測量電阻是初中物理教學的最重要的實驗之一,也是考察學生能力的重要命題熱點之一。通過近幾年中考試題我們就會發現,測量電阻方法多種多樣,其應用的原理和計算方法也不盡相同,而電路圖的設計更是靈活多變,如果學生對該部分知識不加以總結、消化的話,就會在做題時容易出錯、造成不必要的丟分現象,因此電阻的測量看似簡單。實則在教學中常常是學生的弱點,在各種考試中通過對電阻的測量的考察也可以反映出學生對電學基本知識掌握的情況,另外命題者還在不斷的推陳出新,用不同的形式對學生進行考察。
下面我們就對初中測量電阻的幾種常用方法進行乙個簡單的總結。
一、最基本的測電阻的方法
(1)伏安法測電阻
伏安法測電阻就是用乙個電壓表和乙個電流錶來測待測電阻,因為電壓表也叫伏特表物理**,電流錶也叫安培表,因此,用電壓表和電流錶測電阻的方法就叫伏安法測電阻。它的具體方法是:用電流錶測量出通過待測電阻rx的電流i,用電壓表測出待測電阻rx兩端的電壓u,則可以根據歐姆定律的變形公式r=u/i求出待測電阻的阻值rx。
最簡單的伏安法測電阻電路設計如圖1所示,
用圖1的方法雖然簡單,也能測出電阻,但是由於只能測一次,因此實驗誤差較大,為了使測量更準確,實驗時我們可以把圖1進行改進,在電路中加入滑動變阻器,增加滑動變阻器的目的是用滑動變阻器來調節待測電阻兩端的電壓,這樣我們就可以進行多次測量求出平均值以減小實驗誤差,改進後的電路設計如圖2所示。伏安法測電阻所遵循的測量原理是歐姆定律,在試驗中,滑動變阻器每改變一次位置,就要記一次對應的電壓表和電流錶的示數,計算一次待測電阻rx的值。多次測量取平均值,一般測三次。
(2)伏阻法測電阻
伏阻法測電阻是指用電壓表和已知電阻r0測未知電阻rx的方法。其原理是歐姆定律和串聯電路中的電流關係,如圖3就是伏歐法測電阻的電路圖,在圖3中,先把電壓表並聯接在已知電阻r0的兩端,記下此時電壓表的示數u1;然後再把電壓表並聯接在未知電阻rx的兩端,記下此時電壓表的示數u2。根據串聯電路中電流處處相等以及歐姆定律的知識有:
i1=i2
即:u1/r0=u2/rx
所以:另外,如果將單刀雙擲開關引入試題,伏阻法測電阻的電路還有圖4、圖5的接法,和圖3比較,圖4、圖5的電路設計操作簡單物理**,比如,我們可以採用如圖5的電路圖。當開關擲向1時,電壓表測量的是r0兩端的電壓u0;當開關擲向2時,電壓表測量的是rx兩端的電壓ux。故有:。
同學們可以試一試按圖4計算出rx的值。
(3)安阻法測電阻
安阻法測電阻是指用電流錶和已知電阻r0測未知電阻rx的方法。其原理是歐姆定律和併聯電路中的電壓關係,如圖6是安阻法測電阻的電路圖,在圖6中,我們先把電流錶跟已知電阻r0串聯,測出通過r0的電流i1;然後再把電流錶跟未知電阻rx串聯,測出通過rx的電流i2。然後根據併聯電路中各支路兩端的電壓相等以及歐姆定律的知識有:
u0=ux
即:i1r0=i2rx
所以:顯然,如果按圖6的方法試驗,我們就需要採用兩次接線,可能有的同學怕多次拆連麻煩的話,那我們還可以將單刀雙擲開關引入電路圖,這時我們可以採用如圖7的電路設計。當開關擲向1時,電壓表測量的是r0兩端的電流i0;當開關擲向2時,電壓表測量的是rx兩端的電流ix。通過計算就有:。
以上三種測電阻的方法是最簡單的測電阻方法,也是必須掌握的方法,大家會嗎,除此以外,還有常用的易於學生理解的測電阻的常用方法嗎?當然還有:
二、特殊方法測電阻
(1)用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值
或者用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值,我們也可以採取以下方法:
1.如圖8所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出rx兩端的電壓ux,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電壓表測量出電源的電壓u,根據串聯電路的電流關係以及分壓原理我們可以得到:。
2.如圖9所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出電源的電壓u,當滑動變阻器的滑片滑至a端時物理**,用電壓表測量出rx兩端的電壓ux,根據串聯電路的電流關係以及分壓原理我們可以得到:
(2)用電流錶和滑動變阻器測量待測電阻的阻值
如圖10所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電流錶測量出rx和r滑串聯時的電流i1,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電流錶測量出rx單獨接入電路時的電流i2,因為電源電壓不變,可以得到:,故有:。
(3)用等效法測量電阻
如圖11所示電路就是用等效法測量電阻的一種實驗電路。其中rx是待測電阻,r是電阻箱(其最大電阻值大於rx)。其實驗步驟簡單操作如下:
把開關s閉向2,讀出電流錶的數值i,再把s閉向1,調節電阻箱,使電流錶的讀數仍為i不變,則讀出電阻箱的數值,即為待測電阻rx的值。
初中測量電阻的幾種常用方法
測量電阻是初中物理教學的最重要的實驗之一,也是考察學生能力的重要命題熱點之一。通過近幾年中考試題我們就會發現,測量電阻方法多種多樣,其應用的原理和計算方法也不盡相同,而電路圖的設計更是靈活多變,如果學生對該部分知識不加以總結 消化的話,就會在做題時容易出錯 造成不必要的丟分現象,因此電阻的測量看似簡...
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