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物理小实验 几种测电阻的变式

在测电阻的实验中,除了借用“电压表、电流表”使用“伏安法”测电阻之外,还有很多方法,同样也可以进行电阻的测量

一、等效替代法

1.实验设计方案如图1所示:电源电压保持不变,S是单刀双掷开关、R'是电阻箱、R0是已知阻值的电阻、Rx是待测电阻。

物理小实验  几种测电阻的变式

实验步骤:

①将开关S拨到a,读出电流表的示数为I;

②再将开关S拨到b,调节电阻箱R'的阻值,使电流表的示数为I,读出电阻箱的阻值为R,则被测电阻Rx的阻值为R。

物理小实验  几种测电阻的变式

2.实验设计方案:如图2:选择了合适的器材,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值未知,在A、B两点间接入的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx

实验步骤:

①将未知电阻RX接入A、B两点间;

②闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下电压表示数U;

③断开开关,取下A、B间的元件,将电阻箱接在A、B两点间;

④闭合开关,调节电阻箱,使电压表示数仍为U;

⑤读出电阻箱示数,即可知道Rx的阻值.

3.实验设计方案如图3:R1是电阻箱,S1为单刀积掷开关,电源电压不变。

物理小实验  几种测电阻的变式

实验步骤:

①闭合开关S后,把开关S1接到触点1,调节滑动变阻器R,使电压表有个合适的示数U;

②把开关S1接到触点2后,保持滑片p的位置不变,只调节电阻箱R1,直到电压表示数为U;

③读出电阻箱示数,即可知道Rx的阻值

二、只利用电压表进行测量

1.实验方案如图4:电源电压不变,R0阻值已知。

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实验步骤:

a.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处;

b.闭合开关,调节滑动变阻器,读出电压表V1、V2的示数分别为U1、U2

c.断开开关,整理器材。

d.用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻RX=U2R0/U1

2.实验方案如图5所示,S2为单刀双掷开关,电源电压不变。

物理小实验  几种测电阻的变式

实验步骤:

①根据实验电路图,电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1时,电压表的读数为U1,则电源电压为U1。

②闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0时,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx=

3.实验器材:定值电阻R0(阻值已知)、滑动变阻器(阻值变化范围为0~20Ω)、标准电阻箱(阻值变化范围为0~9999Ω,电路符号为“物理小实验  几种测电阻的变式”),一只量程为0~3V、0~15V的电压表,单刀单掷开关若干,导线若干。

方案一:实验电路如图6所示

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实验步骤:

①将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;

②闭合开关,读出电压表的示数U1。

方案二:实验电路如图7所示

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实验步骤:

①将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;

②闭合开关,读出电压表的示数U1。

方案三:实验电路如图8所示

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实验步骤:

①将电阻箱调至最大阻值处;

②闭合开关,将电阻箱调至适当阻值,读出电压表的示数U1。

4.此外还可以设计如下的几种电路如图9-13等多种方法

物理小实验  几种测电阻的变式

三、只是用电流表测量电阻

1.实验器材:一只已知阻值的定值电阻R0、两只电流表、电池、开关、足量的导线。请你利用这些器材设计实验,测出一只未知电阻Rx的阻值。实验设计如图14所示:

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实验步骤:

①按照图所示的电路图连接电路

②闭合开关S,读出电流表示数I1、I2

③据U=R0I1=RxI2,求出Rx

此外还可以设计如图15-18的实验电路

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2.实验器材:电源(电压不变),滑动变阻器(已知最大阻值),实验设计如图19:

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实验步骤:

①将滑动变阻器滑至a端,读出电流表的示数I1;

②将滑动变阻器滑至b端,读出电流表的示数I2.

说明:以上的一些变式只能实现一次的测量,实验误差相对较大,但可以作为一种实验的方法进行电阻的粗略测量。


选自:《初中物理自制教具》

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