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初中二年级物理

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首页 初中二年级物理知识 伏安法测电阻 其他方法测电阻 并联电路的电流规律 试题正文
  • 实验题
    物理课上王老师请同学们设计一个测出未知电阻Rx的电路，各组同学都提出了自己的设计方案，下面是其中两组同学的实验方案：

    甲组：
    张晴小组设计方案
    ①器材：电压表、电流表、变阻器、开关、电源（电压未知）、未知电阻Rx、导线．
    ②电路图：设：电压表读数是U，电流表读数是I，
    乙组：赵亮小组设计方案
    ①器材：已知电阻R0、电流表、开关、电源（电压未知）、未知电阻Rx、导线．
    ②电路图：设：电流表读数：S断开为I1；S闭合为I2，
    （1）．请你写出未知电阻Rx的表达式：甲组：Rx=_________乙组：Rx=_________
    （2）．请你对以上两组电路设计作出简要评价：_________．
    本题信息：2012年专项题物理实验题难度较难 来源:赵宏健
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本试题 “物理课上王老师请同学们设计一个测出未知电阻Rx的电路，各组同学都提出了自己的设计方案，下面是其中两组同学的实验方案：甲组：张晴小组设计方案①器材：电压...” 主要考查您对

伏安法测电阻

其他方法测电阻

并联电路的电流规律

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  • 伏安法测电阻
  • 其他方法测电阻
  • 并联电路的电流规律
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。



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：


 并联电路电流规律：
在并联电路中，干路电流等于各支路电流的和，即I=I1+I2+…+In。式中I表示干路中的电流，I1到In分别表示各支路中的电流。


 实验探究串联电路的电流规律：
1. 实验电路：


2. 实验步骤：
（1）根据并联电路的电路图，组装好实验装置
（2）选用电流表的最大量程，并把电流表接在电路的a处。
（3）合上开关，测出a处的电流值。
（4）把电流表先后改接在电路中的b、c处，分别测出电流值，并对电路中Ia、Ib、Ic进行比较分析。

3. 结论：并联电路：干路电流等于各支路电流之和Ia=Ib+Ic。


串、并联电路的比较：
串联电路 并联电路
连接特点 用电器逐个顺次连接，只有一条电流的路径，无分支 各用电器并列地连接在电路的两个点之间，有干路与支路之分
工作特点 任意一个用电器断路，其他用电器均停止工作 某一支路断路时，其他支路上的用电器仍可工作
开关控制特点 电路中任意位置的一个开关，即可控制整个电路的工作 干路上的开关控制整个电路的所有用电器，支路上的开关只能控制所在支路上的用电器
连接方法和技巧 逐个顺次，一一连接 “先串后并法”或“先并后串法”
电路图

探究串、并联电路的电流规律时怎样使结果更有普遍性：
   探究串、并联电路的电流规律时，常用改变电源电压，换用不同规格灯泡，多次测量等方法使结论更具普遍性。利用如图所示电路探究并联电路的电流规律时，也可能会得出结论，误认为各支路的电流相等。得出这一错误结论是因为实验时使用了两只完全相同的灯泡，所以结论比较特殊，不具备一般性，换用两只不同的灯泡重做实验，则，但仍有。


例：在“探究串联电路中的电流规律”实验中，某同学用电流表分别测出图中a、b、c三处的电流大小，并初步得到它们之间关系的结论。为了进一步确定它们之间的关系，他下一步的操作是(    )

A．将电源两极对调，再次测量a、b、c三处的电流
B．改变开关s的位置，再次测量a、b、c三处的电流
C．将图中两只灯泡位置对调，再次测量a、b、c三处的电流
D．换用不同规格的灯泡，再次测量a、b、c三处的电流

解析：换用不同规格的灯泡，多次进行实验，可避免结果的偶然性。

答案：D


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