近幾年來測電阻是中考必考實驗題,主要有將電路圖連接完整、寫表達、將實驗過程補充完整幾種考查形式,同學們遇到此類題經常無從下手,存在畏難心態。。今天我們把有難度的特殊方法測電阻原理及過程來熟悉一下,讓同學們掌握方法,從而舉一反三,遇到什麼類型的測電阻都能自己解決。
首先我們要知道無論是伏安法還是特殊方法測電阻原理都是R=U/I。伏安法測電阻是最基礎的方法,用電壓表電流表分別測導體電壓電流直接用求就可以。而特殊方法測電阻要有以下幾類:
1、雙伏法。即實驗時缺少電流表而有兩個電壓表。(實驗器材:兩個電壓表,已知電阻R0,未知電阻Rx)
實驗缺少電流表那麼我們就用電壓表和已知電阻製造一個等效電流表:
電壓表和已知電阻可以計算測出電路電流,然後我們把這個等效電流表與未知電阻串聯去測電流就可以
電路中電流為I=U1/R0,根據實驗原理R=U/I得到Rx=U2/(U1/R0),化簡得到Rx=U2*R0/U1
例1、 小新同學想利用兩塊電壓表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。小新選擇了滿足實驗要求的電源、電壓表和
和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。
(1)請你用筆畫線表示導線,完成如圖專2.2-1所示的實驗電路的連接。(導線不得交叉)
(2)電壓表的示數用表示,電壓表的示數用表示,請用、和表示。
=________。
【思路分析】通過觀察所給器材,確定本題屬於雙伏法,按照雙伏法的基本思路,分別用電壓表測量兩個電阻兩端的電壓即可。
2、雙安法。即實驗缺少電壓表而有兩個電流表(實驗器材:兩個電流表,已知電阻R0,未知電阻Rx)
實驗缺少電壓表那麼我們可以用一個電流表和已知電阻製造出一個等效電壓表:
電流表和已知電阻R0可以求出電壓,我們將這個等效電壓表並聯到未知電阻上測電壓
電路中電壓為U1=I1*R0,根據原理得Rx=U1/I2=I1*R0/I2
例2、小樂想利用兩塊電流表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。小樂選擇了滿足實驗要求的電源、電流表和,並連接了部分實驗電路。
(1)請你幫助小樂完成圖專2.2-5所示的實驗電路的連接。
(2)電流表的示數用表示,電流表的示數用表示,請用、和表示。
=________。
【思路分析】通過觀察,本題屬於雙安法,電阻並聯連接,電流表有兩種接法①如圖專2.2-6所示,電流表連在支路、電流表連在支路上;②將連在支路,電流表連在幹路上。(將連接電流表「3」接線柱與電流表「3」接線柱的導線改為連接電流表「3」接線柱與電流表「-」接線柱)
3、單伏法。即實驗時電錶只有電壓表,沒有電流表(實驗器材:一個電壓表、已知電阻、未知電阻、開關三個)
當電路中只有一個電壓表時,我們就要想辦法讓R0和Rx都能用
S2閉合,S3斷開,測總電壓U2;
S2斷開,S3閉合,測R0電壓U0。
由原理得Rx=(U2-U0)*R0/U0
例3、小龍想利用一塊電壓表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。小龍選擇了滿足實驗要求的器材,並連接了部分實驗電路,如圖所示。小龍設計的實驗電路的要求是:只閉合開關S和時,電壓表測量的是電阻兩端的電壓;只閉合開關S和時,電壓表測量的是電源兩端的電壓。
(1)請你根據小龍的設計要求只添加一根導線完成圖所示的實驗電路的連接。
(2)請你用、和表示出,=________。
【思路分析】通過觀察,本題屬於單伏法,可以通過開關使電壓表改變接法從而測不同電阻的電壓,實現兩次有意義的電壓測量。
4、單安法。即實驗時只有一個電流表,沒有電壓表(實驗器材:電流表一個,已知電阻,未知電阻,開關兩個)
當電路中只有一個電流表時,我們也要讓已知電阻和未知電阻都能使用
S1、S2閉合,電流表測R0,電壓為電源電壓U=I1*R0;
S1閉合,S2斷開,電流表測串聯電路電流,Rx電壓U'=U-U0=I1*R0-I2*R0, Rx的電流為I2,所以根據實驗原理得Rx=U0/I2=(I1-I2)*R0/I2。
例4、曉亮利用阻值為的定值電阻和一塊電流表測量未知電阻的阻值。他選擇了滿足這個實驗要求的器材,並連接了部分實驗電路。
(1)為了測出電阻的阻值,請添加一根導線完成如圖所示的實驗電路的連接。
(2)開關、都閉合時,電流表的示數為;只閉合開關時,電流表的示數為。請用、和表示。=________。
【思路分析】通過觀察,本題屬於單安法,需要設計成並聯電路,電流表在幹路,兩個開關,一總一分,這樣可以通過通斷開關實現兩次電流值的測量。
5、等效替代法。
(1)、首先閉合S1和S2,調節滑片使電流表處於適當值I
(2)、斷開S2,閉合S3,同時滑片位置不動,滑動變阻器阻值不變。調節電阻箱使電流表示數與閉合S2時示數相同,都為I
(3)、此時Rx阻值與電阻箱阻值大小相等即Rx=R0。
例5、 用如圖所示的電路測量的阻值,圖中R為電阻箱,為滑動變阻器,電源兩端的電壓不變。
實驗步驟
(1)根據電路圖連接電路,電阻箱阻值調到最大;
(2)斷開開關,閉合開關,調節到合適位置,讀出電流表的示數為I;
(3)斷開開關,閉合開關,________。
(4)讀出電阻箱的示數R,就是未知電阻的阻值。電阻箱調節好後的示數如乙所示,可知待測電阻的阻值=________Ω。
【思路分析】本題屬於等效替代法,這種方法就是通過已知電阻替代未知電阻,調節到合適位置,讀出電流表的示數為I,接著,一定要保持阻值不變,調節R,使電流表的示數仍為I,才能等效替代。此題中滑動變阻器可以起到保護電路、方便調節電流表讀數的作用。