实验二十三、伏安法测电阻的实验

【实验目的】：

用电流表、电压表测出未知电阻（或小灯泡）的阻值

【实验器材】：

电源、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线等。

【实验原理】： R=U/I

【实验步骤】：

①按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；

②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，改变电阻两端电压分别为 U 1 、 U 2 、 U 3 观察电流

表每次对应的数值， I 1 、 I 2 、 I 3 分别填入设计的记录表格；

次数

电压 U/V

电流 I/A

电阻 R/Ω

1

2

3

3

R

R

R

R







1

2

3

③根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值

1

2

3

3

R

R

R

R







；

④整理器材。

【考点方向】：

1 、原理：欧姆定律变形式 R=U/I 。

2 、滑动变阻器的作用：①

保护电路；

②

改变电阻（或灯泡）两端的电压和通过电阻的电流

3 、电压表量程的选择： 看电源电压，一般电压表量程稍大于电源电压。

4 、电流表的量程选择： I=U/R 最小值 （定值电阻）

I=P

额

/U

额

5 、滑动变阻器规格选取： 1 、看电流

2 、计算电阻：

R 滑

= （

U-U

额）

/I 额

6 、使小灯泡正常发光的操作： 移动滑动变阻器使电压表示数等于小灯泡额定电压。

7 、测定值电阻的阻值，它需要求平均值， 因为多次多次测量求平均值，减小实验误差

。

8 、测小灯泡阻值，它不需求平均值， 因为灯丝电阻随温度变化而变化，求平均值失去意义。

9 、测量结果偏小是因为： 有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过

Rx

电流。根据

Rx=U/I

电

阻偏小 。

10 、如果在实验中，无论如何移动滑动变阻器，电压表，或电流表的示数没有任何变化，那么可能的原因

是： 滑动变阻器接法错误，可能同时接成了上面的两个接线柱或同时接在了下面的两个接线柱 。

11 、闭合开关后，如果发现灯泡不亮，接下来的操作是： 移动滑动变阻器，观察小灯泡是否会发光 。

12 、通过移动滑动变阻器的滑片 P 记录了多组数据，并作出了的 I

﹣ U

图象，发现其图像并不是一条直线，

是因为： 小灯泡的电阻丝阻值会随温度的变化而变化 。

【创新母题】：小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻 R x 的阻值，阻值大约为 5 Ω.

(1) 请你根据电路图，用笔画线代替导线，在图乙中完成实验电路的连接．

(2) 闭 合 开 关 前 ， 应 将 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 置 于 ________( 填 “ A ” 或 “ B ”) 端 ， 这 样 操 作 的 目 的 是 ：

。

(3) 闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．小芳利用另一个完好的电压表进行检测，把电压表分别接在

a 、 b 之间和 b 、 c 之间，电压表均有示数；接在 a 、 c 之间，电压表无示数．如果电路连接完好，只有一个

元件有故障，该故障是 ____ ________________ ．

(4) 排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据．画出了待测电阻 R x 的 I － U 图象，如图丙所示．由图象

可得 R x ＝ ________Ω. 由该图像你还可以得出结论： 。

(5) 小芳的同学小华此时在利用该装置，进行测量小灯泡的未知电阻实验，测量几组数据后，发现同一个小

灯泡得出的每一组数据，计算得出的阻值 都 不同，原因是： 。

(6) 聪明 的小芳 说 不使用电压表 也 能完成实验， 又 设计了一 种 方 案 ，测出了 R x 的阻值．电路如图 丁 所示， R 0

为阻值 已 知的定值电阻，电源电压未知 且恒 定不变．测量步骤如下：

① 当 开关 ______________________________________ 时，电流表 读 数为 I 1 ；

② 当 开关 S 1 、 S 2 都 闭合时，电流表 读 数为 I 2 ；

③ 待测电阻 R x ＝ ____ ____.( 用 已 知和测出的 物 理量 符号 表示 )

【 答案 】

（ 1 ）如下图：

（ 2 ） B ； 降低 电流，保护电路 ； （ 3 ）滑动变阻器断路；

（ 4 ） 4 ；导 体 的电阻一定时，导 体 中的电流 与 导 体 两端的电压成正 比 ；

（ 5 ）小灯泡电阻丝的阻值会随 着 温度的变化而变化。

（ 6 ）① S 1 闭合、 S 2 断开；③（ I 2 -I 1 ） R 0 /I 1

【 解析 】

（ 1 ）除电压表 外 ，电流 依 次 经 过开关、调动变阻器、未知电阻、电流表形成一个闭合 回 路。最 终 再将电

压表并 联 接到待测电阻两端。因电 池 为两节干电 池 ， 则 未知电阻两端电压不 超 过 3V ， 则 电压表选 0-3V 量

程。待测电阻 R X 约为 5Ω ， 当 变阻器阻值为 0 时，电路中的电流最大，最大电流为 Im=U/R X =3V/

5Ω=0.6A ，故电流表选 0-0.6A 的量程。故应将电压表“ 3” 接线柱接未知电阻 右侧 ，再将未知电阻 左侧 接电

流表的“ 0.6” 接线柱。

（ 2 ）开关闭合前，应将变阻器的滑片移到 离 下端接线柱最 远 的位置，使变阻器接入电路的电阻最大，开

关闭合后电路中的电流最小，最有利于元件的保护。

（ 3 ）闭合开关，电压表和电流表均无示数，表 明 电路中 存 在断路。把电压表接在 a 、 b 之间，电压表测量

电源电压，电压表有示数，表 明 电源正常。把电压表接在 b 、 c 之间，电压表有示数，表 明 b 点通过开关连

接上电源正 极 ， c 点通过未知电阻、电流表连接上电源 负极 ， 则 只有可能 b 、 c 间的滑动变阻器出现断路。

（ 4 ） 从 未知电阻的 I-U 图像可以看出， 当 未知电阻的电压为 2V 时，流过它的电流为 0.5A ， 则 未知电阻的

阻值为： R X =U X /I X =2V/0.5A=4Ω ；同时根据图像可以得知， 当 电阻阻值一定时，通过导 体 的电流 与 导 体 两

端的电压成正 比 。

（ 5 ）测量小灯泡电阻时，由于小灯泡电阻会随 着 温度的变化而变化，因此每一组数据测出的电阻会不同。

（ 6 ）只有一个电流表，没有电压表，要测量未知电阻的阻值，需要用电流表 先 后测量两个不同电流值，

再根据 R 0 的阻值 推 算 R X 的电阻值。

先让 S 1 闭合、 S 2 断开， R 0 、 R X 串联 ，电路中的电流为 I 1 ； 则 有： U=I 1 (R 0 +R X )

再将开关 S 1 、 S 2 都 闭合， R X 被短 路，只有 R 0 接入电路，电流表 读 数为 I 2 ； 则 有： U=I 2 R 0

联 合上面两式求 解 ，得 R X = （ I 2 -I 1 ） R 0 /I 1

练习 1 ：（ 2019• 岳阳 ）利用图甲测小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为 2.5V ，电源电压 恒 定不变。

（ 1 ）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于 ______ 端（填“ A” 或“ B” ），目的是保护电路。

（ 2 ）闭合开关后，发现小灯泡不亮， 则 接下来合理的操作是 ______ （填 字 母代 号 ）。

A ．断开开关， 更换 小灯泡 B ．移动滑动变阻器，观察小灯泡是否发光

（ 3 ） 当 小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙， 则 小灯泡正常发光时的电流为 ______A ，小灯泡正常发光

时的电阻为 ______Ω （计算结果保 留 一位小数）。

（ 4 ） 某 同学根据记录的部分实验数据，计算出小灯泡的电阻，发现有一组测量数据 存 在错误。请 指 出错

误数据的 序号 并 说明判 断 依 据 __ ____ 。

序号

1

2

3

4

U/V

0.1

1.3

2.1

3.0

I/A

0.05

0.11

0.26

0.3

R/Ω

2

11.8

8.1

10

【 答案 】

（ 1 ） B ；（ 2 ） B ；（ 3 ） 0.28 ； 8.9 ；（ 4 ） 2 ，灯的电阻随温度的 升高 而变大

【 解析 】

（ 1 ）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 p 置于阻值最大处的 B 端，目的是保护电路。

（ 2 ）闭合开关后，发现小灯泡不亮， 则 接下来合理的操作是移动滑动变阻器，观察小灯泡是否发光 ，选

B ；

（ 3 ） 当 小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值为 0.02A ， 则 小灯泡正常发光

时的电流为 0.28A ，由欧姆定律，小灯泡正常发光时的电阻为： R=U/I=2.5V/0.28A≈8.9Ω ；

练习 2 ：（ 2019• 福建 ）现要测量电阻 R X 的阻值， 提供 的实验器材有：待测电阻 R X （约 5 Ω ）、

两节干电 池 、电流表、电压表、 滑动变阻器、开关 及 导线若干 °

甲 乙

(1) 用笔画线代替导线，将图甲中的实 物 图连接完整，要求滑动变阻器的滑片 P 向接线柱 D 移动时接入电路

的阻值变小。

(2) 正 确 连线后，闭合开关，移动滑片 P, 电流表示数几 乎 为 零 ，电压表示数接 近 电源电压 且 几 乎 不变。若电

路中只有一处故障，可 判 断该故障是 _________ 。

(3)

排除故障 继续 实验， 某 次测量，电流表的示数为 0.50 A, 电压表的示数如图乙 , 该示数为 _____V, 则 R X

=__________Ω 。

(4) 某 同学利用电源 ( 电压未知 ) 、电阻 箱 (0-999.9 Q) 和电流表 ( 指针 能正常偏 转 ， 但刻 度 盘 示数 模糊 不 清 ) 等器

材，测电阻 R X 的阻值，设计的电路如图丙。完成下 列 实验步骤 :

丙

① 正 确 连接电路，断开 S 1 、 S 2 ，将电阻 箱 R 阻值调 至 最大；

② ____________________________________________________________;

③ ____________________________________________________________;

④ 电阻 R X =______________ 。 ( 用测得量的 符号 表示 )

【 答案 】

(1) 如图

(2) Rx 未接入电路 (Rx 断路 )

(3) 2.60(2.6) ； 5.2 ；

(4) ② 闭合 S 1 ， 标 记电流表 指针 所 指 的位置；

③ 断开 S 1 ，闭合 S 2 , 调节电阻 箱 ，使电流表 指针指 在 标 记的位置，记下电阻 箱 阻值 R 0 ；

④ R 0

【 解析 】

（ 1 ）伏安法测电阻，注意滑动变阻器的接法“一上一下 ” 要求向 D 滑动时，电阻变小 就 是 让 接入电路中

电阻丝的 长 度变 短 ，如上图。

（ 2 ）电流表示数几 乎 为 零 ， 说明 有 极 小的电流通过电流表，电压表接 近 电源电压， 说明 电压表 相当 于接

到电源两端，电压表 串 接在了电路中，因此 Rx 处发 生 了断路。

（ 3 ）由图可知电压表的示数为 2.6V ，电流表示数 0.50A ，根据欧姆定律 R=U/I 得， Rx=2.6V/0.5A=5.2Ω 。

（ 4 ） 本 题在没有电压表的 情况 下，利用电阻 箱 能直接 读 数的 优 点， 采 用等 效 替代法测量未知电阻的阻值。

① 正 确 连接电路，断开 S 1 、 S 2 ，将电阻 箱 R 阻值调 至 最大；

② 闭合 S 1 ， 标 记电流表 指针 所 指 的位置 ;

③ 断开 S 1 ，闭合 S 2 , 调节电阻 箱 ，使电流表 指针指 在 标 记的位置，记下电阻 箱 阻值 R 0 ； ;