九年级物理-探究欧姆定律“单表法”测电阻
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九年级物理-“单表法”测电阻 一、安阻法(
“电流表+定值电阻”等效为电压表)
常见的电路设计如下:
甲 乙 丙
(1)设计如图1甲所示的实验电路图并连接好电路;用电流表先后测出通过R 0、R x
的电流分别为I 1、I 2;则:由U = I 1 R 0= I 2 R x 得R x = I 1I 2
R 0。 (2)设计如图乙所示的实验电路图并连接好电路;断开开关S ,记下电流表的示数
I 断;闭合开关S ,记下电流表的示数I 闭;则:I x =I 闭—I 断,U x =I 断R 0,得R x =I 断R 0I 闭—I 断
R x 。 (3)如计如图丙所示的实验电路图并连接好电路;断开开关S ,记下电流表的示数I 断;闭合开关S ,记下电流表的示数I 闭;则:由U = I 断(R 0+R x )= I 闭R 0 得R x =
I 闭—I 断I 断 R 0。
上述电路设计的核心是利用电流表与定值电阻串联,“计算”出电源电压。
例1 晓亮利用阻值为R 0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻R x 的阻值。他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了部分实验电路,
如图所示。
(1)为了测出电阻R x 的阻值,请添加一根导线
完成如图所示的实验电路的连接。
(2)开关S 1、S 2都闭合时,电流表的示数为I 1;
只闭合开关S 2时,电流表的示数为I 2。请用I 1、I 2和
R 0表示R x 。R x = 。
解析 (1)实验中没有电压表,故设计成并联电路找电压相等,题中已经有一个开关S 2作为总开关,故S 1应在被测电阻R x 所在的支路上,将已知电阻R 0的右
端与开关S 1的右端连接起来即可;
(2)只闭合开关S 2时,电路为R 0的简单电路,电流表的示数为I 2,则电源的电压图1
图2
为U =I 2R 0;开关S 1、S 2都闭合时,电路为R 0、R x 并联,电流表的示数为I 1;因电源的电压不变,所以并联时通过R 0的电流不变,所以通过R x 的电流为I
x
=I 1-I 2,R x 的阻值可以
表示为R x =I 2R 0I 1-I 2
。 答案 (1)如图3所示。(2)I 2R 0I 1-I 2
二、伏阻法(“电压表+定值电阻”等效为电流表)
常见的电路设计如下:
甲 乙
(1)设计如图4甲所示的实验电路图并连接好电路;用电压表先后测出R 0、R x 两端
的电压分别为U 0、U ;则I =U 0R 0=U x R x ,得R x =U x U 0
R 0。 (2)设计如图4乙所示的实验电路图并连接好电路;断开开关S ,记下电压表的示
数U 断;闭合开关S ,记下电压表的示数U 闭(即电源电压);则:I =U 断R 0=U 闭R 0+R x ,得R x =U 闭—U 断I 断
R 0。
上述电路设计的核心是利用电压表与定值电阻并联,“计算”出电路中的电流。 例2 综合作图——测量电阻:
现有一个电压恒定的电源(电压值未知)、一个电压表(量程大于电源电压值)、一个阻值为R 1的定值电阻、一个单刀双掷开关和若干导线,要利用以上
器材测量的待测电阻R 2的阻值。请在方框内设计出实验电路图(电路
连接好后实验中不能拆卸)并完成下列步骤。
(1)根据电路图连接实物电路;
图3
图4
(2) ; (3)利用上述测量值算出待测电阻的阻值R 2= 。
解析 没有电流表,利用已知电阻和被测电阻串联找电流相等。被测电阻和定值电阻串联,利用一个单刀双掷开关使电压表先与电源并联测电源电压,然后再测出被测电阻两端的电压,根据串联电路电压特点,求定值电阻电压,求定值电阻电流,即被测电
阻电流。再根据R =U I
计算电阻。如图所示,根据串联电路电压等于各部分电路两端电压之和可知:R 1两端电压U 1=U -U 2,则I 1=U 1R 1=U -U 2R 1
,又串联电路中I 1=I 2,根据欧姆定律得:R 2=U 2I 2=U 2U -U 2R 1
U 2U -U 2
R 1。 答案 (1)如图5所示;
(2)先把开关S 接a ,测出电源电压U ,把开关S 接b ,测出R 2两端电压U 2,
(3)U 2U -U 2
R 1
图5