九年級(jí)物理上冊 第十四章《探究歐姆定律》特殊方法測電阻 (新版)粵教滬版.doc
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九年級(jí)物理上冊 第十四章《探究歐姆定律》特殊方法測電阻 (新版)粵教滬版.doc
特殊方法測電阻
“伏安法”是測量電阻的基本方法,如果能在限制相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材的條件下通過變換實(shí)驗(yàn)方案達(dá)到目的,將有利于培養(yǎng)同學(xué)們應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的應(yīng)變能力。
一、等流法測電阻
例1 實(shí)驗(yàn)室中要測量一個(gè)阻值約為數(shù)百歐的電阻。提供的器材有:電源(電壓約5V)、學(xué)生用電壓表(0~6V)、電阻箱R(0~9999Ω 5A)、開關(guān)S1和S2、導(dǎo)線若干?,F(xiàn)要測量待測電阻Rx的阻值,設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。
圖 1
小虎進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程如下:
(1)電路連接正確后,閉合S1,將S2撥到觸點(diǎn)1時(shí),電壓表的讀數(shù)為U1,則電源電壓為 。
(2)閉合S1,將S2撥到觸點(diǎn)2,當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)為R0時(shí),電壓表的示數(shù)為U2,則待測電阻的阻值Rx= 。
解析 從電路圖可知,當(dāng)閉合S1,將S2撥到觸點(diǎn)1時(shí),電壓表測總電壓,此時(shí)電壓表示數(shù)U1等于電源電壓;當(dāng)閉合S1,S2撥到觸點(diǎn)2,電壓表待測電阻兩端的電壓,則電阻箱兩端的電壓為U1-U2,由于串聯(lián)電路的電流相等,通過電阻箱的電流為,所以電阻。
答案 (1)U1 (2)
二、等壓法測電阻
例2 在測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,因缺少電壓表,小軍利用兩個(gè)電流表和一個(gè)已知阻值為10Ω的電阻R0,同樣測出了小燈泡的電阻,原理如圖2甲所示。閉合開關(guān),小軍讀出電流表A2的示數(shù)為0.3A,而電流表A1的示數(shù)如圖2乙所示,則小燈泡L兩端的電壓為 V,電阻為____ Ω。
L
R0
S
A1
A2
甲
0.6
3
0
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
A
乙
圖 2
解析 根據(jù)電路圖可知,定值電阻與小燈泡并聯(lián),兩端電壓相等。電流表A2測量干路中的電流,電流表A1測量通過小燈泡的電流,由圖2乙知,示數(shù)I1=0.2A,因此通過電阻R0的電流I0=I- I1=0.3A-0.2A=0.1A
小燈泡L兩端的電壓UL=U0= I0R0=0.1A10Ω=1V
小燈泡的電阻
答案 1 5
三、等阻法測電阻
例3 用如圖3所示的電路可測量一個(gè)未知電阻的阻值,其中Rx為待測電阻,R為電阻箱,S為單刀雙擲開關(guān),R0為定值電阻,某同學(xué)用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),主要步驟有:
A.把開關(guān)S接b點(diǎn),調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)為I;
B.讀出電阻箱的示數(shù)R;
C.把開關(guān)S接a點(diǎn),讀出電流表的示數(shù)為I;
D.根據(jù)電路圖,連接實(shí)物,將電阻箱的阻值調(diào)至最大。
(1)上述步驟的合理順序是________________ (填寫序號(hào))。
(2)步驟A中電阻箱調(diào)節(jié)好后示數(shù)如圖3乙所示,則它的示數(shù)為________Ω。若已知R0的阻值為10Ω,則待測電阻的阻值為________Ω。
甲
乙
圖 3
解析 (1)第一步應(yīng)該是根據(jù)電路圖,連接實(shí)物,將電阻箱的阻值調(diào)至最大;然后把開關(guān)S接a點(diǎn),讀出電流表的示數(shù)為I(此電流為Rx、R0共同作用的效果);再把開關(guān)S接b點(diǎn),調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)仍變?yōu)樵瓉淼臄?shù)值I(此電流為R、R0共同作用的效果);最后讀出電阻箱的示數(shù)R。
(2)根據(jù)圖3乙電阻箱中旋鈕指示的位置可知,步驟A中電阻箱調(diào)節(jié)好后示數(shù)為40Ω+7Ω=47Ω;因?yàn)镽x和R0共同作用的效果與R和R0共同作用的效果相同,所以Rx+R0=R+R0,即Rx=R=47Ω。
答案 (1)DCAB (2)47 47
四、短路法測電阻
例4 某學(xué)習(xí)興趣小組同學(xué)利用下列實(shí)驗(yàn)器材測一個(gè)未知電阻阻值大小:電壓恒定的電源一個(gè)(電壓未知),定值電阻R0一個(gè)(阻值已知),待測電阻Rx一個(gè),實(shí)驗(yàn)室學(xué)生用電壓表一個(gè),開關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干,并設(shè)計(jì)出了如圖4所示的電路圖。
V
Rx
R0
S
S1
圖 4
(1)根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖,把缺少的步驟補(bǔ)全,并用相應(yīng)的字母代替物理量。
①按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路;
②__________________________;
③__________________________。
(2)寫出待測電阻Rx的表達(dá)式: (用測得的量與已知量表示)。
解析 本題缺少電流表,只有電壓表,從同學(xué)們設(shè)計(jì)的電路圖可知:他們將定值電阻和未知電阻串聯(lián),用一個(gè)開關(guān)將其中的一個(gè)電阻短路,通過改變兩個(gè)開關(guān)的通斷狀態(tài),構(gòu)成兩個(gè)不同的電路,利用這兩個(gè)電路的電流、電壓關(guān)系間接測量出未知電阻Rx的阻值。
答案 (1)②閉合開關(guān)S、S1,記下電壓表示數(shù)U1 ③再斷開S1,記下電壓表示數(shù)U2 (2)