徐鋒南
摘 要:針對(duì)初中階段測(cè)量電阻的方法。從方法、器材、主要步驟、原理上進(jìn)行介紹和解析并以電路圖的形式給出各種測(cè)量電阻的具體方法及對(duì)應(yīng)的表達(dá)式,能使學(xué)生系統(tǒng)上進(jìn)行理解并掌握測(cè)量電阻的方法。
關(guān)鍵詞:方法;電阻;測(cè)量;器材;電路圖;表達(dá)式
方法一:如圖一,是教科版九年級(jí)上冊(cè)第六章第2節(jié)中提供的伏安法:測(cè)量
電阻的方法,原理是歐姆定律。即用電壓
表、電流表分別測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電
壓及通過(guò)的電流,再代入R=U/I中求出電阻。主要操作是先通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片得到三組電壓、電流值,并分別求出相應(yīng)的電阻值再求出電阻的平均值作為最后結(jié)果。一般的記錄表格如下:
方法二:如圖二,是在圖一基礎(chǔ)上,沒有電流表,利用電壓表和滑動(dòng)變阻器的最大值來(lái)測(cè)未知電阻。主要步驟:①閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最小阻值處,記下電壓表示數(shù)為U1;②將滑片移至最大阻值處,記下電壓表示數(shù)為U2。由串聯(lián)電路中的電流、電壓關(guān)系可知,有■=■成立,求得RX=■·R0(R0為滑動(dòng)變阻器的最大阻值,圖三也是)所以表達(dá)式為RX=■·R0。
方法三:如圖三,是在圖一基礎(chǔ)上只缺少電壓表,利用電流表和滑動(dòng)變阻器的最大阻值來(lái)測(cè)定未知電阻的方法。主要
步驟:
①閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最小阻值處,記下電流表示數(shù)為I1;②將滑片移至最大阻值處,記下電流表示數(shù)為I2。因電源電壓U=I1RX=I2(RX+R0)可求得RX=■·R0,所以表達(dá)式為RX=■·R0。
方法四:如圖四,是利用兩電壓表和一定值電阻的方法來(lái)測(cè)定未知電阻,主要步驟:閉合開關(guān)并記下兩電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1和U2。由串聯(lián)電路中的電流關(guān)系可知■=■,進(jìn)而求得RX=■·R0。所以表達(dá)式為RX=■·R0。
方法五:如圖五,是利用兩電流表和一定值電阻的方法來(lái)測(cè)定未知電阻。主要步驟:閉合開關(guān)并記錄下電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1和I2,運(yùn)用并聯(lián)電路各
支路兩端電壓相等,由I1RX=I2R0可求得
RX=■·R0,所以表達(dá)式為RX=■·R0。
方法六:如圖六,主要器材是電壓表、定值電阻和開關(guān)。主要操作步驟:①同時(shí)閉合S1、S2時(shí),記下電壓表示數(shù)為U1;②閉合S1斷開S2時(shí),記下電壓表示數(shù)為U2。解析:當(dāng)同時(shí)閉合S1、S2時(shí),R0被短路,此時(shí)RX兩端電壓等于電源電壓即U1=U;當(dāng)閉合S1,斷開S2時(shí),RX和R0串聯(lián)在電路中,R0兩端電壓為U1-U2由串聯(lián)電路中電流相等可知■=■,可求得RX=■·R0,所以表達(dá)式為RX=■·R0。
方法七:如圖七,主要器材是電流表、定值電阻和開關(guān)。主要操作步驟:①同時(shí)閉合S1、S2時(shí),記下電流表示數(shù)為I1;②閉合S1,斷開S2時(shí),記下電流表示數(shù)為I2。解析:當(dāng)同時(shí)閉合S1、S2時(shí),RX和R0并聯(lián),電流表測(cè)得的是干路電流;當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),電流表只測(cè)通過(guò)R0的電流。所以通過(guò)RX的電流為I1-I2,由并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等可知(I1-I2)RX=I2R0求得RX=■·R0,所以表達(dá)式為RX=■·R0。
方法八:如圖八,主要器材為電流表、單刀雙擲開關(guān)和電阻箱。主要操作步驟:①閉合S1,同時(shí)將S2撥到a時(shí)記下電流表示數(shù)為I;②閉合S1,同時(shí)S2撥到b,調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的電阻,使電流表示數(shù)仍為I,記下電阻箱示數(shù)為R0。解析:由并聯(lián)電路中的電流分配關(guān)系可知RX=R0。所以表達(dá)式為RX=R0。
測(cè)量電阻的方法也許還有其他方法,不管怎樣都是根據(jù)要求和所提供的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)決定的,不過(guò)上述八種方法,若同學(xué)們能較好地掌握,那在初中階段的“測(cè)量電阻”這一部分就沒有什么難題了。
(作者單位 江西省寧都縣育新學(xué)校)