[对“测电阻”设计性实验的做法浅析]伏安法测电阻实验步骤

  【摘要】 近几年中考中都出现“探索性”、“设计性”的开放型实验题,已成为实验考查的主流。本文是我结合多年的教学经验和参考一些文献来探讨“测电阻”设计性实验的做法,文中有5种具体的方法步骤,通俗易懂,可供同行在教学实际中鉴借和学生在学习过程中参考。
  【关键词】 电阻、设计、实验、做法
  【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)08(b)-0137-01
  引言
  电阻是表征导体性质的一个重要的物理量,测定电阻具有一定的实际意义。电阻是三大电学物理量之一,它贯穿整个电学知识体系,因而电阻的测定是全国各地中考物理实验的重点内容。只有深刻地理解电阻及相关知识,并能灵活运用,才能较好地掌握电阻的测定方法,本文是笔者归纳的有关“测电阻”设计性实验的做法,希望能对读者有所启发。
  1 伏安法
  利用电压表、电流表、滑动变阻器、电池组、电键、若干导线测未知电阻R。
  原理:根据R=算出几组R的值,然后取平均值,即为未知电阻的电阻值。
  步骤:①按电路图连接电路(有两种连法,加图1);
  ②改变变阻器的阻值,测出几组U、I值(如U1,I1;U2,I2;U3,I3;……;Un,In);
  ③根据R=,求R1,R2,R3,……,Rn;
  ④根据R=求出未知电阻的阻值。(如图1)
  2 伏特法
  利用一个电压表、已知电阻R2、电池组、若干导线、电键,测未知电阻R1。
  原理:根据串联电路电压、电流特点:U=U1+U2+U3+……+Un;I=I1+I2+I3+……+In,联出等式计算。
  步骤:①按电路图连接电路(有两种边接法,如图2);
  ②根据两种连接法的电路特点,联出等式求未知电阻R1。
  短接法:当K1,K2闭合时,读出电压表示数U1,此时U1等于电源电压U,即U1=U;当K1断开、K2闭合时,读出电压表示数U2,此时电路中电流I=,则根据串联电路电压特点可得:U=U1=U2+R1→R1=。(如图2)
  二次接法:此法是电压表在电路中连接两次,第一次连接如图中的虚线连接,此时,读出电压表示数U1,电源电压U=U1;第二次连接如图中的实线连接,此时,读出电压表示数U2,则根据串联电路电流特点可得:I==I1=→=→R1=。
  3 安培法
  利用一个电流表、已知阻值R2、电池组、若干导线、电键,测未知电阻R1。
  原理:根据串联并联电路电压或电流特点,联出等式计算。
  步骤:①按电路图连接电路(有两种连接法,如图3);
  ②根据两种连接法的电路图特点联出等式求未知电阻R1。
  并联法:当K1断开、K2闭合时,读出电流表的未数I1,则电源电压U=I1R1;当K1、K2闭合时,读出电流表示数I2,此时U=。由以上种情况可得:
  I1R1=→I1R1(R1+R2)=I2R1R2→R1=。
  短接法:当K1、K2闭合时,读出电流表示数I1,则电源电压U=I1R2;当K1断开、K2闭合时,读出电流表示数I2,则电源电压U=I2(R1+R2),由以上两种情况可得:
  I1R2=I2(R1+R2)→R1=。(如图3)
  4 变阻法
  利用一个电压表或一个电流表、滑动变阻器R2(0-100Ω)、电池组、电键、若干导线,求未知电阻R1。
  原理:根据串联电路电压、电流特点联出等式计算。
  步骤:①按电路图连接电路(有两种连接方法,如图4);
  ②根据两种连接方法的电路特点联出等式求出未知电阻R1。
  电压法:当R2=0时,读出电压表的示数U1,此时电源电压U=U1;当R1=100Ω时,读出电压表示数U2,则电路中电流I=,则U2+=U=U1→U2+=U1→R1=。
  电流法:当R0=0时,读出电流表示数I1,此时电源电压U=I1R1;当R2=100Ω时,读出电流表示数I2,则:I2R1+I2R2=I1R1→I2R1+I2R2=I1R1→R1=。

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