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初中二年级物理

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    如图所示电路,电阻R2=10Ω,当开关S闭合后,电流表的示数为0.2A,电压表示数为3V,求:
    (1)两电阻串联在电路中的等效总电阻是多少?
    (2)电阻R1的阻值是多少?

    本题信息:2011年北京月考题物理计算题难度较难 来源:赵宏健
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本试题 “如图所示电路,电阻R2=10Ω,当开关S闭合后,电流表的示数为0.2A,电压表示数为3V,求:(1)两电阻串联在电路中的等效总电阻是多少?(2)电阻R1的阻值是多少?” 主要考查您对

电阻的串联

伏安法测电阻

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  • 电阻的串联
  • 伏安法测电阻
电阻的串联:
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
(1)把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,其总电阻一定比每一个导体的电阻大。

(2)由R=R1+R2+…+R4可推出,n个阻值均为Rn的电阻串联,其总电阻为R=nR0
串联电路中电压分配特点:
在串联电路中,导体两端的电压跟导体的电阻成正比,即
  如图所示,在串联电路中,根据欧姆定律的变形公式U=IR可得:电阻R1两端的电压U1=IR1,电阻R2两端的电压U2=IR2,所以,即,该式表明串联电路的电压分配特点。


如何理解“串联分压与并联分流”问题:
1.分压原理:根据串联电路的电流特点及欧姆定律可知,变形得,这便是分压原理,即在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。
2.分流原理:在并联电路中,由于并联电路电压相等,由变形得,这就是分流原理,即在并联电路中,电流的分配与电阻成反比。

例1在如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,电流表有两个量程(0~0.6A以及0~3A)。闭合开关s,电阻R1与R2中均有电流流过,两只电流表的指针偏转角度相同,则R1与R2的比值为(   )

解析:电流表A2测通过R2的电流,A1测干路中的电流,两只电流表的偏转角度相同,说明干路中的电流是R2支路中电流的5倍(注意:电流表的两量程是5倍关系),则通过R1的电流是通过R2电流的4 倍,故R1:R2=I2:I1=1:4。

答案:C


实验原理:
根据欧姆定律的变形公式R=U/I,用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过其中的电流,就可以求出这段导体的电阻,这种方法叫做伏安法。

伏安法测导体电阻:
(1)实验器材:电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、若干导线;

(2)实验电路图如图所示


(3)实验步骤:
①按电路图正确连接实物图;
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片位置,记下导体两端的电压和通过导体的电流,连续测三组对应的电压值U1、U2、U3和电流值I1、I2、I3;
③根据记录的数据正确计算导体的电阻值R1、R2、R3和平均值R
(4)滑动变阻器在本实验中的作用:
①保护电路; ②改变导体两端的电压,使其成倍数地增加;③多次测量求平均值。

伏安法测小灯泡电阻:
(1)实验电路图和记录实验数据的表格

(2)实验需要的器材:电压表、电流表、电源、开关、滑动变阻器和导线。
(3)注意事项:测小灯泡的电阻的实验是一个重要实验,本实验中涉及的内容非常丰富,既有间接测量的实验方法,又有实验基本技能,如电路的连接,电流表、电压表、滑动变阻器的使用等,还有对实验数据的分析。因此从学习物理知识和方法的角度考虑,这个实验是非常重要的。掌握好本实验,要注意以下五个方面:
①在选取器材时,电流表所选用量程的满偏值要大于电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻,以使效果明显。
②连接电路时要断开开关,并按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地接入电路。电压表、电流表要注意量程的选择、连接和读数,使用滑动变阻器也要注意规格的选择。
③进行实验时,在闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,使电路中的电流最小,目的是保证电路中的灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。
④把每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来.以便最后分析、总结。
⑤分析处理数据,对于测得的各组电流和电压值,计算出相应的电阻,然后比较几次实验测得的电阻,找出其中的规律。


“伏安法”测电阻实验中常见故障的排除法:
伏安法测电阻的原理如下图所示。

故障一:闭合开关,灯泡不亮,示数是零,电压表示数很大。
分析原因:电压表直接接在了电源两极上,小灯泡开路。
排除方法:更换好的小灯泡或检查灯泡与底座是否接触良好。

故障二:闭合开关后发现小灯泡不亮,都没有示数。
分析原因:电路中除小灯泡外的某处接触不良或同时小灯泡的灯丝断了。
排除方法:将连接各个电路元件的接线处重新连接,若同时小灯泡的灯丝断了则更换好的小灯泡。

故障三:闭合开关S,发现小灯泡不亮,同时电流表和电压表有示数,但非常小。
分析原因:电流表和电压表有示数说明电路是通路,小灯泡不亮,是因为加在小灯泡两端的电压太小,导致通过小灯泡的电流太小而不亮,可能是电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大。
排除方法:可以适当提高电源电压或将滑动变阻器接入电路中的阻值调小。

故障四:闭合开关s后,小灯泡亮,发现电流表和电压表的指针向左偏转。
分析原因:指针向左偏转说明电流表和电压表的正负接线柱接反了。
排除方法:将电流表和电压表的正负接线柱对调即可

故障五:连接好实验电路后,闭合开关并移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡变亮,电流表示数变大时,电压表示数反而变小;小灯泡变暗,电流表示数变小时,电压表示数反而变大。
分析原因:电路是通路,但是小灯泡变亮,电流表示数变大时,电压表示数反而变小,是由于电压表并联在滑动变阻器两端。
排除方法:只要将电压表改接到小灯泡的两端即可。

故障六:将实验电路连接好后,闭合开关s,发现小灯泡特别亮,并且无论怎样移动变阻器滑片,灯泡亮度不变。
分析原因:滑动变阻器接线有误。
排除方法:将滑动变阻器一个接线柱接法纠正即可。



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