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实验专题:伏安法测电阻 主讲教师:刘鸿雁 一、实验基本要求 1、 “伏安法侧电阻”的实验原理是 ,实验中除了滑动变阻器、待测电阻、电源、导 线、 开关外还需要的器材是 和 , 在连接实物过程中开关应 , 滑动 变阻器的滑片应调到阻值 处, 实验结束后应先 电源再整理仪器, 滑动变 阻器在实验中所起的作用是:① ;② 。 答案:U R I = ;电压表;电流表;断开;最大;切断;保护电路;调节待测电阻两端电压和 电路电流。 二、关于实验过程: 2、用伏安当测 3.8V 小灯泡正常发光时的电阻的实验中,正确的操作顺为 。 A .闭合开关。 B .调节滑动变阻器使电路中阻值最大。 C .调节变阻器,使加到小灯泡两端的电压等于它的额定电压 3.8V 。 D .根据电路图连接实物电路。 E .记下电压表和电流表的读数。 F .用 U R I = 计算出其电阻值。 答案:DBACEF 3、在“伏安法测电阻”实验中,某学生主要的实验步骤是: (1断开开关。 (2按照电路图连接电路,调节滑动变阻器使滑片置于阻值最大处。 (3接通开关,读出电流表和电压表的示数。 (4根据测得的电压、电流值算出 R x 的阻值。 从实验步骤看,主要缺陷是: 。 答案:没有多次测量求平均值。 4、在图示电路中,若开关 S 闭合,要使滑片 P 向右移动时,电流表示数增大,应将线头 M 接到滑动变阻器的 接线柱上(填“ A ”或“ B ”或“ D ” 。 答案:B 三、特殊的测量方法 5、有一阻值看不清楚的电阻 R x ,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 R 0和几根导线,写出测 R x 的方法,所要测量的量及 R x 的表 达式,并画出相应电路图。 答案: 用电压表分别测量 R 0和 R x 两端的电压 U 0和 U x , 则:00 x x U R R U = 实验过程:当 S 断开时,电压表示数是 U 0, 当 S 闭合时,电压表示数是 U , 根据串联分压:000x U R U U R =- 000 x U U R R U -∴=? 评语:这一实验设计,非常巧妙,利用开关,当 S 断开时, R 0与 R x 串联;当 S 闭合时,将 R x 局部短路。利用这两次测量测得 R x 。 同学们也可以将开关和电压表互换位置,自己推出 R x 的表达式。 6、若将上题中电压表换为电流表,其它条件不变,画出测 R x 的电路图,写出简要的实验步 骤和 R x 的表达式。 答案: 如图所示,用电流表分别测量 R 0和 R x 的电流 I 0和 I x ,则 00x x I R R I =? 实验过程:当 S 断开时,电压表示数是 I , 当 S 闭合时,电压表示数是 I 。 根据电源电压不变, U =I (R 0+R x =I R 0 解得:00x I R R R I =?- 同学们可以将开关 S 并联在 R 0两端,推出 R x 的表达式。 同学们再看下面的电路图: 实验过程:当 S 断开时,电流表示数是 I , 当 S 闭合时,电流表示数是 I 。 根据电源电压不变, U =IR 0=(I -I Rx 解得:0x I R R I I =?- 同学们将这一实验方法跟前一种进行对比,去充分体会一题多解。 以上两道题是最典型的测电阻的习题, 5题可称为伏阻法, 6题可称为安阻法。 有了以上测电阻的方法,同学们看下面的单刀双掷开关测电阻。 7、如图所示,图(甲是一单刀双掷开关的实物图,它的符号如图(乙所示。图(丙 是单刀双掷开关对电路控制作用的一个实例, 当 S 与 “ 1” 接触时, 灯泡 L 1发光; 当 S 与 “ 2” 接触时,灯泡 L 2发光。 现有如下器材:一个电源(两极间电压保持不变,但电压数值未知 ,一个电阻箱(用 (丁 (乙 R 0表示 ,一个待测电阻(用 R x 表示 ,一个电压表(最大量程大于电源两极间电压 ,一个 单刀双掷开关,导线若干。 (1根据以上所给器材,在图丁的虚线框内设计一个能测量并计算出待测电阻 R x 的规 范电路图(连接好后在实验过程中不能拆卸 ; (2写出需要测量的物理量及测量的操作步骤; (3写出用测量的物理量计算 R x 的表达式。 分析与解答: (1 本题测定未知电阻阻值的依据是欧姆定律, 据此有 U R I = 。 由于题目中未给出电流 表,则如何确定电流值便成为解决本题的关键。题目中只给出了电压表这唯一的测量工具, 应设法将欲测的电流值转换为通过测量电压来获得。 同时考虑到题目给出的是电阻箱 R 0, 因 此可以将待测电阻 R x 与 R 0串联, 通过测 R 0两端的电压来获得通过 R 0的电流 000U I R =, 再根据 串联电路的电流特