九年级物理上册 扫描“伏安法”测电阻素材 苏科版.doc

扫描“伏安法”测电阻 “伏安法”测电阻实验的原理是欧姆定律或欧姆定律的变形公式.其常规测量及常见实验变形如下： 一、伏安法测电阻的两种常规接法： 上述图1称为电流表外接法，图2称为电流表内接法. 由于电流表和电压表本身也有电阻，当电路中接入了电流表和电压表之后不可避免地改变了电路本身，这就给测量结果带来了误差.当然，由于初中阶段一般不考虑电表的内阻问题，我们也就不需要考虑实验误差问题，所以，初中阶段我们认为两种接法都可以. 例1 （201年上海）小陆做“电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为6伏且保持不变）、待测电阻RX、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干，所有元件均完好.他连接电路进行实验，闭合电键后，在移动变阻器滑片的过程中，发现电流表数的变化范围为0.20~0.58A，电压表示数相应的变化范围为4.0~0V，当移动变阻器滑片到某个位置时，电压表、电流表的示数分别如图3（a）、（b）所示.请将表1填写完整.（计算电阻时，精确到0.1）__________. 表1 物理量 实验序号 电压Ux/V 电流Ix/A 电阻Rx/ 电阻Rx平均值/ 1 0.20 2 3 6.0 0.58 本题属于伏安法测电阻的常规考法根据本题的意思首先来确定电流表、电压表电源电压不变，移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压变小，待测电阻两端电压变大，由欧姆定律可知，电路电流增大，由题意知，“在移动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.20～0.58，电压表示数相应的变化范围为4.0～0”，电压表与滑动变阻器并联，电压表测滑动变阻器两端电压．确定电流表、电压表的量程由“电流表数的变化范围0.20~0.58，电压表示数相应的变化范围为4.0~0”可知：电流表、电压表的量程分别为0~0.6、0~15. 由题意知，由电路最小电I1=0.2A，此时滑动变阻器电压最大，电压表示数最大，电压表最大示数UV=U滑=4V，待测电阻两端电压U1=U-UV=6.0V-4V=2.0V，欧姆定律得：. 表中第三次实验示数是电路中电流最大时的读数.此时电压表的读数是6V，等于电源电压，说明滑动变阻器. 从题目中“当移动变阻器滑片到某个位置时，电压表、电流表的示数分别如图3（a）、（b）所示知，电压表示数U2=3.0V，电流表示数I2=0.30A，. 所以电阻Rx平均值为： 本题答案表2： 表2 物理量 实验序号 电压Ux/V 电流Ix/A 电阻Rx 电阻Rx平均值/ 1 2.0 10.0 10.1 2 3.0 0.30 10.0 3 10.3 二、缺表法测电阻： 伏安法测电阻的实验中经常考查只有一个电表即缺少一个电表的情况，通常称之为缺表法测电阻.缺表法测电阻又分是缺少电流表还是电压表.不管是缺少哪个电表，题目中都会再给你一个定值电阻或一个已知最大阻值的滑动变阻器或电阻箱，已知最大阻值的滑动变阻器或电阻箱实际上相当于是一个定值电阻.缺表法测电阻的基本思路都是一样的，即都是借助于给定的电表和定值电阻将缺少的电表所测的物理量表示出来.其中考查时又分：若给你两个开关，只准一次接线怎样设计？一个开关二次接线怎样设计？借助于滑动变阻器或电阻箱又是如何设计？如果是单刀双掷开关呢？等等.下面分别进行： （一）只有电压表（或缺少电流表） 少电流表(或只有电压表),因为串联电路分压,所以应设计成串联电路. 1．.二次接线： 图4实验的简单步骤为： ①用电压表测出R0两端的电压U0； ②用电压表测出Rx两端的电压Ux. Rx表达式的推导为： 方法一：根据欧姆定律和串联电路的基本特点进行推导 方法二：根据串联电路的分压特点进行推导 图4的变形考法：对图4还经常会这样考查学生，用电压表测出R0两端的电压U0后，再将电压表接R0左边的接线柱拆下来直接接到RX的右边的接线柱，认为此时电压表就与Rx并联，测出的就是Rx两端的电压Ux，如图中最长的虚线所示.必须要提醒学生注意的是：这种改变方法使电压表的正负接线柱接反了，所以这种接法不可行. 图5、图6的实验步骤类似于图4，所不同的是：电压表单独与其中一个电阻并联时测得的是串联电路的其中一个电阻两端的电压.电压表与两个电阻并联时如图中的虚线所示，此时测得的电压就是串联电路两端的总电压，即电源电压. 现将表达式推导如下： 图5表达式为： 图6表达式为： 2一次接线： 此时多一个开关，即用两个开关.此时可有四种接法，其接法如下图7至图10： 在上述图7和图8两个图中： 只闭合S2，电压表测得的是串联电路的其中一个电阻两端的电压. 只闭合S1，电压表测得的是串联电路的两端的总电压，即电源电压. 这两个图中的两个开关可以直接用一个单刀双掷开关来代替，此