十种测电阻方法归纳-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
十种测电阻方法归纳
(一)伏安法测电阻
伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验,本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Rx的电压、电流,再用欧姆定律的变形公式求出Rx的阻值。由于电压表也叫伏特表,电流表也叫安培表,所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。
1.原理:由欧姆定律推出
2.电路图:(见图1)
3.器材:小灯泡(2.5V)、电流表、电压表、开关、电池阻(3V)、定值电阻(10Ω)、滑动变阻器、导线。
4.注意点:
ⅰ连接电路时,开关应断开,滑动变阻器应调到最大阻值处。
ⅱ滑动变阻器的作用:
(1)保护电路;
(2)改变小灯泡两端的电压和通过的电流。
ⅲ本实验中多次测量的目的是:测出小灯泡在不同情况(亮度)下的电阻。
5.实验步骤:
(1)根据电路图把实验器材摆好。
(2)按电路图连接电路。
(在连接电路中应注意的事项:①在连接电路时,开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择,“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处。)
(3)检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片(注意事项:移动要慢),分别使灯泡暗红(灯泡两端电压1V)、微弱发光(灯泡两端电压
1.5V)、正常发光(灯泡两端电压
2.5V),测出对应的电压值和电流值,填入下面的表格中。
同时,在实验过程中,用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度
的增加,灯泡的温度升高。
(4)算出灯丝在不同亮度时的电阻。
6.分析与论证:
展示的几组实验表格,对实验数据进行分析发现:灯泡的电阻不是定值,是变化的。
是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢是电压与电流吗
难点突破:(我们对比一个实验如图2:用电压表、电流表测定值电阻的阻值R)
发现:R是定值,不随电压、电流的变化而变化。
通过论证,表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流,那是什么原因造成的呢我们在前面学过,影响电阻大小的因素有哪些(材料、长度、横截面积和温度。)
那是什么因素影响了灯丝的电阻呢(
是温度。)温度越高,灯丝电阻越大。这个实验再一次验证了这一点。
(二)测电阻的几种特殊方法
1.只用电压表,不用电流表
方法一:如果只用一只电压表,用图3所示的电路可以测出未知Rx的阻值。
具体的作法是先用电压表测出Rx两端的电压为Ux;再用这只电压表测出定值电阻R0两端的电压为U0。根据测得的电压值Ux、U0和定值电阻的阻值R
,可计算出Rx的值为:
用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。
方法二:如果只用一个电压表,并且要求只能连接一次电路,用图4所示
的电路可以测出未知Rx的阻值。
具体的作法是先闭合S1,读出电压表的示数为U1,再同时闭合S1和S2,读出这时电压表的示数为U2。根据测得的电压值U1、U2和定值电阻的阻值R
。
根据分压公式可计算出Rx的值:
方法三:如果只用一个电压表,并且要求只能连接一次电路,用图5所示的电路可以测出未知Rx的阻值。
具体的作法是先把滑动变阻器的滑片P调至B端,闭合开关,记下电压表示数U1;把滑动变阻器的滑片P调至A端,记下电压表示数U2。根据测得的电压值U1、U2和定值电阻的阻值R0,可计算出Rx的值:
以上方法,需要测量两次电压,所以也叫“伏伏法”;根据所给器材有电压表和一个已知阻值的电阻R0,所以又叫“伏阻法”。
2.只用电流表,不用电压表
方法一:如果只用一只电流表,用图6所示的电路可以测出未知Rx的阻值。先后用电流表测出通过R0和Rx的电流分别为I0、Ix,根据测得的电流值I0、Ix和定值电阻的阻值R0,根据分流公式可计算出Rx的值为
方法二:用图7所示的实验电路也可以测出未知Rx的阻值。先闭合开关S1,读出电流表的示数为I1,再断开S1闭合S2,读出这时电流表的示数为
I 2。根据测得的电流值I
1
、I
2
和定值电阻的阻值R
。
根据分流公式可计算出Rx的值:
方法三:如果只用一个电流表,并且要求只能连接一次电路,用图8所示
的电路也可以测出未知Rx的阻值。
具体的作法:是先闭合开关S1,读出电流表的示数为I1,再同时闭合S1、
S 2,读出这时电流表的示数为I
2
。根据测得的电流值I
1、I2
和定值电阻的阻值
R0。
计算过程如下:设电源电压为U,当只闭合S1时,根据欧姆定律的变形公式U=I(Rx+R),可得U=I1(Rx+R0)①;当再同时闭合S1、S2,R0被短路,这时有:U=I2Rx②。
联立①②解方程组得
方法四:如果只用一个电流表,并且要求只能连接一次电路,用图9所示的电路也可以测出未知Rx的阻值。