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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 其他方法测电阻 电功率的计算公式的变形 试题正文
  • 实验题
    某工厂装配车间有一个纯电阻元件，其上标有“×V 6W” 字样，其中额定电压值不清，若要正确使用这个元件，需知道它的额定电压值现在实验室中有以下实验器材：一个输出电压恒定的稳压电源，一只电流表，两个开关，导线若干和一个已知阻值的定值电阻R0。工人利用这些器材设计了如图所示的实验电路．
    （1）根据公式________，只要测量出纯电阻元件的电阻，即可计算出它的额定电压值．
    （2）请你帮助工人完成以下实验步骤，并写出纯电阻元件RX的表达式
    I.闭合开关S1，断开S2，读出电流表的示数为I1；
    Ⅱ.____________，读出电流表的示数为I2； 请用I1、I2和R0表示Rx，Rx=_________

    本题信息：2010年北京模拟题物理实验题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 “某工厂装配车间有一个纯电阻元件，其上标有“×V 6W” 字样，其中额定电压值不清，若要正确使用这个元件，需知道它的额定电压值现在实验室中有以下实验器材：一...” 主要考查您对

其他方法测电阻

电功率的计算公式的变形

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  • 其他方法测电阻
  • 电功率的计算公式的变形

伏安法测电阻实验是初中物理最重要的实验之一，但除此方法外，还有几种测量电阻阻值的特殊方法。

有电流表，无电压表的“另类方法”
　1．安安法
若器材要求只能用两个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下：（如图1所示）：

（1）闭合开关，测出通过R0和Rx的电流I2和I1。
Rx的计算式：


2．安滑法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图2所示）：

（1）闭合开关，测出通过当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。
（2）Rx的计算式：


3．安阻法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图3所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电流表测的是通过R0的电流I0。
（2）当S1断开，S2闭合时，电流表测的是通过Rx的电流Ix。
（3）Rx的计算式：


有电压表，无电流表的“另类方法”
此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电流表测出电流，所以必须应用电压表多次测电压，运用串联电路中电流相等求出电流，进行等效电路设计。
1．伏伏法

（1）闭合开关，测出R0和Rx两端的电压U1和U2。
 （2）Rx的计算式：


2．伏滑法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图5所示）：

（1）闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。
（2）Rx的计算式：


3．伏阻法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图6所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电压表测的是R0两端电压U0。
 （2）当S1、S2都闭合时，电压表测的是电源电压U。
 （3）Rx的计算式：

一、有电流表，无电压表的“另类方法”
　1．安安法
若器材要求只能用两个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下：（如图1所示）：

（1）闭合开关，测出通过R0和Rx的电流I2和I1。
Rx的计算式：

2．安滑法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图2所示）：

（1）闭合开关，测出通过当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。
（2）Rx的计算式：

3．安阻法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图3所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电流表测的是通过R0的电流I0。
（2）当S1断开，S2闭合时，电流表测的是通过Rx的电流Ix。
（3）Rx的计算式：

二、有电压表，无电流表的“另类方法”
此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电流表测出电流，所以必须应用电压表多次测电压，运用串联电路中电流相等求出电流，进行等效电路设计。
1．伏伏法

（1）闭合开关，测出R0和Rx两端的电压U1和U2。
 （2）Rx的计算式：

2．伏滑法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图5所示）：

（1）闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。
（2）Rx的计算式：

3．伏阻法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图6所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电压表测的是R0两端电压U0。
 （2）当S1、S2都闭合时，电压表测的是电源电压U。
 （3）Rx的计算式：


解读电功率的计算公式：
     电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。（4）式P=U2/R。
     电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P=W/t。 

     经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI广泛应用于电功率的计算。
    
    与欧姆定律结合得到的（3）式P=I2R、（4）式P=U2/R适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式P=U2/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。

巧用电阻不变求实际功率：
      由用电器铭牌上的U额、P额，求出电阻。即由P= ，解出R=；由于电阻是不变的物理量，当求不同电压的实际功率时，可依据求得。
例1：如图所示，电源电压不变，灯L1标有“6V 3W”字样。当S、S1均闭合时，L1正常发光，的示数是____V。若闭合S、断开S1，的示数是0．3A，则L2的实际功率为__W。

解析：当S、S1均闭合时，L2被短路，此时L1正常发光，所以电压表示数等于6V。当闭合S，断开S1 时，灯L1、L2串联。灯L1电阻。灯L1两端电压，所以灯L2的实际功率。
答案：6  0．72


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