licanwei_500961--[ 化马湾乡一中李灿伟
测量小灯泡电阻的方法拓展

分类:教学随笔   阅读数:(378)   评论数:(0)   收藏数:(0)   发表于:2012-10-14 9:37:10

一、有电流表,无电压表的“另类方法”

  此类测电阻的方法,其设计思想是:由于不能利用电压表测出电压,所以需要应用电流表多次测量电路中的电流,运用并联电路两端电压相等或开关的断开、闭合引起电路结构的改变,求出电压,进行等效电路的设计。

  1.安安法

  若器材要求只能用两个电流表,且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下:(如图1所示):

 

1

  ⑴闭合开关,测出通过R0Rx的电流I2I1

  ⑵Rx的计算式:。

  2.安滑法

  若器材要求只能用一个电流表,且有一只滑动变阻器,方法如下:(如图2所示):

 

2

  ⑴闭合开关,测出通过当滑动变阻器阻值最大(最大电阻为Rm)时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2

  ⑵Rx的计算式:。

  3.安阻法

  若器材要求只能用一个电流表,且有一只已知阻值的定值电阻,方法如下:(如图3所示):

 

3

  ⑴当S1闭合,S2断开时,电流表测的是通过R0的电流I0

  ⑵当S1断开,S2闭合时,电流表测的是通过Rx的电流Ix

  ⑶Rx的计算式:

 

  二、有电压表,无电流表的“另类方法”

  此类测电阻的方法,其设计思想是:由于不能利用电流表测出电流,所以必须应用电压表多次测电压,运用串联电路中电流相等求出电流,进行等效电路设计。

  1.伏伏法

  若器材要求只能用两个电压表,且有一只已知阻值的定值电阻,方法如下:(如图4所示):

 

4

  ⑴闭合开关,测出R0Rx两端的电压U1U2

  ⑵Rx的计算式:。

  2.伏滑法

  若器材要求只能用一个电压表,且有一只滑动变阻器,方法如下:(如图5所示):

 

5

  ⑴闭合开关,测出当滑动变阻器阻值最大(最大电阻为Rm)时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2

  ⑵Rx的计算式:。

  3.伏阻法

  若器材要求只能用一个电压表,且有一只已知阻值的定值电阻,方法如下:(如图6所示):

 

6

  ⑴当S1闭合,S2断开时,电压表测的是R0两端电压U0

  ⑵当S1S2都闭合时,电压表测的是电源电压U

  ⑶Rx的计算式:。

  典例链接:2007,云南红塔)“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重,人们把这种方法叫“等效替代法”,请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题。

  【探究的目的】粗略测量待测电阻Rx的值

  【探究器材】待测电阻Rx、一个标准电阻箱(元件符号)、若干开关,一个电池、若干导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表是量程足够大)

  【设计实验和进行实验】

  (1)在右边的虚线方框内画出你设计的实验电路图;

  (2)将下面的实验步骤补充完整。并用字母表示需要测出的物理量:

  第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路

 

  (3)写出Rx的表达式:                    (用测量量表示)

  【解析】此题属于“一只电表测电阻”的类型,这种类型的题目,由于器材相对不够,不能用“伏安法”来测电阻,因此要运用“等效替代”的思想来设计测电阻的方法。哪个量相等?这是我们所要关心的。题目中已经给出的仪表是电流表,我们可以知道电流的大小。虽然不能准确读出电流值,但能比较电流的大小。因此,电流这个物理量,我们可当作已知量。根据欧姆定律变形公式可知,需要将未知电阻的两端电压求出来。没有电压表当然不能直接读出未知电阻两端的电压,这时就要找等量,这个电压与谁的电压相等呢?并联电路各支路两端电压相等。我们可以连接成并联电路,让未知电阻两端电压与连入电路中的电阻箱的两端电压相等。记下通过未知电阻中的电流的示数(其实指电流表指针偏转的角度),再将电流表接入电阻箱的支路中,使两次电流表指针偏转的角度相同,这样就能测出未知电阻的阻值。

  答案:⑴如图7

 

7

  ⑵第二步:只闭合开关S1,观察并记录电流表指针偏转的位置;第三步:断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱电阻的大小,观察电流表的指针,使它指向前面记录的位置;第四步:读出此时电阻箱电阻的大小R0

  ⑶Rx=R0

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