非常规法方法测电阻
高中物理高二物理电阻的测量(知识点方法总结)
1 电阻的测量电阻的测量是高中物理的一个重要实验,也是近几年各地高考的热点问题。
所测量阻值的电学元件有:金属、半导体、电流表、电压表等,所用的方法归纳如下图:一、用电流表、电压表测电阻的大小(常规法)所谓常规接法,指用多用电表的欧姆挡测金属导体的的电阻。
同学们要掌握以下几点:电流表内接法和外接法的选择;滑动变阻器改变电路中电流或电压时串联限流和并联分压两种接法的选择;电表量程的选择等。
例1、已知电阻丝的电阻约为10,现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用,应选用的器材有(只填代号)。
画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。
A 、量程是0.6A ,内阻是0.5的电流表;B 、量程是3A ,内阻是0.1电流表;C 、量程是3V ,内阻是6k电压表;D 、量程是15V ,内阻是30k电压表E 、阻值为0~1k,额定电流为0.5A 的滑动变阻器;F 、阻值为0~10,额定电流为2A 的滑动变阻器;G 、蓄电池(6V );H 、开关一个,导线若干;分析与解①先选电源:G 。
②选电流表电源选定后可估算总电流,不连入滑动变阻器时干路电流最大值I max =106 A =0.6A 因此电流表选 A若选B 表,会有以下不足:首先0.6A 电流太小,指针偏转范围不足刻度盘的三分之一,读数时误差较大,其次电流表满偏电流越大,最小刻度即精确度越低,故不选B 。
③选电压表若选C 表,量程3V ,则干路总电流要被控制在0.3A 以下,由上所选A 电流表,指针偏转可较大。
电阻的测量用多用电表的欧姆挡测电阻大小用电流表、电压表测电阻大小用电流表、电阻箱测电阻大小(等效替代法、电流半偏法)用电压表、电阻箱测电阻大小(等效替代法、电压半偏法)常规法非常规法电压表串接法电流表并接法。
“非常规”测电阻 简单串、并联电路故障的判断上学期苏科版九年级物理
第2题
3. 在探究串联电路电压特点的实验中,小红按图正确连接好电路,闭合开
关后发现两电压表指针偏转角度相同.为寻找电路故障,小红用一根检
测导线分别并联在灯L1或L2的两端,发现两电压表指针所指位置没有任 何变化.由此可以推断( D )
A. L1一定短路 C. L1短路,同时L2断路
B. L2 一定断路 D. 检测导线一定断路
(3) 当I1开R0关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I2,则未知电阻Rx=____ _I_2_−_I1___.
(4) 不改变图甲所示的电路,若开关S1始终处于断开状态,仅对开关S、S2 进行操作,__仍__能____(仍能/不能)测量电源电压和未知电阻Rx的阻值.
8. 现有一只电流表、一个已知最大阻值为R的滑动变阻器和一个未知电压值 的电源,以及一个开关和若干根导线.要求在只接一次线的情况下,测量 一个未知电阻Rx的阻值.小华设计了如图所示的电路.请你按照小华的实 验思路,将实验步骤补充完整,并写出电阻Rx的表达式.
闭合开关S,发现两灯均不发光,于是他用一个电压表分别并联接到ab、
bc、ac两点,灯L1、L2均不发光,且电压表无示数,再用电压表并联接 到dc两点时,灯L1、L2均不发光,但电压表指针有明显偏转,由此判定 电路的故障可能是( B )
A. 灯L1断路 C. 灯L1短路
B. 灯L2断路 D. 灯L2短路
数但很小;接ac两点时,电压表示数较大,则产生上述现象的原因可能
是( D )
A. L短路
B. L断路
C. R断路
D. R0阻值很大
第5题
6. 在如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数.已知电路 中各处均接触良好.
第6题 (1) 请写出发生上述现象的两个可能原因:_电__阻__R_断__路____;_灯__L_短__路___
非常规测电阻的方法
非常规测电阻的方法
非常规测电阻的方法主要有以下几种:
1.安阻法:通过电流表和已知阻值的定值电阻来测量未知电阻的阻值。
2.安滑法:通过电流表和已知最大阻值的滑动变阻器来测量未知电阻的阻值。
3.安箱法:通过电流表和电阻箱来测量未知电阻的阻值。
4.伏阻法:通过电压表和已知阻值的定值电阻来测量未知电阻的阻值。
5.伏滑法:通过电压表和已知最大阻值的滑动变阻器来测量未知电阻的阻值。
6.伏箱法:通过电压表和电阻箱来测量未知电阻的阻值。
初中物理测量未知电阻的几种方法
测量未知电阻的几种方法一.伏安法测电阻1.原理:由欧姆定律推出2.电路图:(1)请你用笔画线代替导线把图中的器材连接成实验电路。
(2)滑动变阻器的作用是和。
请把第二次测量时,图ll所示的电压表和电流表示数填入表中相应的空格。
次数 1 2 3电压/V 1.1 2.3电流/A 0.22 0.46 (3)处理表中所记录的各次实验数据,得出待测电阻R的阻值为Ω。
二.测电阻的几种特殊方法1.只用一只电压表:(根据串联分压规律)⑴器材:电源、开关、待测电阻Rx、已知阻值的电阻Ro、电压表一只、导线若干。
⑵电路图设计:⑶实验步骤:①S断开时,用电压表测出Ro两端电压为U0,②S闭合时,用电压表测出电源电压为U,③所以Rx两端电压为U-U0,根据串联电路电压之比等于电阻之比可得:所以Rx=Ro2.只用一只电流表:(根据并联分流规律)⑴器材:电源、开关、待测电阻Rx、已知阻值的电阻Ro、电流表一只、导线若干。
⑵电路图设计:⑶实验步骤:①S断开时,用电流表测出通过Ro的电流为I0,②S闭合时,用电流表测出干路上的总电流为I,③所以通过Rx电流为I-I0,根据并联电路电流之比等于电阻的反比可得:所以Rx = Ro3、已知最大阻值的滑动变阻器和电压表或电流表:⑴滑动变阻器和电流表:实验步骤:1、把滑动变阻器的滑片 P 调至A端,闭合开关,读出电流表的示数为I A,2、把滑动变阻器的滑片 P调至 B端,闭合开关,读出电流表的示数为I B。
3、根据两次电源电压不变可得:U = I A×Rx …………………①U = I B(Rx + R AB)…………②由①、②得:I A×Rx = I B(Rx + R AB)⑵滑动变阻器和电压表:实验步骤:1.把滑动变阻器的滑片P调至B端,闭合开关,记下Rx两端电压为U1;2. 把滑动变阻器的滑片P调至A端,闭合开关,记下电源电压为U2。
3.根据串联电路电压之比等于电阻之比可计算出Rx的值:。
测电阻的几种特殊方法
测电阻的几种特殊方法在电子工程和电路设计中,测量电阻是一项常见且重要的任务。
一般来说,测量电阻的标准方法是使用万用表或专用电阻仪进行测量。
这些方法通常是准确可靠的,但在一些特殊情况下,可能需要采用一些特殊的方法来测量电阻。
以下是几种常见的测量电阻的特殊方法:1.分压法:该方法适用于需要测量高阻值电阻的情况。
使用已知的电阻R1和R2,将待测电阻Rx与它们串联,然后连接到电压源和电流表。
通过测量电源端的电压和流过待测电阻的电流,可以根据欧姆定律计算得到电阻Rx的值。
这种方法可以通过调整已知电阻的比例来适应不同范围的待测电阻。
2.恒流法:该方法适用于需要测量很小电阻值的情况。
通过将待测电阻Rx与已知的精密电阻R1串联,然后将电流源、待测电阻和接地点连接到电流表。
通过测量电流表示例,并使用欧姆定律进行计算,可以得到待测电阻Rx的值。
这种方法适用于需要较高精度和低测量错误的场景。
3.双端法:该方法适用于需要测量电阻值非常小、或其中有一个端点连接到地的情况。
使用精密电流源将电流通过待测电阻Rx,然后将两个端点连接到电压表进行测量。
通过采用四线制测量,可以避免电阻导线的电阻对测量结果的影响,并提高测量的准确性。
4.交流法:该方法适用于需要计算电阻对频率的依赖关系的情况。
通过将待测电阻Rx和已知电阻R1串联,并将两端连接到交流电源和示波器,可以通过测量电源端电压和流过待测电阻的电流来反推Rx的值。
通过分析电阻在不同频率下的阻抗,可以得到电阻的频率响应曲线。
5.温度法:该方法适用于需要在特定温度下测量电阻的情况。
由于电阻值会随着温度的变化而改变,可以使用温度系数来计算电阻值。
通过将电阻和温度传感器连接在一起,测量电阻和温度的变化,并使用温度系数计算出特定温度下的电阻值。
还有其他一些特殊方法也可以用于测量电阻,如四极法、差动法等。
这些方法在特定场合下具有一些特殊的适用性和优势。
然而,无论使用哪种方法,正确的使用和校准仪器非常重要,以确保准确且可重复的测量结果。
测电阻的几种特殊方法
测电阻的几种特殊方法在初中物理测电阻的实验中,除了借用“电压表、电流表”使用“伏安法”侧电阻之外,还有很多方法,同样也可以进行电阻的测量.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1所示的电路可以测出未知x R 的阻值. 具体的作法是先用电压表测出x R 两端的电压为x U ;再用这只电压表测出定值电阻0R 两端的电压为0U .根据测得的电压值x U 、0U 和定值电阻的阻值0R ,可计算出x R 的值为:00x x U R R U =. 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2所示的电路可以测出未知x R 的阻值.具体的作法是先闭合1S ,读出电压表的示数为1U ,再同时闭合1S 和2S ,读出这时电压表的示数为2U .根据测得的电压值1U 、2U 和定值电阻的阻值0R .根据分压公式可计算出x R 的值:1021U R R U U =- 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3所示的电路可以测出未知x R 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1U ;把滑动变阻器的滑片P 调至A 端,记下电压表示数2U .根据测得的电压值1U 、2U 和定值电阻的阻值0R ,可计算出x R 的值:121x AB U R R U U =-. 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0R ,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4所示的电路可以测出未知x R 的阻值.先后用电流表测出通过0R 和x R 的电流分别为0I 、x I ,根据测得的电流值0I 、x I 和定值电阻的阻值0R ,根据分流公式可计算出x R 的值为00x x I R R I =.方法二 用图 5 所示的实验电路也可以测出未知x R 的阻值.先闭合开关1S ,读出电流表的示数为1I ,再断开1S 闭合2S ,读出这时电流表的示数为2I .根据测得的电流值1I 、2I 和定值电阻的阻值0R .根据分流公式可计算出x R 的值:102x I R R I = 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6所示的电路也可以测出未知x R 的阻值.具体的作法:是先闭合开关1S ,读出电流表的示数为1I ,再同时闭合1S 、2S ,读出这时电流表的示数为2I .根据测得的电流值1I 、2I 和定值电阻的阻值0R .计算过程如下:设电源电压为U ,当只闭合1S 时,根据欧姆定律的变形公式()x U I R R =+,可得10()x U I R R =+①;当再同时闭合1S 、2S ,0R 被短路,这时有:2x U I R =②. 联立①②解方程组得1021x I R R I I =- 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7所示的电路也可以测出未知x R 的阻值.具体的作法:把滑动变阻器的滑片P调至A 端,读出电流表的示数为A I ,再把滑动变阻器的滑片P 调至B 端,读出这时电流表的示数为B I .根据测得的电流值A I 、B I 和定值电阻的阻值AB R .同样可计算出x R 的值:0B x A BI R R I I =-. 以上方法,需要测量两次电流,所以也叫“安安法”;根据所给器材有电流表和一个已知阻值的电阻0R ,所以又叫“安阻法”.总之,用伏安法测电阻的基本原理是测定电阻两端的电压和流过电阻的电流.在缺少器材(电流表或电压表)的情况下,我们可用间接的方法得到电压值或电流值,仍然可以测量电阻的阻值.因此,在进行实验复习时要特别重视原理的理解,这是实验设计的基础.3.等效替代法方法一:用图8所示的电路也可以测出未知x R 的阻值.当S 扳到A 时电流表的示数为I ,再将S 扳到B 时,调节0R (电阻箱)的电阻,使电流表示数仍为I ,即0x R R =.方法二:若只有一只电压表和电阻箱,则可用替代法测电阻的阻值,如图9所示.先合上开关1S ,把单刀双掷开关2S 打到1,调节滑动变阻器的阻值,使电压表有一合适的示数0U .再把单刀双掷开关2S 打到2,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为0U ,则此时电阻箱的示数即为待测电阻x R 的阻值,即0x R R =.等效法虽然也有一块电压表或一块电流表,但在电路中的作用不是为了测量出电压或电流,而是起到标志作用.。
测电阻的六种方法
测电阻的六种方法哇塞,测电阻可是个很重要的事情呢!那测电阻有六种方法哦!第一种就是伏安法啦,这可是很经典的呢!步骤就是用电压表测出电阻两端的电压,再用电流表测出通过电阻的电流,然后根据欧姆定律 R=U/I 就可以算出电阻啦。
但要注意哦,电压表和电流表的量程要选对呀,不然可就测不准啦。
还有就是接线要牢固,可别松松垮垮的。
在这个过程中,只要操作规范,安全性还是很高的,稳定性也不错呢。
这种方法应用场景很广泛呀,像在一些简单的电路测量中就经常用到呢,它的优势就是原理简单易懂呀。
比如说,在我们学物理做实验的时候,不就经常用伏安法测电阻嘛,效果那可是杠杠的!第二种是欧姆表法。
就是用欧姆表直接测量电阻呀。
操作起来也不难,选好量程,把表笔接在电阻两端就行啦。
不过也要注意,测量前要先调零哦。
这个过程也是很安全的啦,不用担心会出啥问题。
它适用于一些不太精确的快速测量,优势就是方便快捷呀。
就好像你着急知道一个大概电阻值的时候,用它就很合适呀!第三种是电桥法。
哎呀呀,这个就有点复杂啦。
它是通过调节电桥平衡来测电阻的。
步骤稍微有点多哦,但只要仔细点也能搞定。
注意桥臂电阻的选择要合适哦。
这可是个很精密的方法呢,安全性和稳定性都没得说。
一般在要求比较高的测量中会用到,它的优势就是测量精度高呀。
这不就像一个追求完美的工匠,一点点打磨出最精确的结果嘛!第四种是替代法。
嘿嘿,就是用一个已知电阻去替代要测的电阻呀。
这可有趣啦,就像找替身一样。
操作也不难,就是不断调整,直到效果一样。
要注意替代要准确哦。
这种方法很稳定呀,而且在一些特殊情况下特别好用。
就好比你有个特别的任务,它就是那个最合适的人选呀!第五种是比例法。
根据电阻之间的比例关系来测呀。
这也挺有意思的,就像玩跷跷板一样,找到平衡。
步骤要仔细哦,不能马虎。
它的安全性和稳定性也不错呢。
在一些需要对比测量的场合就很有用啦,优势就是能快速找到比例关系呀。
第六种是直流双臂电桥法。
哇哦,这个可专业啦。
1 欧姆定律的应用 第4课时 “非常规”测电阻 -2023学年苏科版物理九年级上册
V
P
ab
Rx R0
V Rx U1 S
S 2.实验步骤:
V U2 Rx
aP b
R0
(1)P到a时电压表的示数为U1; (2)P到b时电压表的示数为U2;
U1
S
(3)则Rx=
U R 2 U - U 1
. 0
2
高
效
I U1 - U2
上
好
每
Rx
U2 I
乐上好
U2 U1 - U2 R0
每天学
例、小明同学想用如图所示的电路测量一段 电阻丝RX的阻值,闭合开关后发现电压表已 破坏,将其拆除,小明不改变其他电路元件 的连接方式,也完成了实验。你知道实验步 骤与RX的最后表达式是什么吗? (已知滑动 变阻器的最大阻值为R0)
(3)则Rx=
I U1 - U2 R0
U2R0 U1 - U2
.
Rx
U2 I
U2 U1 - U2
高 效 上 好 每 节 课 · R快0 乐 上 好 每 天 学
实验改进方案(2):
R0 b Rx V Sa
R0
Rx
V Sa
U1
U2
U1-U2
实验步骤: (1)S接a时电压表的示数为U1;
R0 b Rx VS
(3)则Rx= U1 U2 R0 .
I U2
U2
Rx
Ux I
U1 U2 U2
R0
高 效 上 好 每 节 课 · R快0 乐 上 好 每 天 学
实验改进方案(1):
V
U1
V
S2
Rx
Rx
R0
S1
S1 2.实验步骤: (1)S1、S2合,电压表的示数为U1;
测量电阻的五种方法
测量电阻的五种方法一、伏安法。
这可是测量电阻的经典方法呢。
就像给电阻来个全面“体检”。
我们需要用到电压表和电流表。
把电阻接到电路里,电流表串联进去,能测到通过电阻的电流I;电压表呢,和电阻并联,就可以知道电阻两端的电压U啦。
然后根据欧姆定律R = U / I,就能算出电阻的值。
不过这个方法也有点小麻烦,电流表和电压表自己都有内阻,有时候会影响测量的准确性,就像一个小捣乱鬼在旁边影响结果似的。
二、替代法。
这个方法很有趣哦。
想象一下,我们有一个已知电阻R₀和一个电阻箱。
先把待测电阻Rx接到电路里,调整滑动变阻器,让电流表或者电压表有个示数。
然后把Rx 换成电阻箱,再调整电阻箱的阻值,让电流表或者电压表的示数和刚才一样。
这时候电阻箱的阻值就等于待测电阻Rx的值啦。
就像是给电阻找个替身,让替身的数值和它一样。
三、半偏法。
半偏法有点小巧妙呢。
对于电流表的半偏法来说,我们先让电流表满偏,然后并联上一个电阻箱。
调整电阻箱的阻值,让电流表的示数变成满偏的一半。
这时候电阻箱的阻值就近似等于电流表的内阻。
同理,对于电压表也可以用类似的半偏法。
这个方法就像是在和电流表、电压表玩一个小把戏,让它们乖乖地把自己的内阻相关信息透露出来,从而能算出待测电阻的值。
四、电桥法。
电桥法就像是在搭建一个平衡的小“桥梁”。
有四个电阻,其中一个是待测电阻Rx,还有三个已知电阻R₁、R₂、R₃。
把它们组成一个电桥电路。
当电桥平衡的时候,也就是检流计的示数为零的时候,就有Rx / R₁ = R₃ / R₂,这样就能算出Rx 的值啦。
这个方法感觉很神奇,就像在做一个精密的小平衡游戏,一旦平衡了,答案就出来了。
五、万用表法。
万用表可是个很方便的小工具。
把万用表打到电阻档,然后把表笔接到待测电阻的两端,万用表直接就能显示出电阻的值。
就像一个贴心的小助手,你把它叫过来,它马上就能告诉你电阻是多少。
不过万用表的精度可能不是特别高,但是对于一些简单的、不需要特别精确测量的情况,那是超级方便的。
多种方法测电阻方法汇总
欧姆定律专题:多种方法测电阻一、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。
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。
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R X的阻值。
2.只用电流表,不用电压表方法四: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R X的电方法五:用图7所示的实验电路也可以测出未知R X的阻值。
先闭合开关S1,读出电流表的示数为I0,再断开S1闭方法六: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R X 的阻值。
方法七: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。
总之,用伏安法测电阻的基本原理是测定电阻两端的电压和流过电阻的电流。
在缺少器材(电流表或电压表)的情况下,我们可用间接的方法得到电压值或电流值,仍然可以测量电阻的阻值。
因此,在进行实验复习时要特别重视原理的理解,这是实验设计的基础。
2.等效替代法方法一:用图10所示的电路也可以测出未知R X的阻值。
当S扳到A时电流表的示数为I,再将S 扳到B时,调节R0(电阻箱)的电阻,使电流表示数仍为I,即R X=_____________。
方法二:若只有一只电压表和电阻箱,则可用替代法测电阻的阻值,如图11所示。
先合上开关S1,把单刀双掷开关S2打到1,调节滑动变阻器的阻值,使电压表有一合适的示数U0。
再把单刀双掷开关S2打到2,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U0,则此时电阻箱的示数即为待测电阻R X的阻值,即R X=________0。
等效替代法虽然也有一块电压表或一块电流表,但在电路中的作用不是为了测量出电压或电流,而是起到标志作用。
二.典型例题1.有一个阻值看不清的电阻器Rx,要测出它的电阻值。
测电阻的特殊方法20种
实验步骤:
Rx
A
Ux Ix
V
(1)测出通过Rx的电流为Ix;
(2)测出Rx两端的电压为Ux;
(3)则Rx=_U_x_/_I_x_。
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5
思考
前面我们学了用伏安法测电 阻,可是在实际电路中有时 只有电流表或电压表,又该 如何测出待测电阻Rx呢?
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6
思考
前面我们学了用伏安法测电 阻,可是在实际电路中有时 只有电流表或电压表,又该 如何测出待测电阻Rx呢?
3.讨论改进
U=I0*R0 U=Ix*Rx
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实验改进方案(1):
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实验改进方案(1): Rx S1 R0 S2
A
实验步骤: (1)S1合,S2开电流表 的示数为I1;(U=I1*Rx) (2) S2合,S1开电流表 的示数为I2;( U=I2*R0 )
(3)Rx= __I2_*_R__0/_I_1 _
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想一想:
若没有定值电阻R0,有一个最大 阻值为R0的滑动变阻器,能否测 出待测电阻Rx 呢?(有电流表)
(1)分析讨论 (2)电路设计
(3)实验步骤
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1.电路设计 Rx
aP b R0
SA
2.实验步骤: (1)P到a时电流表的示数为Ia; U=Ia*Rx (2)P到b时电流表的示数为Ib; U=Ib*(Rx+R0) (3)则Rx=_I_b_*_R_0_/_(I_a_-_I_b_)_.
I1*R0=(I2-I1)Rx; Rx = I1 *R0/ (I2-I1).
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实验改进方案(3):
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渗透等效思想 突破教学难点——以非常规方法“测电阻”为例
中学物理 Vol. 38 No. 182020年9月渗透等效思想突破教学碓点——以非常规方法“测电阻”为例顾文权"顾炳峰2(1•无锡市华庄中学江苏无锡214000; 2.无锡市东绛实验学校江苏无锡214000)摘要:等效思想中包含了 “等效”“等量”“同理”等思想方法.非常规方法测电阻是测电阻方法的补充和延伸,是 欧姆定律应用的重要内容,也是后续“电功和电热"教学中测电功率的基础.能否掌握非常规测电阻的方法直接体现出学生对欧姆定律是否达到课标所要求的理解层次.辰节案例是欧姆定律教学时“制高点”,而等效思想则是使教学站上 这一制高点的突破口.关键词:欧姆定律;测电阻;等效思想文章编号:1008 -4134(2020)18 -0051中图分类号:6633.7 文献标识码:B“等效”,顾名思义是指某种效果(特性和关系) 相同•例如,在改变物体内能的方式上,做功和热传递 是等效的;在改变电流大小的方法中,改变电压和改变电阻是等效的.而“等效”的最大作用就是可“替 代”.例如,在“探究平面镜成像的特点”实验中,用与蜡烛A 完全相同的蜡烛B 去和蜡烛A 的像比较,从 而得出“像”和“物”的大小和位置关系;数学中常用的等量代换其实就是等效思想的体现;同理迁移也利 用了等效思想•笔者以非常规方法测电阻为例,阐述 等效思想在此课例中起到的关键作用.1等效替代电阻此方法同理于“曹冲称象”,能够巧妙地测出电阻.在曹冲称象的故事中,大象先上船,静止后在船身 上标记好吃水线,再让大象下船,将石头放入船中,直至小船下沉到相同吃水线,最后称出石头的总质量就 是大象的质量•在这个情景中,大象的质量是未知的, 石头的质量是可调节并可测量的,其中“等效”即“使小船下沉至同一吃水线”,则石头的总质量即可“替 代”大象的质量.由于该“效果”是由未知量“大象的质量”先确定的,所以,实验过程应遵循一定的顺序:(1)“大象上船”,确定并记录“效果”;(2)“大象下船”“石头入船”,达到“等效”;(3)“等效替代”得出所求大象质量,即船上石头的质量.在测量未知电阻的实验中,我们将所测电阻类比“大象”,电阻对电路中电流或者电压的影响类比“吃水线”,可调节并可确定阻值的电阻箱类比“石头”,见 表1•遵循上述的实验顺序,即可明确测量的思路,见 表2.并设计出电路如图1所示.表】待测量大象的质量待测电阻的阻值效果小船的吃水线电路中的受影响的电流或电压替代量石头的质量电阻箱的阻值表2确定并记录效果大象上船并记 录吃水线接入待测电阻心,记录电流表或电压表的示数调节并等效大象下船,放入适量石头并达 到相同吃水线移除待测电阻,接入电阻箱并调肖至阻值为«0时,电流表示数 或电压表示数相同替代m 大象石头电路中滑动变阻器除了保护电路外.还可以调节 电表示数使其更易读取并记录•但是滑动变阻器是不 能在调节电阻箱的时候改变其阻值的,就像曹冲称象基金项目:江苏省教育科学“十三五”规划“江苏人民教育家培养工程专项”课题"基于物理核心素养的课堂教学’单元设计 (项目编号:R - C/2016/07).作者简介:顾文权(1970 -),男,江苏无锡人,本科,中学高级教师,研究方向:物理课堂教学;顾炳峰(1982 -),男,江苏无锡人,本科,中学一级教师,研究方向:基于物理核心素养的初中物理课堂教学改革与实践的研究.• 51•2020年9月Vol.38No.18中学物理不能改变船一样•这样设计的电路避免了繁杂的计算,测量更具操作性.2等量代换电表常规测电阻的方法是“伏安法”,如图2所示电路,利用电压表和电流表分别测岀待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流人,并依据巴=¥,计算得出图2&的阻值•然而如果遇到“电源电压为3V,待测电阻约数百欧.导致电路中电流太小,电流表无法准确测量电路中电流”或者“电压表损坏,无法测量待测电阻两端电压”等这些情况时,如何利用单表测量就值得我们进一步思考了.如果电流表无法使用或者只有电压表的情况下,如何测量待测电阻呢?根据仏=〒,用电压表可以测出&两端的电压接下来的关键就是如何间接地测量出通过待测电阻的电流将一个阻值为心的定值电阻和位串联,因为串联电路电流处处相等.所以得到等量关系/,=厶,用电压表测出心两端的电压U a,根据公式人=律计算得出通过心的电流即通过R、的电流,最后得出位=彳=簷仇.如果没有电压表,只有电流表,该如何测量待测电阻呢?根据R’十,用电流表可以测出通过乩的电流/、,接下来就要间接地测量出待测电阻两端电压U”将一个阻值为心的定值电阻和心并联,因为并联电路各支路两端电压相等,所以得到等量关系U X=U O,用电流表测出通过R o的电流人,根据公式U O=I U R O计算得岀两端的电压就是心两端的电压,最后得出R、=字=¥尺”等量代换关系见表3.表3等量代换无电流表,只有电压表1、=/()t无电压表,只有电流表=^0«见根据等量代换思想,设计单表测电阻的电路如图3、图4所示.电路中电表都需要拆接2次,测得两个物理量,简称拆表法.图3中,,4B间电压(t/’)、BC间电压(〃。
本章专题复习1.6 用非常规方法测电阻(解析版)
本章专题复习一 伏安法测电阻06 用非常规方法测电阻1.小陆做“用电流表、电压表测电阻”实验,器材有电压恒定的电源、待测电阻R x 、电流表、电压表、电键及导线若干。
为了实现多次测量,他从实验室找来了20欧和10欧的电阻各一个,并设计了如图2(a)所示的电路图进行实验。
实验步骤如下:(1)按图2(a)正确连接器材,并在MN 两点之间不接入任何器材的情况下,闭合电键S ,此时电压表的示数为4.5伏。
(2)断开电键,把10欧的电阻接入MN 两点之间。
重新闭合电键S 后,电压表示数如图2(b)所示。
(3)把10欧的电阻换成20欧的电阻,重新实验,电压表示数相比步骤②变化了0.8伏。
(4)用一根导线接在MN 之间,此时电流表示数为0.36安。
请根据上述实验过程,填写表中编号处的数据。
物理量 实验序号电压U x (伏) 电流I x (安) 电阻R x (欧) 电阻R x 的 平均值(欧) 1 02 (8) (9)3 (10) (11) 4(12)0.36【答案】(8) 2.5; (9)0.2; (10)1.7;(11)0.14;(12)4.5。
【解析】(1)由图2(a ),正确连接器材,在MN 两点之间不接入任何器材,闭合电键S ,电压表与R x 串联在电路中,由于电压表自身电阻非常大,所以电压表相当于测电源电压,即电源电压U=4.5V ,此时电路中电流非常小,几乎为0;(2)把10欧的电阻接入MN 两点之间,因为电源电压4.5V ,由图2(b )可知:电压表此时应使用的0-3V 量程,示数为2V ,此时U x2=U-U MN =4.5V-2V=2.5V ,由串联电路特点和欧姆定律可得:I x2=I MN = U MN /R MN =2伏/10欧=0.2安;S VM NA(a)R X(b)图2(3)把10Ω的电阻换成20Ω的电阻,由串联电路的分压原理可知此时MN 两点间电压增大,所以U MN ′=2V+0.8V=2.8V ,此时U x3=U-U MN ′=4.5V -2.8V=1.7V ,I x3=I MN ′= U MN ′/ R MN ′=2.8伏/20欧=0.14安; (4)由图当用一根导线接在MN 之间,电路中只有R x 连入电路,所以U x4=U=4.5V 。
电学实验(二)测电阻:非常规
电学系列实验(二)---电阻的非常规测量学习目的:1、 知道半偏法测量电表内阻的原理及方法。
2、 了解一些电阻的非常规测量方法----等效替代法。
一、半偏法测电表内阻:1 限流半偏法:(1)实验原理如右图所示,其中1R 为电位器(或滑动变阻器),2R 为电阻箱,G 为待测电表。
(2)实验操作步骤:①按原理图连结好电路,断开S 1、S 2,将1R 阻值调到最大;②合上S 1,调节1R ,使电表G 达到满偏;③保持1R 阻值不变,再合上S 2,调节2R ,使G 达到半偏;④断开S 1,记下电阻箱的读数2R ;⑤在1R >>2R 时,电阻箱的读数2R 即为电流表内阻的测量值R g 。
(3)误差分析 本实验是在1R >>2R 的情况下,并入2R 后,对总电阻影响很小,即认为干路电流仍等于I g 时,近似认为R g =2R 。
但实际上并入2R 后,总电阻减小,干路电流I>I g ,通过的2R 电流g I I 212>,因此,g R R <2。
所以测量值比真实值偏小,而且R g 比1R 小的越多,测量误差越小。
2、分压半偏法 (1)实验原理如图所示,其中1R 为滑动变阻器,2R 为电阻箱,V为待测电表。
(2)实验操作步骤: ①连结电路,断开1S ,并将滑片置于最左端;②合上1S 、2S ,调节滑动变阻器1R ,使电压表达到满偏;③保持滑片c 位置不动,断开2S 调节电阻箱2R 的阻值,使电压表半偏; ④断开1S ,记下电阻箱2R 的读数;⑤在1R <<2R 时,电阻箱的读数2R 即为电压表的内电阻的测量值,R v =2R 。
(3)误差分析本实验是在1R <<2R 的情况下,串入2R 后,对回路总电阻影响很小,可以忽略不计,即分压部分的电压保持不变,所以当电表半偏时,认为:R v =2R 。
实际上串入2R 了之后,并联部分的电阻增大,分得的电压增加了,2R 两端的电压2U >g U 21,因此,R v <2R 。
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一、所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、定值电阻R、导线若干、未知电阻R X(要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法)
方法1 方法2 方法3
实验步骤:
1、闭合S,先测出R的电流I1;
2、拆下电流表,接到另一支路上,
测出R x的电流I2。
表达式:实验步骤:
1、闭合S,先测出干路的电流I1;
2、拆下电流表,接到支路上,测出
R x的电流I2。
表达式:
实验步骤:
1、闭合S,先测出干路的电流I1;
2、拆下电流表,接到支路上,测出R
的电流I2。
表达式:
方法4 方法5 方法6
实验步骤:
1、S断开时,读出电流表示数I1;
2、S闭合时,读出电流表示数I2。
表达式:实验步骤:
1、S断开时,读出电流表示数I1;
2、S闭合时,读出电流表示数I2。
表达式:
实验步骤:
1、S断开时,读出电流表示数I1;
2、S闭合时,读出电流表示数I2。
表达式:
方法7 方法8 方法9
实验步骤:
1、S断开时,读出电流表示数I1;
2、S闭合时,读出电流表示数I2。
表达式:(说明:单刀双掷开关可以用两个单
刀单掷开关代替。
如上图)
实验步骤:
1、S接a时,读出电流表示数I1;
2、S接b时,读出电流表示数I2。
表达式:
(说明:单刀双掷开关可以用两个单刀
单掷开关代替。
如上图)
实验步骤:
1、S接a时,读出电流表示数I1;
2、S接b时,读出电流表示数I2。
表达式:
二、所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、最大阻值为R的滑动变阻器、导线若干、未知电阻R X(要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法)
说明:把滑动变阻器滑片滑到阻值最大端不变时,可以把它当一个定值电阻来使用,方法如前一题。
根据滑动变阻器滑片可以滑到最左边和最右边的,还有如下方法。
实验步骤:
1、滑动变阻器滑片滑到a端时,读出电流表示数I1;
2、滑动变阻器滑片滑到b端时,读出电流表示数I2。
表达式:
三、所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、变阻箱、导线若干、未知电阻R X(要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法)
说明:变阻箱调到某个阻值不变时,可以当定值电阻使用,也可以当滑动变阻器来使用,当然要更关注用等效替代法来解此题(见下面的三种方法)
方法1 方法2 方法3
实验步骤:
1、S接a时,读出电流表示数I
2、S接b时,调变阻箱,使电流表
示数的示数也为I
表达式:实验步骤:
1、S1闭合时,读出电流表示数I
2、S2闭合时,调变阻箱,使电流表
示数的示数也为I
表达式:
实验步骤:
1、把变阻箱调到0Ω时,闭合S,
读出电流表示数I;
2、S闭合时,调变阻箱,使电流表
示数的示数为I
2
1
表达式:
四、所给器材:电源(电压未知)、开关、电压表、定值电阻R、导线若干、未知电阻R X(要
求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法)方法1 方法2 方法3
实验步骤:
1、如图,闭合S,先测出R x的电压U1;
2、拆下电压表,接到R和R x的两端测出总电压U2。
表达式:实验步骤:
1、如图,闭合S,先测出R的电压
U1;
2、拆下电压表,接到R和R x的两端
测出总电压U2。
表达式:
实验步骤:
1、如图,闭合S,先测出R x的电压
U1;
2、拆下电压表,接到R的两端测出
它的电压U2。
表达式:
方法4 方法5 方法6
实验步骤:
1、S断开时,读出电压表示数U1;
2、S闭合时,读出电压表示数U2。
表达式:实验步骤:
1、S断开时,读出电压表示数U1;
2、S闭合时,读出电压表示数U2。
表达式:
实验步骤:
1、S断开时,读出电压表示数U1;
2、S闭合时,读出电压表示数U2。
表达式:
方法7 方法8 方法9 实验步骤:
1、S断开时,读出电压表示数U1;
2、S闭合时,读出电压表示数U2。
表达式:实验步骤:
1、S接a时,读出电压表示数U1;
2、S接b时,读出电压表示数U2。
表达式:
实验步骤:
1、只闭合S1时,读出电压表示数
U1;
2、只闭合S2时,读出电压表示数
U2。
表达式:
五、所给器材:电源(电压未知)、开关、电压表、最大阻值为R的滑动变阻器、导线若干、未
知电阻R X (要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式)
说明:把滑动变阻器滑片滑到阻值最大端不变时,可以把它当一个定值电阻来使用,方法如第四题。
根据滑动变阻器滑片可以滑到最左边和最右边的,还有如下方法。
实验步骤:
2、滑动变阻器滑片滑到a端时,读出电压表示数U1;
2、滑动变阻器滑片滑到b端时,读出电压表示数U2。
表达式:
六、所给器材:电源(电压未知)、开关、电压表、电阻箱、导线若干、未知电阻R X(要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法)
说明:变阻箱调到某个阻值不变时,可以当定值电阻使用,也可以当滑动变阻器来使用,当然要更关注用等效替代法来解此题(见下面的四种方法)
方法1 方法2
实验步骤:
1、S闭合时,读出电压表示数U1;
2、把电压表拆下接在R的两端,再次闭合S,调节电阻箱,使电压表示数为U
2
1
表达式:实验步骤:
1、S闭合时,读出电压表示数U1;
2、把电压表拆下接在R的两端,再次闭合S,调节电阻箱,使电压表示数为U
2
1
表达式:
方法3 方法4
(说明:单刀双掷开关可以用两个单刀单掷开关代替。
如上图)
实验步骤:
1、S接a时(或只S1闭合),读出电压表示数U
2、S接b时(或只S1闭合),调变阻箱,使电压表示
数的示数为U
2
1
表达式:(画一画:试着把上图中单刀双掷开关换成两个单刀单掷开关)
实验步骤:
1、S接a时,读出电压表示数U
2、S接b时,调变阻箱,使电压表示数的示数为U
2
1
表达式:。