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另类测电阻
初中物理 另类测电阻
【考点精讲】
1. 伏欧法测电阻
伏欧法测电阻是指用电压表和已知电阻测未知电阻的方法。如图是伏欧法测电阻的电路
图,在图中,先把电压表接在已知电阻 R 的两端,记下此时电压表的示数 U1;然后再把电
压表接在未知电阻 Rχ 的两端,记下此时电压表的示数 U2。根据欧姆定律知通过两电阻的电
流:
由于 R 和 Rχ 是串联,所以 I1=I2,即:
在这个实验中,电压表应用同一个量程,这样电压表示数 U1 和 U2 的精确度就一样了。
所以,在能估计出未知电阻 Rχ 的前提下,尽量选择跟未知电阻 Rχ 相接近的已知电阻 R。
2. 安欧法测电阻
安欧法测电阻是指用电流表和已知电阻测未知电阻的方法。
如图是安欧法测电阻的电路图,在图中,先把电流表跟已知电阻 R 串联,测出通过 R 的
电流 I1;然后再把电流表跟未知电阻 Rχ 串联,测出通过 Rχ 的电流 I2。根据欧姆定律算出
它们各自两端的电压:
U1=I1R U2=I2Rχ
由于 R 和 Rχ 是串联,所以 U1=U2,即:
I1R=I2Rχ
在这个实验中,电流表应用同一个量程,这样电流表示数 I1 和 I2 的精确度就一样了。
所以,在能估计出未知电阻 Rχ 的前提下,尽量选择跟未知电阻 Rχ 接近的已知电阻 R。
1
1
UI R
= 2
2
x
UI R
=
1 2
x
U U
R R
= 2
1
UR RUχ =
A
A
R
Rx
1
2
IR RIχ=2
【典例精析】
例题 1 如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻 R0 设
计了四个测未知电阻 Rx 的电路,其中不可行的是( )
思路导航:图 A 中电压表 V2 可直接测量未知电阻 Rx 两端的电压,利用电压表 V1 和定值
电阻 R0 可间接求出通过 Rx 的电流,该设计方案可行;图 B 中电流表 A2 可直接测量通过未知
电阻 Rx 的电流,利用电流表 A1 和定值电阻 R0 可间接求出 Rx 两端的电压,该设计方案可行;
图 D 中开关 S、S1 均闭合时,电阻 R0 被短路,此时电压表的示数即为电源电压;开关 S 闭合,
S1 断开时,R0 与 Rx 串联,电压表测量 Rx 两端的电压,根据串联分压、串联电流相等的特点
可间接求出通过 Rx 的电流,该设计方案也可行;图 C 中电流表测量串联电路中的电流,可
求出定值电阻 R0 两端的电压,但由于不知电源电压,故无法间接求出电阻 Rx 两端的电压,
该方案不可行。
答案:C
例题 2 在做“伏安法测量定值电阻”的实验中,小明同学设计了如图甲所示的电路,
请你完成下列问题:
(1)该实验的原理是 。
(2)连接电路时,应将开关 ;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 端
(填“左”或“右”)。
(3)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,电压表的
指针有明显的偏转,这可能是由于 断路造成的。
(4)调节滑动变阻器,把测量的几组数据描成如图乙所示的图象,则该电阻的阻值R=
________Ω。
(5)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现
电流表和滑动变阻器都已损坏。于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R,重新设计并连接
了如下图所示的电路。电源电压未知且恒定不变。3
请把下列实验步骤补充完整:
①只闭合开关S1,_________________________________________________;
②_____________________________________________________________。
电阻表达式:Rx=______________。
思路导航:(1)根据欧姆定律的公式 I=
U
R变形成求电阻的公式 R=
U
I,这就是“伏安法
测电阻”的原理,用电压表测出电阻两端的电压 U,用电流表测出通过电阻的电流 I,代入
公式 R=
U
I求出电阻值。(2)为了保护电路,在连接电路时,应将开关断开,闭合开关前,
滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处。从图甲的电路可知,滑动变阻器的左下端接入电路,
则滑片移到最右端时接入电路的阻值最大。(3)闭合开关出现的现象是:无论怎样移动滑片,
电流表的指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转。这说明电压表的正负接线柱跟电源的
正负两极是连通的,所以出现断路的位置只有跟电压表并联的电阻了。(4)从图乙所示的图
象中取一组数据进行计算:R=
U
I=
1.8V
0.6A=3Ω。(5)电流表和滑动变阻器都已损坏,说明它
们都不能使用,只有用电压表进行测量,根据测量原理 R=
U
I,这就需要解决如何测量电流
的问题,方法如下:将已知阻值的定值电阻跟被测电阻串联起来,再将电压表并联在已知阻
值的定值电阻两端测出它的电压值,根据欧姆定律 I=
U
R可求出通过定值电阻的电流值,利
用串联电路中各处的电流相等的规律,间接地解决了通过被测电阻的电流大小的问题。
答案:(1)R=
U
I或欧姆定律;(2)断开;右;(3)电阻 R;(4)3;
(5)实验步骤:[]①读出电压表的示数为 U1;②再闭合开关 S2,读出电压表的示数为
U2;电阻 Rx 表达式:Rx=
U1
U2 - U1R
【总结提升】
1. 利用电压表、电流表和小灯泡均可以定性地比较出两个未知电阻的大小。将两未知电
阻串联在电路中,测出它们两端的电压,则电阻越大,分担的电压越大;将两未知电阻并联
在电路中,测出通过它们的电流,则电阻越大,通过的电流越小;(3)将两未知电阻并联
在电路中,分别给它们串联一个小灯泡,小灯泡越暗,意味着与它串联的电阻越大。
2. 当没有电压表时,可以用电流表与定值电阻组合,测出未知电阻的阻值,方法是将定
值电阻与未知电阻并联,“计算”出定值电阻两端的电压也就是未知电阻两端的电压;当没
有电流表时,也可以用电压表与定值电阻组成,测出未知电阻的阻值,方法是将定值电阻与
未知电阻串联,“计算”出通过定值电阻的电流,也就是通过未知电阻的电流。