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物理小實驗 幾種測電阻的變式

科學實驗 閲讀(2.02W)

在測電阻的實驗中,除了借用“電壓表、電流表”使用“伏安法”測電阻之外,還有很多方法,同樣也可以進行電阻的測量

一、等效替代法

1.實驗設計方案如圖1所示:電源電壓保持不變,S是單刀雙擲開關、R'是電阻箱、R0是已知阻值的電阻、Rx是待測電阻。

物理小實驗  幾種測電阻的變式

實驗步驟:

①將開關S撥到a,讀出電流表的示數為I;

②再將開關S撥到b,調節電阻箱R'的阻值,使電流表的示數為I,讀出電阻箱的阻值為R,則被測電阻Rx的阻值為R。

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第2張

2.實驗設計方案:如圖2:選擇了合適的器材,電源電壓恆定,滑動變阻器最大阻值未知,在A、B兩點間接入的元件每次只能是電阻箱或未知電阻Rx

實驗步驟:

①將未知電阻RX接入A、B兩點間;

②閉合開關,移動滑動變阻器滑片到某一合適位置時,記下電壓表示數U;

③斷開開關,取下A、B間的元件,將電阻箱接在A、B兩點間;

④閉合開關,調節電阻箱,使電壓表示數仍為U;

⑤讀出電阻箱示數,即可知道Rx的阻值.

3.實驗設計方案如圖3:R1是電阻箱,S1為單刀積擲開關,電源電壓不變。

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第3張

實驗步驟:

①閉合開關S後,把開關S1接到觸點1,調節滑動變阻器R,使電壓表有個合適的示數U;

②把開關S1接到觸點2後,保持滑片p的位置不變,只調節電阻箱R1,直到電壓表示數為U;

③讀出電阻箱示數,即可知道Rx的阻值

二、只利用電壓表進行測量

1.實驗方案如圖4:電源電壓不變,R0阻值已知。

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第4張

實驗步驟:

a.對照電路圖連接好電路,並將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處;

b.閉合開關,調節滑動變阻器,讀出電壓表V1、V2的示數分別為U1、U2

c.斷開開關,整理器材。

d.用測量所得的物理量和已知量符號表示出待測電阻RX=U2R0/U1

2.實驗方案如圖5所示,S2為單刀雙擲開關,電源電壓不變。

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第5張

實驗步驟:

①根據實驗電路圖,電路連接正確後,閉合S1,將S2撥到觸點1時,電壓表的讀數為U1,則電源電壓為U1。

②閉合S1,將S2撥到觸點2,當電阻箱的阻值調為R0時,電壓表的示數為U2,則待測電阻的阻值Rx=

3.實驗器材:定值電阻R0(阻值已知)、滑動變阻器(阻值變化範圍為0~20Ω)、標準電阻箱(阻值變化範圍為0~9999Ω,電路符號為“

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第6張
”),一隻量程為0~3V、0~15V的電壓表,單刀單擲開關若干,導線若干。

方案一:實驗電路如圖6所示

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第7張
物理小實驗  幾種測電阻的變式 第8張

實驗步驟:

①將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處;

②閉合開關,讀出電壓表的示數U1。

方案二:實驗電路如圖7所示

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第9張
物理小實驗  幾種測電阻的變式 第10張

實驗步驟:

①將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處;

②閉合開關,讀出電壓表的示數U1。

方案三:實驗電路如圖8所示

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第11張
物理小實驗  幾種測電阻的變式 第12張

實驗步驟:

①將電阻箱調至最大阻值處;

②閉合開關,將電阻箱調至適當阻值,讀出電壓表的示數U1。

4.此外還可以設計如下的幾種電路如圖9-13等多種方法

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第13張

三、只是用電流表測量電阻

1.實驗器材:一隻已知阻值的定值電阻R0、兩隻電流表、電池、開關、足量的導線。請你利用這些器材設計實驗,測出一隻未知電阻Rx的阻值。實驗設計如圖14所示:

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第14張
物理小實驗  幾種測電阻的變式 第15張

實驗步驟:

①按照圖所示的電路圖連接電路

②閉合開關S,讀出電流表示數I1、I2

③據U=R0I1=RxI2,求出Rx

此外還可以設計如圖15-18的實驗電路

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第16張
物理小實驗  幾種測電阻的變式 第17張

2.實驗器材:電源(電壓不變),滑動變阻器(已知最大阻值),實驗設計如圖19:

物理小實驗  幾種測電阻的變式 第18張
物理小實驗  幾種測電阻的變式 第19張

實驗步驟:

①將滑動變阻器滑至a端,讀出電流表的示數I1;

②將滑動變阻器滑至b端,讀出電流表的示數I2.

説明:以上的一些變式只能實現一次的測量,實驗誤差相對較大,但可以作為一種實驗的方法進行電阻的粗略測量。


選自:《初中物理自制教具》