测量电阻的几种方法
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测量电阻的几种方法伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一,也是历年中考重点考查的内容,但电阻的测量方法不局限于伏安法,具有一定的灵活性、技巧性、多样性,归纳总结近年考查题型,测量电阻(设电阻不受温度的影响)的方法主要有以下
几种。一、伏安法
例1. 有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线,你如何测出一个电阻器R的阻值?
解析:1. 按图1所示电路图连接实验电路;
1
图
2. 闭合开关,三次改变R'的值,分别读出两表示数;
3. 算出三次R的值,求平均值。RR?R?123?R
3说明:这种方法的优点为:可多次测量求平均值,以减小测量误差。缺点是:因为电压表的分流作用,测量结果偏小。
二. 分压法
(一)电压表和定值电阻替代法
例2. 有一个阻值已看不清楚的电阻器R,我们要测出它的阻值,但手边只有一个电池组,一个电压表,一个已知阻值的电阻器R和几根导线,你有办法0测出R的阻值吗?说出你的办法和理由。
解析:1. 如图2所示,将被测电阻R与已知电阻R串联接入电路,先把电压0表并联接在R两端,测出电阻R两端的电压U 。
1.
2
图并联接入电路R2. 将电压表拆下,与0。两端的电压U测出电阻R20求解:由,得3. 。UUU112RR??0URR20说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电压表连接,实验时间加长。优点为:测
量较为准确,元件使用较少。(二)
电压表和滑动变阻器替代法例3. 给你以下器材:一个电源(其电压未知),一个标有“20Ω,1A”的滑动变阻器,导线若干,一个开关,一只电压表,一个待测电阻R。请你设计一个x能
测出R电阻值的电路。要求:x1. 画出你所设计的电路图(电压表连入电路后位置不可变动)。
2. 简要写出实验操作步骤。
根据你所测出的物理量写出表达式
3.
。=R_________x所示。解析1:电路如图3
3
图所示连接电路,将滑片移2. ①如图3 U。到阻值为零的位置,记下电压表示数1②将滑片移到阻值最大位置,记下电。压表示数U2求解:3.
U2)?(R??20x U?U21说明:该方法的优点为:使用
电器元件少,连接简单。缺点是:因
为电压表的分流作用,测量结果偏小,
且不能进行多次测量求平均值以减
小误差。
(三)电压表和开关替代法例4. 给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R、两个开关0.
及几根导线,请你设法只连接一次电路画出电路图,就能测出未知电阻的阻值,写出实验步骤及未知电阻的表达式。所示连接好电路,闭解析:1. 如图4 ;,记下电压表示数U合“替代开关”S1
4 图记下电压表示数,2. 断开“替代开关” U;2。,所以3. 求解:因
为U?UUU2221R??R?0UR?RU210说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电压表应该接在较大的量程上,所以测量结果误差较大。
分流法. 三.
(一)电流表和定值电阻替代法现有电池组、电流表、开关、导例5. ,没有线和一个已知阻值的定值电阻R0电压表,你如何测出被测电阻的阻值?R所示,将被测电阻解析:1. 如图5用电流表并联接入电路,与定值电阻R0的电流RI;测通过被测电阻1
5
图将电流表拆下,与定值电阻串联接2.
I;入电路,测出通过定值电阻R的电流20。得3. 求解:由I2RIR?I R?R0210I1说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电流表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。
(二)电流表和滑动变阻器替代法.现有电池组、电流表、已知最大例6. 阻值的滑动变阻器、导线及开关,你如何测出被测电阻的阻值?所示,
将被如图6解析:方法一:1.
测电阻与变阻器并联接入电路,滑片位于阻值最大位置,先用电流表测出通过;变阻器电路I1
6
图将电流表拆下,与定值电阻串联接2.
I;入电路中,测出通过被测电阻的电流2,3. 求解:因为'R??IR?I12所以I1'R?R?I2说明:该方法的定值电阻等效于一个定值电阻,其缺点为:需要进行两次电流表连接,实验时间加长。优点为:测量较为准确,元件使用较少。.
所示连接电路,滑如图7方法二:1. 片位于阻值最小的位置,记下电流表示 I;数1
7
图滑片位于阻值最大的位置,记下电2.
流表示数I;23. 求解:因为)'(?I?R?RRI?21所以。I2'RR??II?21说明:这种方法优点为:使用元件少,操作简单;缺点是:不能进行多次测量以减小误差。(三)电流表和开关替代法例7. 有一个阻值看不清的电阻,我R x们要测它的阻值,但手边只有一只电流二个
开一个已知阻值的定值电阻,表,R0关和几根导线:
1. 画出实验电路图。
2. 写出实验步骤。
3. 用测出量和已知量写出未知电阻
R x的表达式。因题中只有电流表可测出电流,解析:而无法测知电压,故
可根据并联电路电流分配规律求解
(并联电路中电流的分。配跟电阻
成反比)。)实验原理图如图8(1
8
图 2)实验步骤:(连接好电路①按
图8②将电路瞬时接通,进行试触,若电再接通电路。流表指针偏转,不至过大,;的电流断开③先闭合,测出通过IRSS0021.
再断开,闭合,测出通过的电流。IRSS xx21④根据并联电路的分流规律进行计算:即:RR/I/I?x00x所以R)?I?R(I/0x0x说明:该方法的优点为:使用电器元件少,实验操作简单。缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电流表应先进行试触选择量程或接在较大量程上,所以测量结果误差较大。物理实验不仅能激发同学们学习物理的兴趣,巩固所学的物理概念和规律,更是培养动手能力和运用所学知识解决实际