初中物理知识讲解:测量小灯泡电阻的方法拓展

所属专题:初中物理知识点总结  来源:沪江中学学科网    要点:初三物理知识点  
编辑点评: 测量小灯泡的电阻是同学们在初中物理学习过程中非常熟悉的物理实验,相信常规的方法大家都掌握的差不多了。本文就为大家测量小灯泡电阻的一些其他可以拓展的方法。

测量导体的电阻是初中电学学习必须掌握的一种技能,对“伏安法”测电阻这一实验的考查,一直是中考的热点。特别是对课本上的测电阻这个实验的拓展,更是考查同学们应变能力、实验设计能力的重要方式。下面总结的一些测电阻的“另类方法”经常出现在期末和中考试卷中,应引起同学们注意:

一、有电流表,无电压表的“另类方法”

此类测电阻的方法,其设计思想是:由于不能利用电压表测出电压,所以需要应用电流表多次测量电路中的电流,运用并联电路两端电压相等或开关的断开、闭合引起电路结构的改变,求出电压,进行等效电路的设计。

1.安安法

若器材要求只能用两个电流表,且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下:(如图1所示):

 

 

图1

⑴闭合开关,测出通过R0和Rx的电流I2和I1。

⑵Rx的计算式:

 

2.安滑法

若器材要求只能用一个电流表,且有一只滑动变阻器,方法如下:(如图2所示):

 

 

图2

⑴闭合开关,测出通过当滑动变阻器阻值最大(最大电阻为Rm)时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。

⑵Rx的计算式:

 

3.安阻法

若器材要求只能用一个电流表,且有一只已知阻值的定值电阻,方法如下:(如图3所示):

 

 

图3

⑴当S1闭合,S2断开时,电流表测的是通过R0的电流I0。

⑵当S1断开,S2闭合时,电流表测的是通过Rx的电流Ix。

⑶Rx的计算式:

 

二、有电压表,无电流表的“另类方法”

此类测电阻的方法,其设计思想是:由于不能利用电流表测出电流,所以必须应用电压表多次测电压,运用串联电路中电流相等求出电流,进行等效电路设计。

1.伏伏法

若器材要求只能用两个电压表,且有一只已知阻值的定值电阻,方法如下:(如图4所示):

 

 

图4

⑴闭合开关,测出R0和Rx两端的电压U1和U2。

⑵Rx的计算式:

 

2.伏滑法

若器材要求只能用一个电压表,且有一只滑动变阻器,方法如下:(如图5所示):

 

 

图5

⑴闭合开关,测出当滑动变阻器阻值最大(最大电阻为Rm)时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。

⑵Rx的计算式:

 

3.伏阻法

若器材要求只能用一个电压表,且有一只已知阻值的定值电阻,方法如下:(如图6所示):

 

 

图6

⑴当S1闭合,S2断开时,电压表测的是R0两端电压U0。

⑵当S1、S2都闭合时,电压表测的是电源电压U。

⑶Rx的计算式:

 

典例链接:(2007,云南红塔)“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重,人们把这种方法叫“等效替代法”,请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题。

【探究的目的】粗略测量待测电阻Rx的值

【探究器材】待测电阻Rx、一个标准电阻箱(元件符号

)、若干开关,一个电池、若干导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表是量程足够大)

 

【设计实验和进行实验】

(1)在右边的虚线方框内画出你设计的实验电路图;

(2)将下面的实验步骤补充完整。并用字母表示需要测出的物理量:

第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路

 

(3)写出Rx的表达式: (用测量量表示)

【解析】此题属于“一只电表测电阻”的类型,这种类型的题目,由于器材相对不够,不能用“伏安法”来测电阻,因此要运用“等效替代”的思想来设计测电阻的方法。哪个量相等?这是我们所要关心的。题目中已经给出的仪表是电流表,我们可以知道电流的大小。虽然不能准确读出电流值,但能比较电流的大小。因此,电流这个物理量,我们可当作已知量。根据欧姆定律变形公式

可知,需要将未知电阻的两端电压求出来。没有电压表当然不能直接读出未知电阻两端的电压,这时就要找等量,这个电压与谁的电压相等呢?并联电路各支路两端电压相等。我们可以连接成并联电路,让未知电阻两端电压与连入电路中的电阻箱的两端电压相等。记下通过未知电阻中的电流的示数(其实指电流表指针偏转的角度),再将电流表接入电阻箱的支路中,使两次电流表指针偏转的角度相同,这样就能测出未知电阻的阻值。

 

答案:⑴如图7;

 

 

图7

⑵第二步:只闭合开关S1,观察并记录电流表指针偏转的位置;第三步:断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱电阻的大小,观察电流表的指针,使它指向前面记录的位置;第四步:读出此时电阻箱电阻的大小R0。

⑶Rx=R0。

>>点击查看初中物理知识点总结专题,阅读更多相关文章!

最新2020初三物理知识点信息由沪江中学学科网提供。

请输入错误的描述和修改建议,建议采纳后可获得50沪元。

错误的描述:

修改的建议: