初中物理测电阻方法及拓展

-1-测电阻方法及拓展一．伏安法：1．器材：（电压表、电流表、滑动变阻器R滑、待测电阻RX、开关S）各一只、电源、导线若干。1）按图1所示电路图连接电路；2）调节滑动变阻器滑片P的位置为最大值（调至图1中最右边），并闭合开关S；3）读出电压表、电流表的示数分别为UX、IX。4）调整滑片P在不同的位置，并分别读出相应的电压值、电流值。（减小误差）4．结论：数学表达式：XXXIUR（一）关于伏安法测电阻的内接法与外接法(1)电流表内接法电路：如图1。结果：测量值偏大，即R测〈R定性解释：电流表内接时，电流表的读数与R中的电流相等。但由于电流表的内阻RA≠0，而具有分压作用，使电压表读数大于R两端电因此，在待测电阻R》RA时(这时电流表的分压很小)，内接法误差小。(2)电流表外接法电路：如图2。结果：测量值偏小，即R测〈R定性解释：电压表的读数与R两端电压相等。但由于电压表内阻RV≠∞，而具有分流作用，使得电流表的读数大于流过R的电流，因此由因此，在待测电阻R《RV(这时电压表分流很小)时，外接法误差小。P-2-（二）变式法测电阻二．安R法：1．器材：（电流表、待测电阻RX、巳知阻值的电阻R0、开关S）各一只、电源、导线若干。2．方法一：原理图1如图2；方法二：原理图2如图3：3．实验步骤：1）按图2所示电路图连接电路；1）按图3所示电路图连接电路；2）闭合开关Ｓ，用电流表分别测出2）闭合开关S，读出电流表的示数为I0；ＲＸ、Ｒ０中的电流为ＩＸ、Ｉ０。3）断开开关S，读出电流表的示数为IX。4．结论：数学表达式一：00RIIRXX数学表达式二：00RIIIRXXX三．伏R法：1．器材：（电压表、待测电阻RX、巳知阻值的电阻R0、开关S）各一只、电源、导线若干。2．方法一：原理图如图4方法二：原理图如图53．实验步骤：1）按图4所示电路图连接电路；1）按图5所示电路图连接电路；2）闭合开关Ｓ，用电压表分别测出2）闭合开关S，读出电压表的示数为U；ＲＸ、Ｒ０两端的电压为UＸ、U０3）断开开关S，读出电压表的示数为U0。4．结论：数学表达式一：00RUURXX数学表达式二：000RUUURX四．伏变法：此方法与上面的方法三类似，将变阻箱当作一巳知电阻R0即可。五．安变法：此方法与上面的方法二类似，将变阻箱当作一巳知电阻R0即可。图2图3图4-3-六．伏滑法：1．器材：电压表、巳知量程的滑动变阻器R滑、待测电阻RX、开关S）各一只、电源、导线若干。2．原理图：如图63．实验步骤：1）按图6所示电路图连接电路；2）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P滑至阻值最小处，并读出电压表的示数为U；3）调节滑动变阻器的滑片P滑至阻值最大处，并读出电压表的示数为UX4．结论：数学表达式：max滑RUUURXXX七．安滑法：1．器材：电流表、巳知量程的滑动变阻器R滑、待测电阻RX、开关S）各一只、电源、导线若干。2．原理图：如图73．实验步骤：1）按图7所示电路图连接电路；2）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P滑至阻值最小处，并读出电流表的示数为I；3）调节滑动变阻器的滑片P滑至阻值最大处，并读出电流表的示数为IX4．结论：数学表达式：max滑RIIIRXXX例1：实验室内有内阻约为1kΩ的电压表及内阻为5Ω的电流表各一只，要用它们来测量一只阻值约为500Ω的电阻，应采用接法，测量结果偏。2.试触法若不知Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如所示连接，只空出电压表的一个接头K，然后将K分别与A、B接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况。（1）若两次试触电流表读数变化明显，K应接点（2）若两次试触电压表读数变化明显，K应接点例2：一个未知电阻RX，某同学用测电阻的两种电路各测一次，如图甲乙所示，依图甲测的数据是3.0V、3.0mA。依图乙测的数据是2.9V，4.0mA。由此可知图所示电路测量误差较小，它的测量值是Ω，比它的真实值偏图6图7AVRXABKAVRX乙AVRX甲-4-例3、用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱(符号为≠)，s为单刀双掷开关，R。为定值电阻．某同学用该电路进行实验，主要步骤有：A．把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I,B．读出电阻箱的示数RC．把开关S接a点，读出电流表的示数为ID．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大(1)上述步骤的合理顺序是___________________(只需填写序号)．(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为________Ω．若已知R。的阻值为1OΩ，则待测电阻的阻值为Ω．(3)本实验所采用的物理思想方法可称为_______________(选填“控制变量法”或“等效替代法”)．伏安法测电阻专题练习1、小明同学做电学实验，通过改变滑动变阻器R3电阻的大小，依次记录的电压表和电流表的读数如下表所示电压表读数U/V0.600.700.800.901.001.10电流表读数I/A0.180.210.240.270.300.33分析表格中实验数据，可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个？【】2．如图所示，电流表的量程为0~0.6~3A，电压表量程为0~3~15V，滑动变阻器的阻值为0~10Ω，两节干电池（串联使用），一个开关，还有若干导线，利用这些器材测一个电阻值为5Ω左右的电阻的阻值。（1）画出实验电路图；（2）说明电流表与电压表应选用的量程；AR1AVR2R3SR1AVR2R3SR1AVR2R3SAVR1R2R3SＢＣＤ-5-（3）根据电路图连接实物图。（4）电路连接好后如果发现如下问题，请试回答故障原因：a.电压表有示数且接近电源电压，电流表没有示数，灯泡不亮：b.电压表电流表都没有示数灯泡不亮：c.灯泡亮，无论怎样移动滑动变阻器划片，电表指针都偏转角度小。d.移动滑动变阻器划片，小灯泡很暗（亮），表示数不变，e.移动滑动变阻器划片，灯泡亮暗变化，电流表示数变化，电压表示数不变化。f.移动滑动变阻器划片，灯泡亮度变亮，电流表示数变大，电压表示数变小其它测电阻方法：1、有一阻值看不清楚的电阻Rx，要测出它的阻值，但手边只有一个电池组，一个开关，一个电压表，一个已知阻值的电阻R0和几根导线，写出测Rx的方法，所要测量的量及Rx的表达式，并画出相应电路图。2、若将上题中电压表换为电流表，其它条件不变，画出测Rx的电路图，写出简要的实验步骤和Rx的表达式。3、在物理实验中常用到等效替代法。例如将一个7欧的电阻替换某支路中2欧和5欧串联的电阻，在其他条件不变的情况下，该支路中电流不变，说明一个7欧的电阻与阻值为2欧和5欧串联的电阻对电流的阻碍作用是等效，所以可用7欧的电阻替代2欧和5欧串联的电阻。在如图所示电路测量未知电阻的实验中，用的就是等效替代法。其中Rx是待测电阻（阻值大约几百欧），R是滑动变阻器，R0是电阻箱（电阻箱的最大电阻值大于Rx）。（1）请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。A．按电路图连好电路，并将电阻R0的阻值调到最大。B．闭合开关S1前，滑片P置于端。（选填“a”或“b”）C．闭合开关S1。D．闭合开关，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I。E．先断开开关，再闭合开关，保持的电阻不变，调节，使电流表的示数仍为I。（2）未知电阻R的表达式为R=baS3S2S1PARxRR0