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十种测电阻方法归纳.doc

十种测电阻方法归纳

豆浆
2019-05-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《十种测电阻方法归纳doc》,可适用于高等教育领域

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”。  .原理:由欧姆定律推出  .电路图:(见图)                   .器材:小灯泡(V)、电流表、电压表、开关、电池阻(V)、定值电阻(Ω)、滑动变阻器、导线。  .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:  ()保护电路  ()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。  .实验步骤:  ()根据电路图把实验器材摆好。  ()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。)  ()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V)、微弱发光(灯泡两端电压V)、正常发光(灯泡两端电压V)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UV电流IA电阻RΩ灯丝暗红  微弱发光  正常发光    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。  ()算出灯丝在不同亮度时的电阻。  .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: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.只用电压表不用电流表  方法一:如果只用一只电压表用图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R两端的电压为U。根据测得的电压值Ux、U和定值电阻的阻值R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所示的电路可以测出未知Rx的阻值。  具体的作法是先闭合S读出电压表的示数为U再同时闭合S和S读出这时电压表的示数为U2。根据测得的电压值U、U和定值电阻的阻值R。  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U把滑动变阻器的滑片P调至A端记下电压表示数U。根据测得的电压值U、U和定值电阻的阻值R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R所以又叫“伏阻法”。.只用电流表不用电压表  方法一:如果只用一只电流表用图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R和Rx的电流分别为I、Ix根据测得的电流值I、Ix和定值电阻的阻值R根据分流公式可计算出Rx的值为      方法二:用图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I再断开S1闭合S2读出这时电流表的示数为I。根据测得的电流值I、I和定值电阻的阻值R。  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S读出电流表的示数为I1再同时闭合S、S读出这时电流表的示数为I。根据测得的电流值I1、I和定值电阻的阻值R。  计算过程如下:设电源电压为U当只闭合S时根据欧姆定律的变形公式U=I(RxR),可得U=I1(Rx+R)①当再同时闭合S、SR被短路这时有:U=IRx②。  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R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。.等效替代法  方法一:用图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R(电阻箱)的电阻使电流表示数仍为I即RX=R。                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所示。先合上开关S把单刀双掷开关S打到调节滑动变阻器的阻值使电压表有一合适的示数U。再把单刀双掷开关S打到调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U则此时电阻箱的示数即为待测电阻Rx的阻值即RX=R。  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。  ()小明按图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V电流表的示数如图所示则通过电阻器Rx的电流为ARx的电阻为Ω。          ()图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:  ()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~A量程进行读数对应的分度值为A因此读数为AA×=A。  ()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V选小量程测量结果要相对准确些。  答案:()。  ()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。  .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。  ()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:①②                   ()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。  ()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I再闭合开关读出电流表的示数为I再根据分流公式求出Rx和电源电压U。             答案:(1)如图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I  ③闭合开关读出电流表的示数为I  (3)U/I  IR/(I-I)。  .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R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:电路图(见图):  实验步骤:  ()按照电路图连接好电路  ()闭合开关S断开S记下电流表示数I1  ()闭合开关S断开S记下电流表示数I  ()整理实验器材。  待测电阻Rx的表达式:  (也可以:)  电路图(见图):  实验步骤:  ()按照电路图连接好电路  ()只闭合开关S记下电流表示数I  ()开关S、S都闭合记下电流表示数I  ()整理实验器材。  待测电阻Rx的表达式:  现在要测定标有“VA”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V和V的电源各一套(电源电压恒定)量程为A、A的电流表和V、V的电压表各一只“A”和“A”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。  ()应选择电压为V的电源  ()电流表量程应选择A  ()电压表量程应选择V  ()滑动变阻器的规格应选择  ()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V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A要满足题中的要求电流表必须选择量程为“A”的电压表必须选择量程为“V”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“、A”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V减去电压表的示数。  答案:  ()   ()  ()  ()“、A”  ()如图。

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