内容正文:
第十四章 电阻与欧姆定律
三、电路实验专题——非常规测电阻
【实验专题】
专题一:伏安法测定值电阻
例1:有三个阻值不同的完好电阻R1、R2和R3,小华想利用图甲电路测量R1的阻值.
(1)测量电阻的实验原理是: 。
(2)根据图甲,用笔画线替代导线,将图乙实物图连接完整。
(3)正确连接实物电路图后,开关S闭合前应将滑片P置于 ;
(4)闭合开关S后,小华发现,无论怎样移动滑片P,电压表和电流表都有示数且不变.经检查各元件连接正确,故障应是滑动变阻器 (选填“断路”或“短路”).
(5)为使R1的测量结果准确,需要获得多组R1两端电压值及通过R1的电流值.在不改变电源的情况下,小华利用R2、R3替代滑动变阻器获得了四组数据,如右表.她的具体做法是 .
专题二:仅使用电流表测电阻(分流原理——安阻法)
例:为测量电阻Rx的阻值,老师提供了以下器材:待测电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0一个、电压不变但电压值未知的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。从中选择器材按下述要求完成实验。
(1)将所设计的电路图画在方框内;(2)写出实验步骤;(3)利用测得数据写出待测电阻Rx的表达式。
方法一:(1)电路图如图:
(2)实验步骤:
①按电路图连接电路。
②闭合开关S1,断开开关S2,读出此时电流表的示数I1。
③闭合开关S2,断开开关S1,读出此时电流表的示数I2。
④根据所测数据计算得出Rx的阻值。
(3)得出待测电阻Rx的表达式:
方法二:(1)电路图如图
(2)实验步骤:
①按电路图连接电路。
②闭合开关S1、 S2,读出此时电流表的示数I1。
③闭合开关S1,断开开关S2,读出此时电流表的示数I2。
④根据所测数据计算得出Rx的阻值。
(3)得出待测电阻Rx的表达式:
例2:小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。小明选择了满足这个实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你只添加两根导线完成图所示的实验电路的连接。
(2)只闭合开关S1,电流表的示数用I1表示;开关S1、S2都闭合时,电流表的示数用I2表示。
(3)请你用I1、I2和R0表示Rx。则有Rx= 。
例3:实验室备有下列器材:
A.待测定值电阻Rx:阻值在7~9Ω之间 B.滑动变阻器:最大阻值500Ω
C.滑动变阻器:最大阻值10Ω D.定值电阻R0:阻值10Ω
E.电流表A:测量范围0~0.6A,0~3A F.电源E:电源电压U恒为4V
G.单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
为了较精确地测出待测电阻Rx的电阻,小聪、小亮和小英共同设计了下图所示的电路。
(1)在设计的电路中,电流表的量程应选 ,滑动变阻器应选 (填器材的序号字母)。
(2)小亮设计的实验操作主要步骤是:
①将开关掷向a,移动滑片P至某一位置,使A表的指针指到表盘上某一适当位置;读出电路稳定后A表的示数(记为I1);
②将开关掷b,移动滑片P至另一位置,使A表的指针指到表盘上另一适当位置;读出电路稳定后A表的示数(记为I2);
小聪认为小亮设计的步骤Ⅱ中有不妥当之处,正确的应该是:将开关掷向b, 。
(3)按正确的操作,他们测出了步骤①、②中A表的示数(记为I1、I2)。请你写出用测得的物理量I1、I2和已知物理量U、R0表示的Rx的表达式:Rx= 。
例4:利用电源、滑动变阻器和定值电阻R0(阻值已知)以及两个电流表A1、A2来测量未知电阻Rx的阻值。同学们设计了如下图A、B、C三个电路。
(1)经过讨论,认为测量未知电阻Rx阻值的最佳方案为图 电路。
(2)根据所选电路图,请用笔画线代替导线完成实物连接图。
(3)小宇在某次实验中,测得电流表A1的示数为I1,A2的示数为I2,则待测电阻Rx= 。
(4)在某次测量中,小宇发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,两个电流表A1、A2的示数始终相等,即I1=I2,由此判断出Rx处的故障是 。
(5)本实验中滑动变阻器的作用是: 和 。
专题三:仅使用电压表测电阻(分压原理——伏阻法)
例5:测量定值电阻阻值的实验
【方案一】运用电压表(无电流表),一个阻值为R0的固定电阻,测量定值电阻阻值。
实验器材:一只电压表,一个阻值为R