最大阻值1KΩ)電源ε(電動勢4V)、電鍵K.

(1)所提供的電流表中,應選用____________________(填寫字母代号).(2)為了盡量減小誤差,要求測多組數據.試在方框中畫出符合要求的實驗電路圖(其中電源和電鍵及其連線已畫出).

解析：本題中由于待測電壓表内阻大于滑動變阻器最大值，即：RX ＞＞R變若此時采用限流式接法，待測電阻RX上的電壓（電流）變化範圍較小，不能滿足“要求測多組數據”的要求，故隻能采用分壓式接法。

3、 給定的待測電阻的額定電壓（電流）或電表的量程分析，若采用限流式接法，電路中的最小電流（滑動變阻器全部接入電路時）仍超過額定電流或電表的量程時。

例5：（1994全國高考25題）圖（此處略）為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖,器材規格如下:

(1)待測電阻Rx(約100歐);

(2)直流毫安表(量程0～10毫安,内阻50歐);

(3)直流電壓表(量程0～3伏,内阻5千歐);

(4)直流電源(輸出電壓4伏,内阻可不計);

(5)滑動變阻器(阻值範圍0～15歐,允許最大電流1安);

(6)電健一個,導線若幹條.

根據器材的規格和實驗要求,在本題的實物圖上連線.

解析：由題中所給數據可知：若用限流式接法，當滑動變阻器全部接入電路時，電路中的電流最小但仍超過額定電流或電表的量程，所以，要用分壓式接法。

由以上分析及例題可見，電學實驗的設計可遵循以下步驟進行。第一，根據待測電路及電流，選擇合适的電表等實驗器材；第二，判定内外接法；第三，選定變阻器接法。實際設計中為減少錯誤，可在選定變阻器接法後畫出分壓或限流式接法原理圖，而将電表、待測電阻、待測電路等用Rx，再将畫好的内外接法替換Rx，即為一完整的電路原理圖。

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