九年级物理测电阻方法

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电阻测量的几种方法

一、伏安法测电阻

根据欧姆定律可得。用电压表和电流表测出待测电阻两端的电压和通过的电流,就可以计算出电阻。这种同时用电压表和电流表测电阻的方法称为伏安法。

1.实验器材:电压表1只、电流表1只、滑动变阻器1只、单刀开关1个、电源、导线、待测电阻1只。

2.实验电路图如图1-1所示。

3.测量的物理量及待测电阻的表达式

闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片使电压表上有合适的读数,读出电压表的示数U和电流表的示数I,

则(实际测电阻时,一般测三组读数,求出每一组读数对应的电阻,再求三个电阻值的平均值作为待测电阻的阻值)。

例1.(2014宜宾中考)电压表内阻较大,在实际电路中也有一定电流通过。紫琪同学为了测量一电压表的内阻,她找来电源、电流表、定值电阻R0(阻值已知)、滑动变阻器R、开关和导线若干,并设计了如图1-2所示的电路图。

(1)将滑动变阻器滑片P移至b端,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P由b端向a端移动的过程中,则下列说法正确的是;

A.电流表示数增大,电压表示数增大

B.电流表示数减小,电压表示数减小

C.电压表示数与电流表示数之比为一定值

D.电压表示数与电流表示数之乘积为一定值

(2)闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,当电流表的示数为I时,电压表的示数为U,请写出该电压表内阻R V的表达式;

(3)此实验要多次测量电压表内阻值,最后求其平均值,其目的是;

(4)若用此电路去测量某未知电阻R1的阻值,其测量值与真实值的关系是(选填:“<”、“=”或“>”)。

解析:(1)当滑动变阻器滑片P由b端向a端移动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻逐渐减小,整个电路的总电阻也逐渐减小,由欧姆定律得干路中的电流逐渐增大,所以电流表的示数增大;流过R O中的电流增大,R O两端的电压也增大,所以电压表的示数增大。A选项正确,B、D选项错误。

电压表示数与电流表示数之比为电压表的内阻和定值电阻R0并联后的总电阻,该总电阻为一定值,不会随电路中电流的变化而变化,所以C选项正确。

(2)流过R O中的电流,流过电压表中的电流,电压表的内阻

(3)多次测量某个物理量,再求平均值是为了减小误差。

(4)因为该实验中电压表示数与电流表示数之比为电压表的内阻和待测电阻R1并联后的总电阻,而并联电路的总电阻小于每一个支路的电阻,所以<。

二、安阻法测电阻

根据欧姆定律和串并联电路的知识,用电流表测出电路中的电流,计算出待测电阻的阻值。这种用电流表和定值电阻测电阻的方法称为安阻法。

方法一

1.实验器材:电流表1只、单刀开关1个、定值电阻1只、电源、导线、待测电阻1只。

2.实验电路图如图2-1所示。

3.测量的物理量及待测电阻的表达式

把电流表与定值电阻Ro串联在一起,闭合开关S,用电流表测出流过定值电阻R o中的电流I o;断开开关S,再把电流表与待测电阻R x串联在一起,用电流表测出流过待测电阻R x中的电流I x。因为R o与R x

两端的电压相等,所以I o R o=I x R x,解得。

方法二

1.实验器材:电流表1只、单刀开关2个、定值电阻1只、电源、导线、待测电阻1只。

2.实验电路图如图2-2所示。

3.测量的物理量及待测电阻电源的表达式

闭合开关S1,断开S2,测出流过定值电阻R o中的电流I o;闭合开关S1、S2,测出电路中的总电流I。

因为Ro与Rx两端的电压相等,所以I o R o=(I-I o)R x,解得。

例2.(2014北京中考)晓亮利用阻值为R0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2-2-1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S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;只闭合开关S2时,电流表的示数为I2。请用I1、I2和R0表示R x。则R x= 。

解析:(1)根据安阻法测电阻中方法二的电路图和题目提供的实物电路可知,定值电阻右端接线柱和开关S1右端接线柱之间添加一条导线或定值电阻右端接线柱和开关S2右端接线柱之间添加一条导线。

(2)开关S1、S2都闭合时,电流表所测的电流I1为流过定值电阻R O和待测电阻R X的总电流;闭合开关S2、断开开关S1时,电流表的示数I2为只流过定值电阻R O中的电流。因为Ro与Rx两端的电压相等,

所以I2R O=(I1-I2)R X,解得。

方法三

1.实验器材:电流表1只、单刀开关2个、定值电阻1只、电源、导线、待测电阻1只。

2.实验电路图2-3所示。

3.测量的物理量及待测电阻的表达式

闭合开关S1、S2,测出流过待测电阻R x中的电流I x,闭合开关S1、断开S2,测出电路中的电流I 。

由I X R X=I(R X+R O)得,。

方法四

1.实验器材:电流表1只、单刀双掷开关1个、定值电阻1只、电源、导线、待测电阻1只。

2.实验电路图2-4所示。

3.测量的物理量及待测电阻电源的表达式

单刀双掷开关接a端,测出流过定值电阻R o中的电流I o;开关的刀接b端,测出流过待测电阻R X中

的电流I X。由I O R O=I X R X,得

例3.(2013泰州中考)如图2-4-1(甲)所示是测量定值电阻R X阻值的实验电路。

(1)请将实验电路用笔画线代替导线连接完整。

(2)连好电路后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,电路的故障可能是____断路。排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图2-4-1(乙)所示,则通过电阻的电流为____A,阻值为____Ω。

(3)实验结束后,老师向同学们提出:“如果不使用电压表,再提供一只已知阻值的定值电阻R O,能否设计一个也能测量R X阻值的实验”。如图2-4-2是小明设计的实验电路图,他的做法是:将S接到a

时,读出电流表的示数I1;再将接到b,读出电流表的示数I2;I2R X=I1R O;由可得。试对小明的方案做出评价(必须简要说明理由)。

解析:(1)根据安阻法测电阻方法四中的实验电路和题目提供的实物电路所用器材和连线的位置可知,该电路是伏安法测电阻。电路中还未连接的导线是从电源负极接线柱到滑动变阻器下接线柱的一条线。

(2)电流表无示数,说明干路中有断路的地方;电压表有示数,说明从电压表两接线柱到电源两极的线路是导通的,电压表正常,断路的地方只能是待测电阻部分电路。

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