欧姆定律步骤十篇

时间:2023-07-12 17:40:34

欧姆定律步骤篇1

例1:某电压表的内阻在20kΩ~ 50kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:

待测电压表V(量程3V)

电流表A1(量程200μA)

电流表A2(量程5mA)

电流表A3(量程0.6A)

滑动变阻器R(最大电阻1kΩ)

电源ε(电动势4V)

电键K

①所提供的电流表中,应选用____(填写字母代号)。

②为了尽量减少误差,要求测多组数据。试画出符合要求的实验电路图。

『析与解因为题目要求尽量减少误差,测多组数据,所以滑动变阻器应采用分压器接法。下面选择测量电路:要测量电压表的内阻就应测量电压表的电压UV和电流IV,电压UV电压表可自我测量。电流IV则利用与电压表串联的电流表测量。

2.替代法

例2:为了测定电流表A1的内阻,采用如图2所示的电路。其中:A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100Ω;A2是标准电流表,量程是200μA;R1是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为4V,内阻不计;S1是单刀单掷开关;S2是单刀双掷开关。

①根据电路图,请在图中画出连线,将器材连接成实验电路。(图略)

②连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1,调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA;然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读数仍为150μA。若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示,电阻箱R1的阻值是_____Ω,则待测电流表A1的内阻Rg=______Ω。

『析与解①略。

②将开关S2分别扳到接点a处和接点b处形成的两个闭合电路只有电流表A1与电阻箱R1发生了相互变换。两电路的总电流相同,说明两电路的总电阻相同,电流表A1的电阻RA与电阻箱的电阻相同,由电阻箱读得RA=86.3Ω。

3.半偏法

例3:图4中E为电源,其电动势为E,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,A为电流表。用此电路经以下步骤可近似测得A的内阻RA:第一,闭合K1,断开K2,调节R1,使电流表读数等于其量程I0;第二,保持R1不变,闭合K2,调节R2,使电流表读数等于―,然后读出R2的值,取RA≈R2。真实值与测量值之差除以真实值叫作测量结果的相对误差,即(RA-R2)/RA。试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。

『析与解由步骤1连成电路,应用闭合电路欧姆定律得:

I0=E/(R1+RA) ①

由步骤2连成电路,应用闭合电路欧姆定律和电路的串、并联关系得:

―=―×― ②

由以上两式解得:

(RA-R2)/RA=I0RA/E ③

将①代入③得

(RA-R2)/RA=RA/(RA+R1) ④

由④得,利用半偏法测量电阻,要减小实验误差,应使R1>RA。

4.闭合电路欧姆定律法

例4:图5中R为已知电阻,Rx为待测电阻,K1为单刀单掷开关,K2为单刀双掷开关,V为电压表,E为电源(内阻不可忽略)。现用图中电路测量电源电动势ε及电阻Rx。

①写出操作步骤。

②由R及测得的量,可测得E=_____,Rx=______。

『析与解①因为电压表的内阻极大,所以可用电压表直接测量电源的电动势ε。因为测量仪器只有一个电压表,电源的内电阻不可忽略且其值未知,所以要测量Rx应有两个不同的闭合电路。其操作步骤为:1断开K1,将K2接到a处,记下此时电压表的读数U1;2将K2仍接到a处,闭合K1,记下电压表的读数U2;3 K1仍闭合,K2接到b处,记下电压表的读数U3。

②由步骤1可得:ε=U1。

设电源的内阻为r,由步骤2依闭合电路欧姆定律得:U2=U1(R+Rx)/(R+Rx+r)。

由步骤3依闭合电路欧姆定律得:

U3=U1Rx/(R+Rx+r)。

由以上两式解得:Rx=U3R/(U2-U3)。

欧姆定律步骤篇2

论文关键词:解题思路,物理规律,物理概念

解物理题一般来说是根据题目叙述的物理情景和已知条件,运用某个物理规律或几个规律去求出待求量的答案。因此解题思路应该从物理规律中去寻找。从物理规律本身的分析中引出解题思路,是形成解题思路的基本方法。物理规律通常用一个数学公式表述,这个数学公式表述了有关物理量之间的数值关系,称之为某某定律、定理。从定律、定理中找解题思路,就要求分析定律中涉及的每一个物理量的意义和各物理量之间的相互关系。这不但有利于加深对物理概念、物理规律的理解,也有利于抽象思维能力的提高。

现举例说明上述观点。

牛顿第二定律是质点动力学的核心规律,动量定律、动能定理均可从牛顿第二定律导出。所以牛顿第二定律及其导出规律在解质点动力学问题中占有极其重要的地位。当各量都取国际单位制时,牛顿第二定律的数学表达式为F合=ma,公式中F合这一项涉及具体的性质力的规律,如万有引力定律,库仑定律等,涉及力的合成分解,以及矢量运算遵循的平行四边形法则。a这一项涉及匀变速直线运动和匀速圆周运动等运动学方面的有关规律。所以全面掌握牛顿第二定律就掌握了力学中涉及的大多数规律和法则。

牛顿第二定律反映的是物体在力的作用下如何运动的问题,所以应用牛顿第二定律时,首先必须明确研究对象,即确定研究主体,并将其从周围环境中隔离出来(所谓隔离体法)。隔离体法在处理连结体问题时,在大多数情境中是必不可少的,如果取连结体的整体,则仍然是一个确定研究主体的问题。研究主题确定了,公式中的m这一项就定了;第二步即对研究主体进行受力分析,是F合这一项的要求,只有对物体进行正确的受力分析,才能确定其所受的合力;第三步,分析研究主体运动状态的变化,从而由运动学规律确定a;第四步,建立牛顿定律的方程,随后就是解方程和讨论结果了。

综上所述,应用牛顿第二定律解题的四个步骤,不是人为的强加于学生的模式,而是应用牛顿第二定律公式F合=ma本身的需要,这就是由物理规律本身去找解题思路的道理。

再举一个电学的例子。、

欧姆定律I=是电学中一个最基本的公式,使用中要注意式中各量的值确属同一电路或电阻,也就是确属同一研究对象,即U是研究对象两端的电压,R是研究对象的阻值,I是流过研究对象的电流,防止张冠李戴。

我们举一个实例:如图,已知E=2V,r=0.5Ω,R1=2Ω,R2=3Ω,求A、B之间和A、C之间的电压。

分析:对整个闭合电路,由闭合电路欧姆定律,得:

I= (1)

隔离A、B之间的外电路,由部分电路欧姆定律,有

UAB=IRAB=I[] (2)

隔离R3,有

I3= (3)

对节点A,有 I=I1+I3 (4)

隔离R1,有 UAC=I1R1 (5)

由(1)--(5)式,代入数据,得出

UAB=1.5V

UAC=0.5V

由此可以看出,在电路问题中,所谓整体,是指具有共同的干路电流的整个电路;所谓隔离,是指对电路的某一部分或某一元件进行研究,联系各部分电路或元件的是连接处的电压和电流,它们之间的关系由串并联的电流、电压的基本关系确定;欧姆定律既适用于电路整体,也适用于某一部分电路,即电学问题也存在研究对象问题。在研究对象确定好以后,再对确定对象进行有关的物理量分析,从而代入恰当的物理方程进行计算和讨论。

可见,解题思路是在分析物理规律中找出的,解题步骤是应用物理规律的客观需要。严格按照由物理规律本身得出的解题步骤,即用有序思路去解决每一个具体的物理问题,正是为了训练正确的思维方式,提高分析问题的能力,这无疑有助于克服解物理问题时无从下手的困难,有助于克服解题时思维混乱的无序状态。

因此,为了有效地提高学生的思维素质和多方面的能力,应当从最基本之处着手,也就是让学生实实在在地准确地理解和掌握物理概念和物理规律的内涵、意义、相互关系、适用条件以及应用中应注意的问题等,并引导学生去思考、讨论、分析、比较、归纳、总结所学的物理知识,从而逐渐领会和掌握物理学的思想、观点和方法。果能如此,学生就不会被动地在茫茫题海中苦苦追求,而能看清物理知识的经纬,有目的主动巡游。其实这种从规律中引出方法的观点,不但对解决问题、应试有用,对未来大学的学习,甚至在大学以后的工作、生活中也有普遍的意义。

欧姆定律步骤篇3

学生在遇到电学黑箱问题时,常常感到无从应对,束手无策,因为处理黑箱问题对学生的综合探究能力要求较高,一方面要求学生要有熟练使用多用电表进行测量、记录、观察的能力,另一方面要能对实验记录的数据进行分析、推理和判断的能力,同时还要具有一定的知识储备、具有猜想、假设和探究的能力,另外平时学生接触电学实验器材和这类电学黑箱的机会不多,没有引起学生足够的重视,所以“电学黑箱”就成为学生学习中的一个薄弱点和难点.本文将以黑箱为载体,谈谈如何快速有效地处理“电学黑箱”问题.

在教学实践中,我通常采用理论探究和分组实验探究的方法来进行突破.分组实验探究时,先在实验室准备多个多用电表和多个种类的电学黑箱,然后让学生四人一组,在课后分小组进行自主探究,找出其内在的规律.

1明确探究原则,熟悉探究的步骤

学生在自主探究过程中往往是探究无目的,测量无记录,有的对同一接线柱进行反复测试,且多数同学首先选用多用电表欧姆档进行探测,发现指针过偏或反偏后,才会考虑要用多用电表电压档检测箱中是否会有电源.为此,在学生分组探究之前教师要作适当的点拨,明确探究必须遵循的原则和探究的步骤.

1.1探究实验必须遵循的原则

(1)安全性原则.在实验过程中不能损坏多用电表,这一原则要求学生对多用电表的原理、电路及电压表、电流表、欧姆表使用注意事项要十分熟悉,如欧姆表的红、黑表笔与电源正负极的关系,电流表指针偏转方向与电流流向的关系等.

(2)程序性原则.要求学生在探究过程中要总结出普遍适用的判断流程,具有可操作性.

(3)唯一性原则.实验中所进行的操作过程要能唯一确定元件的种类,具有排他性,这一原则要求学生对各种电学元件的电学特征必须非常熟悉,如二极管的单向导电性等.

1.2探究电学黑箱的操作步骤

(1)先检电源.在探究中,若无法判断箱内是否有电源时,可用多用电表的直流电压档串接二极管进行检测,检测时先采用触接法,若电压表有读数,则箱内一定含有电源.

(2)然后判断是否有二极管或定值电阻,用欧姆表对黑箱外两接柱分别加正向和反向电压,若读数相差很大,则箱内一定有二极管,若读数相同,则两接线柱间一定是定值电阻.

(3)再进行实验数据记录和分析.在进行探究黑箱实验中,要养成良好的实验数据记录和分析的习惯,必须对接线柱进行编号,如1、2、3、…,分红、黑表笔记录数据,设计好数据记录表格,然后逐一记录,表格样式表1.

HT6]JZ]表1BG(!]BHDFG3,WK8,K4,K4,K4W]XXZSX3-YX]XXZSY1-YX]BS(ZSX5Y*4-ZSX5Y*4]红表笔BS)]BS(ZSX1*2Y*3-ZSX1*2Y*3]读数BS)]BS(ZSX*8Y1*8/9-ZSX*8Y1*8/9]黑表笔BS)]]1]2]…BHDG2]1]XXZX-YS]BHD]2]]XXZX-YS]BH]…]]]XXZX-YS]BG)F]最后要求学生根据表中数据呈现出的规律进行分析、归纳,确定出黑箱内电学元件的种类和连接方式.

2设计黑箱案例,分组实施探究

课外,我设计了几个典型案例,让学生分组分批对这几个案例进行探究,然后进行交流,从而逐步提高学生的探究能力.

各探究小组拿到黑箱后,根据实验原则和实验步骤,先制定探究方案,设计好实验测量数据记录表格,然后着手进行实验,根据数据进行推理判断,得出结论,从而完成实验,在各组都完成实验后,进行交换实验,最后由各组推选一个代表汇报各实验方案的探究结果.

TP4GW131.TIF,Y#]案例一如图1所示的黑箱中有三个完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测,在判定黑箱中无电源后,用欧姆表测量各接点间的阻值,测量中发现,每对接点间正反向电阻均相等,测量记录如表2.

HT6]JZ]表2BG(!]BHDFG2,WK10,K10W]两表笔接的接点]多用电表示数BHD]a,b]5 ΩBH]a,c]10.0 ΩBH]b,c]15.0 ΩBG)F]请通过探究,画出黑箱中可能的电路.

实验结果由题意可知,此黑箱内无电源,无二极管为纯电阻黑箱,根据接点间电阻的关系,a,c间阻值为a,b间阻值的一倍,很容易判断出箱内三只电阻的连接方式,如图2所示.

TP4GW132.TIF,BP#]此实验要注意具有双解性,因为当内部结构不同时,外部特点可能相同,所以答案有上述两种.

TP4GW133.TIF,Y#]案例二如图3所示,黑箱上有1、2、3三个接线柱,用多用电表测量结果如下:

(1)用直流电压档测量,1、2、3接线柱之间均无电压;

(2)用欧姆档测量结果如表3.

HT6]JZ]表3BG(!]BHDFG3,WK8,K4,K4,K4W]XXZSX3-YX]XXZSY1-YX]BS(ZSX5Y*4-ZSX5Y*4]红表笔BS)]BS(ZSX1*3Y*4-ZSX4Y1]读数/ΩBS)]BS(ZSX*8Y1*8/9-ZSX*8Y1*8/9]黑表笔BS)]]1]2]3BHDG2]1]XXZX-YS]]65]25BHD]2]1.6k]XXZX-YS]]1.7kBH]3]25]81]XXZX-YS]BG)F]请根据上述测量结果判断箱内电学元件及连接方式.

实验结果根据实验数据分析可知,由于直流电压表测量三个接线柱之间均无电压,所以可以判断出箱内无电源;又由于用欧姆表测1、3接线柱间正反向电阻值不变,可以确定1、3之间为一定值电阻TP4GW134.TIF,Y#];再根据欧姆表黑表笔接2,红表笔分别接1和3测得电阻值较大,而黑表笔接1红表笔接2,其阻值较小,因此1、2接线柱之间应为二极管,电路连接如图4所示.

上述分析采用先判断有无电源,然后用欧姆表根据二极管和定值电阻的电学特性结合测量数据进行分析和推理,很快就能得出结果.

TP4GW135.TIF,Y#]案例三在图5所示的黑箱内,有一个内阻不计的电源,几个阻值相同的电阻和若干导线组成的电路,外有4个接线柱,用电压表测量各接线柱之间的电压分别为U12=5 V,U34=3 V,U13=2 V,U24=0,试画出黑箱内使用电阻最少的电路图.

实验结果因为U12=5 V,且2个接线柱间电压最大,说明1、2接线柱间有电源,且1接线柱接电源正极;U24=0表明2、4接线柱之间没有电压,即2、4之间直接有一根导线相连.

因此,在1、3接线柱之间可接二个电阻,在3、4接线柱间可接三只电阻,也可在1、3接线柱之间接一只电阻,在3、4接线柱之间接三只电阻,或1、3接线柱间接三只电阻,3、4接线柱间接一只电阻.如图6所示:

TP4GW136.TIF,BP#]根据题目要求可知,图6中B、C两种电路电阻最少.

在分组进行探究过程中,学生目标明确,求知欲强,纷纷动手,先猜测,再测量,学习兴趣浓烈,同时小组内学生个体存在差异,有的动手能力强,有的学生思维敏捷,反应较快,这时就要求组内同学相互帮助进行协作,加强学生之间的互动和合作,通过这种课外探究活动学生总结出了一批处理黑箱问题的经验和规律,大大提升了学生的探究能力.

3总结实验规律,提升判断能力

在学生分组探究结果汇报之后,要求学生就探究过程中发现的规律和体会进行交流,归纳总结,学生踊跃发言,就他们发现的各种电学元件的特有的现象进行如下归纳:

3.1用直流电压表测量

若电压表测得两接线柱间电压最大,则两接线柱间有电源;若电压表测得各接线柱间电压不同,则黑箱内部电源与元件构成一回路;若任意两接线柱间无电压,则盒内无电源;若两接柱间电压成比例,则反应其对应阻值也同样成比例.

3.2用欧姆表测量

若测得两接线柱间电阻为零,则两接线柱由无阻导线短接;若两接线柱间红、黑表笔正反连接,读数相同,则两接线柱间为一定值电阻;若欧姆表测得电阻为无穷大,则两接线柱间开路;若欧姆表测得两简线柱间正、反向阻值相差很大,则两接线柱间接有二极管;若欧姆表测得两接线柱间电阻值先很小,后逐渐变大,回到“∞”刻度处,则两接线柱间有电容;若欧姆表测得两接线柱间电阻值先很大、后逐渐变小,则两接线柱间有电感线圈.

欧姆定律步骤篇4

控制变量法是科学研究方法中的利器,能行之有效地解决诸多物理探究课题.物理特级教师张善贤老师早在1985年就提出,他在《课程· 教材教法》1985(4)期刊登的“改革初中物理学生实验教学刍见”一文中有一段论述就谈到控制变量法在研究问题中的应用.现摘录于下.

要教会学生逐步研究问题的方法

教会学生根据实验课题确定研究的方法和实验步骤,并在操作过程中给与方法的指导,从根本上提高学生的探索能力.例如,研究滑动摩擦力的实验,可以先引导学生思考滑动摩擦力可能跟哪些因素有关.让学生自己分析,不要加框框,不要一下子就报书本上的分析和盘托出.对于学生分析过程中出现的差错要因势利导.当众多因素分析出来以后,教师可传授学生常用的研究方法:只让其中一个因素改变,而保持其他因素不变,观察摩擦力跟这个被改变的因素的关系.至于哪一个因素改变,可以让学生自行确定.然后,再引导学生对照课本上所写的步骤实验.经过这样改革后,使学生了解到书本上的步骤原来有一般规律可循,同时也可以使学生初步尝试到,即使课本上不写明,自己也有能力确定步骤.

该段论述中的研究方法就是控制变量法,不过没有给其命名.

综观本世纪之前的各种版本初中物理教材,跟研究滑动摩擦力相类似的实验,都有编者按照控制变量法思路预先编好了实验步骤,学生只要按照既定步骤操作就达到了当时物理学科教学大纲的目标,不需要学生了解这些步骤的由来,更不需要学生自己来设计实验步骤.显然,当时初中物理教学的重点是放在由实验得出的知识结论,至于得出结论的实验所蕴含的哲理和内涵那是纲外之物,未作重点要求.

久旱遇甘霖,长夜见曙光.直到本世纪初出版的初中物理教材,控制变量法等多种科学方法在教材中正式亮相,并作为学生能力培养的重要目标要求.初中物理实验教学中有众多实验探究采用控制变量法,但直到在探究影响电阻大小的因素活动中,才出现控制变量法五个字的初步定义.教材简介了该科学方法的定义、作用,并要求回顾曾探究哪些实验活动用到此科学方法.

2 初中物理控制变量法重点应用荟萃及典例剖析

初中物理教材中主要有13个重点实验探究活动,运用了控制变量法研究.其应用之广,影响之深,作用之大是各种科学研究方法所望尘.现罗列如下:(1)探究滑动摩擦力大小的因素;(2)探究压力作用效果与那些因素有关;(3)探究影响液体内部压强大小的因素;4.探究影响浮力大小的因素;(5)探究动能的大小与哪些因素有关;(6)探究重力势能的大小与哪些因素有关;(7)探究影响导体电阻大小的因素;(8)探究通过导体的电流与电压、电阻的关系(即欧姆定律);(9)探究影响电流做功多少的因素;(10)探究影响电流热效应的因素;(11)探究电磁铁的磁性强弱与那些因素有关;(12)探究磁场对电流的作用;(13)怎样改变感应电流的方向.

怎样才能做到有的、有序、有机、有效地运用控制变量法呢?

第一,要明确研究对象的物理量.从数学视觉看,这个物理量就是应变量.例如,压力的作用效果就是压强的大小;电流的热效应就是电热的多少.

第二,要排出影响应变量大小的其它物理量.从数学视觉看,这些物理量就是自变量.特别应注意,对运用控制变量法的自变量至少两个.例如,影响电磁铁磁性强弱的因素主要相关电流大小和线圈匝数,就有两个因素;影响电流做功的因素有电压、电流、通电时间三个因素.

第三,要在前两步的基础上,采用“一对一”原则研究应变量和各个自变量的关系.所谓“一对一”原则,即确定应变量和某一自变量是否有关系,有怎样的关系时,必须控制该自变量以外的变量保持不变,只改变这个被研究的自变量.例如,在探究通过导体的电流与电压、电阻的关系(即欧姆定律)时,应变量就是电流I,自变量就是电压U和电阻R,探究活动就可以分两步进行.一步是保持导体电阻不变,改变导体两端电压,观察导体中的电流随电压的变化而变化;另一步骤是保持导体两端电压不变,改变接入导体的电阻,观察电流随电阻的变化而变化.

第四,逐一研究后进行归纳 ,找出应变量跟有关自变量的关系.上述实验中,只有第8个实验得出欧姆定律的定量关系.其余探究活动得出都是定性结论.不过,第9个电功W和第10个电热Q实验得出定性关系后,教材用“进一步研究证明”“大量实验研究发现”将定性结论上升到定量关系.

上述四步中,难度最大的是第二步.如果在猜想和假设中排出了很多看是相关的自变量,解释不好,就有可能降低教学效果,甚至出现该课堂教学失控,致使第三步“一对一”分步骤实验大费周折,这要引以为戒.教师课前备课时,要作充分估计,预先想好应变解释措施.猜想和假设时,要有的放矢引导是关键.还有一类猜想的自变量是相互关联的物理量,它们和应变量都有关系,但不需要都介入作为自变量处理,收拾哪个作为自变量,很有讲究,教者或许难以驾驭,本文第三部分将专门讨论这个问题.

下面举几个实验案例,简要说明一下控制变量法的应用.

案例1 探究通过导体的电流与电压、电阻的关系(即欧姆定律)

首先这个实验的应变量和自变量泾渭分明,省略了猜想这一程序.第二,在定量探究前,就有了定性关系的基础,在电阻内容中曾安排过“尝试改变电路中电流大小的活动”,得到了电流随电压的增大而增大,随电阻的增大而减小的结论.第三,电流、电压的大小都可以用电表测量,电阻大小也能查核.因此,它们的数量关系就一目了然.第四,因为只有两个自变量,探究仅分两段,即使每段为防止实验的偶然性,要多测几次,总得测量次数也不多.还有,电流跟电压、电阻的关系能借助于图像分析.

欧姆定律步骤篇5

1用电压表分析电路故障(一般只限于串联电路并且只有一处故障)

用电压表进行电路故障分析的步骤是:先用电压表测出各接线柱间的电压,再根据断路故障的电压特征和短路故障的电压特征做出判断.

(1)断路故障的电压特征:如果外电路某处发生了断路故障,电路中的电流一定为零,路端电压一定不为零.因此:①电压为零的两点间无断点;②哪两点间的电压不为零,则这两点与电源两极之间无断点,而这两点之间有断点.

(2)短路故障的电压特征:如果外电路有用电器发生了短路故障,电路中的电流一定不为零,被短路用电器两端的电压一定为零.因此:电路中的电流不为零但电压为零的两点间一定发生了短路故障.

例(2000年高考全国物理卷9)图1为一电路板的示意图,a、b、c、d为接线柱,a、d与200V的交流电源连接,ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻.现发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为200V.由此可知

A.ab间电路通,cd间电路不通

B.ab间电路不通,bc间电路通

C.ab间电路通,bc间电路不通

D.bc间电路不通,cd间电路通

解析由于电路中没有电流,所以电路发生了断路故障.用交流电压表测得b、d两点间为200V,说明b点与电源之间、d点与电源之间无断点,断点一定在外电路中的b、d两点之间;用交流电压表测得a、c两点间为200V,说明a点与电源之间、c点与电源之间无断点,断点一定在a、c两点间.综上所述,断点一定在b、c两点之间,故该题的正确选项是C、D.

2用电流表分析电路故障(一般只限于串联电路并且只有一处故障)

用电流表进行电路故障分析的步骤是:先把电流表分别接入各用电器的接线柱间并记录通过电流表的电流,再根据断路故障的电流特征和短路故障的电流特征做出判断.

(1)断路故障的电流特征:如果某用电器发生了断路故障,则电路中的电流为零,断路用电器两端的电压不为零,其他用电器两端的电压均为零.所以,电路中若有用电器发生了断路故障,将电流表分别接在每个用电器两端的接线上,电流表有示数时的用电器发生了断路故障.

(2)短路故障的电流特征:如果某用电器发生了短路故障,则电路中的电流不为零,短路用电器两端的电压为零,其他用电器两端的电压均不为零.所以,电路中若有用电器发生了短路故障,将电流表分别接在每个用电器两端的接线装上,电流表无示数时的用电器发生了短路故障.

需要注意的是,用电流表判断电路故障时,要选择合适的量程并用试触法测量,以免烧坏电流表.为了电路安全和测量的方便,如果有电压表,一般优先选择“用电压表分析电路故障”.

例2在如图2所示的电路中,A、B、C、D为四个接线柱,闭合开关后灯不亮,已经确定是由于灯泡开路或短路引起的.在不允许拆开电路的情况下,请你用一只电流表对故障进行判断(要说明方法和判断结果).

解析该题有以下两种不同的判断方法.

方法一把电流表接在A、B接线柱上,如果电流表指针偏转,则灯泡开路.如果电流表指针不偏转,则灯泡短路.

方法二把电流表接在B、D接线柱上,如果电流表指针偏转,则灯泡短路.如果电流表指针不偏转,则灯泡开路.

3用欧姆表分析电路故障(一般只限于纯电阻串联电路)

用欧姆表判断电路故障的步骤是:先将电源与外电路断开,然后用欧姆表测出外电路各接线柱间的电阻,再根据“电阻为零的接线柱间一定短路、电阻为无穷大的接线柱间一定断路”进行判断.

例3图3是某同学连接的实验实物图,闭合开关S后,发现A、B灯都不亮,他用欧姆表通过测量来判断电路故障.

(1)测量前,应将开关S[CD#3](填“断开”或“闭合”);

(2)测量结果如表1所示,根据测量结果,可以判定故障是

A.灯A断路B.灯B断路

C.灯A、B都断路D.d、e间导线断路

解析(1)用欧姆表进行电路故障分析时,要先将电源与电路断开,所以该空应填“断开”.

(2)由测量结果可知,当欧姆表分别接在测量点c、d和e、f时示数很小但不为零,说明A、B灯泡都不可能断路,也不可能短路.当欧姆表接在测量点d、e时示数为“∞”,说明d、e间导线一定断路.故该题的正确选项是D.

4由电路中电表的示数或示数的变化情况分析电路故障

如果电路中接有电压表和电流表,我们可以根据电表的示数或示数变化情况来分析电路的故障.

例4在如图4所示电路中,闭合电键S后发现电路不能正常工作,已知电压表、电流表都是理想表并且是完好的,所(1)两灯泡都不亮,电流表示数为零,电压表示数为电源电动势,则故障为_____;

(2)两灯泡都不亮,电压表、电流表示数均为零,则故障为_____;

(3)只有一灯亮,电流表有示数,电压表示数为零,则故障为_____.

解析(1)由“两灯泡都不亮,电流表示数为零”可知,一定发生了断路故障.由“电压表示数为电源电动势”可知,故障为“L1断路”.

(2)由“两灯泡都不亮,电流表示数为零”可知,一定发生了断路故障.由“电压表示数为零”可知,故障为“L2断路或电键S断路”.

(3)由“只有一灯亮,电流表有示数,电压表示数为零”可知,故障为“L1短路”.

5由电路中灯泡亮度的变化情况分析电路故障

如果电路中接有灯泡,当电路发生故障时,灯泡的亮度会[HJ1.45mm]发生变化.我们可以根据灯泡亮度的变化情况来分析电路的故障.

例在如图5所示的电路中,灯泡A和B都是正常发光的.忽然灯泡B比原来变暗了些,而灯泡A比原来变亮了些.试判断电路中什么地方出现了断路的故障(设只有一处出了故障).

欧姆定律步骤篇6

一、 基本判断

1. 用判断的形式考查电表的使用方法

例1 (2011浙江绍兴)如图1所示的四个电路中,电流表能测量通过灯L1电流的是()

分析对于此题我们应首先抓住“电流表能测量通过灯L1电流”这一条件,明确电流表必须串联到灯L1的支路中,然后根据这一要求逐个进行判断.A图中将开关闭合后电路发生短路,电流表直接接在电源两端而是错误的电路;B图中电流表串联在干路中测的是干路中的电流;C图中电流表与L2串联测的是通过L2的电流;D图电流表与L1串联测的是通过L1的电流.答案:D

2. 用填“”的形式考查电表的使用方法

例2(2011四川成都)如图2所示,甲、乙是电流表或电压表.当开关S闭合后,要使电阻R1、R2并联,甲表是,乙表是.

分析本题主要考查电路的连接与电表的使用,要求达到了理解层次.首先应把握住题中的关键“使电阻R1、R2并联”,根据要求可得乙表应相当于导线,甲表应相当于断路.再根据电流表相当于导线,电压表在相当于断路.这样可作出正确判断.此类题亦可先填入电表,观察电路连接是否符合要求,不符合要求再更换另一种电表,直至符合为止.

答案电压表电流表

二、 示数变化

电表示数变化题是以电路为载体,融合串、并联电路规律以及欧姆定律等知识于其中的动态题.主要分为下面两类:

1.由于滑动变阻器滑片的移动引起电表示数变化

例3(2011江苏淮安)如图3所示,电源保持6V的电压不变,开关S闭合后,电流表的示数是0.4A,电压表的示数为2V,则电阻R1的阻值是Ω;将滑动变阻器R2的滑片由a向b移动的过程中,电流表的示数将,电压表的示数 将(两空选填“变大”、“变小”或“不变”).

串联,电压表测量滑动变阻器R2两端电压.滑片由a向b移动,滑动变阻器R2接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律判断电路中的电流变小,电阻R1的阻值不变,R1两端电压变小,再根据串联电路电压特点判断R2两端电压变大.

答案10变小变大

2.开关的状态改变引起电表示数变化

例4(2011哈尔滨)如图4所示,电源电压不变。闭合S1后,再闭合S2,电流表的示数,电压表的示数.(选填“变大”、“变小”或“不变”)

分析只闭合S1时,电阻R1和R2串联,电流表所测的是通过R1和R2的电流,电压表测R1两端电压.再闭合S2,R2被短路,电路中只有R1,电流表所测的是通过R1的电流,电路的总电阻变小,电路中的电流变大,所以电流表示数变大,电压表测电源电压,所以电压表示数变大.

答案变大变大

三、 安全类问题

1. 电表安全

例5(2011湖北十堰)如图5所示电路中,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器上标有“50Ω1A”,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时,电流表的示数为0.3A,电压表的示数为3V;当滑动变阻器的滑片滑到另一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为1V.求:

(1) 电阻R1的阻值和电源电压.

(2) 为保证电路安全,电阻R2的调节范围.

分析第一问求出电源电压为6V,电阻R1的阻值为10Ω.第二问为保证电路安全即电路中被测量的数值不超过电表量程,分为两方面:

(1) 为了保证电流表安全,电路中的最大

电流Imax=0.6 A,由Imax=可知滑动变阻器接入电路的最小电阻为Rmin=-R1=-10 Ω=0 Ω

(2) 为保证电压表安全,滑动变阻器R2两端的最大电压Umax=3V,由串联分压可知U=U-Umax=6V-3V=3V,滑动变阻器允许接入的最大电阻为Rmax===10Ω,则滑动变阻器R2的可调节范围是0~10Ω.

答案(1) U=6VR1=10Ω(2) 0~10Ω

2. 故障判断

例6(2011福建福州)如图6所示电路,当开关S闭合后,L1、L2均能发光,电流表、电压表均有示数.过一会儿,灯都不发光,电流表、电压表的示数均为零,可能发生的故障是()

A. L1灯丝断了 B. L1短路

C. L2灯丝断了 D. L2短路

分析首先判断出该题为串联电路,根据电流表示数为零、灯都不发光判断电路断路,再根据电压表表示数为零判断与电压表并联以外的部分断路,即L1断路.

答案A

四、 缺表测量

例7(2011江西)关于测量定值电阻阻值的实验

方案一运用电压表(无电流表),一个阻值为R0的固定电阻,测量定值电阻阻值.

器材:一只电压表,一个阻值为R0的固定电阻、电源、开关和导线若干.

实验步骤:

步骤一、请你在图7虚线框中画出实验时所需的电路图,并连接电路;

步骤二、将电压表在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux;

步骤三、将电压表在R0两端,闭合开关,读出电压表的示数U0;

步骤四、根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量,写出Rx的表达式(用符号表示).

方案二运用一只电压表(无电流表)一个已知最大阻值的滑动变阻器,测量定值电阻阻值.

器材:一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器,电源、开关和导线若干.

实验要求:请你在图8虚线框中画出实验所需的电路图.

评估交流:

(1) 从实验操作角度看,以上两个方案中,方案更好.

(2) 好在

(只要求写出一条).

分析有电压表缺电流表一般连接成串联电路,测出电源电压、待测电阻两端电压、定值电阻两端电压中的任意两个电压值,利用电压表示数和定值电阻计算出电路中的电流,利用欧姆定律就可以求出Rx.方案一中器材有电压表和定值电阻,就可以直接测出Rx和R0两端的电压(如图9),再根据已知阻值的定值电阻R0,利用欧姆定律求出通过Rx的电流,最后就可以求出Rx.方案二中器材有电压表和已知最大阻值的滑动变阻器,可以通过调节滑动变阻器,使滑动变阻器接入电路的阻值为0和最大(如图10),测出电源电压和Rx两端电压,计算出通过Rx的电流,利用欧姆定律就可以求出Rx.

答案方案一:如图9并联并联Rx=

方案二: (1) 二(2) 方案二中在测量电压时无需换接电压表,测量电压更方便.

如果是有电流表缺少电压表,一般连接成并联电路,测出通过待测电阻的电流、定值电阻的电流、待测电阻和定值电阻的总电流中的任意两个电流值,利用电流表示数和定值电阻计算出待测电阻两端电压,利用欧姆定律就可以求出Rx.

五、 综合使用

这类问题一般结合测电阻、电功率问题从量程选用、使用规则、读数方法等方面对电表使用进行综合考查,既能考查对基本知识的掌握,又能检验基本动手与分析能力,是中考中最常见的题型.

例8(2011江苏南京)在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω,实验器材如图11甲所示.

(1) 在图11甲中,请你用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉);

(2) 在连接电路时开关应,滑动变阻器的滑片应放在(选填“A”或“B”)端;

(3) 某次实验中,电压表读数为l.8V.要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向(选填“A”或“B”)端滑动,小灯泡正常发光时电流表的示数如图11乙所示,则小灯泡的额定功率为 W.

分析选择电表量程时,由灯泡的额定电压为2.5V,判断电压表选小量程,小灯泡正常发光时的电阻约为8Ω,根据欧姆定律计算出小灯泡正常发光时的电流约为0.3A,判断电流表也选择小量程.连接电路时,电流表和电压表应遵循电流从正接线柱进负接线柱出的原则,同时电流表应串联在电路中,电压表并联在电路中.电流表读数时根据接线柱判断量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读出本题电流表示数为0.3A.

欧姆定律步骤篇7

【关键词】伏安法测电阻 常规方法 变形方法

Several ways for measuring the resistance through the voltammetry

He Hongkai

【Abstract】Measuring resistance through the voltammetry is one of important experiments in junior physics experiment. Because the equipment is used differently, we can adopt several different ways to measure. In this paper, the writer has introduced the routine way as well as several kinds of transformative way of this experiment, which has enriched teaching and also aroused students’ learning interest and exploring appetite.

【Keywords】Measuring resistance through the voltammetry Routine way Transformative way

伏安法测电阻是初中物理实验的重要实验之一,该实验综合检查了学生对电流表、电压表、滑动变阻器等的正确使用。实验的原理是利用欧姆定律 ,将公式变形得 ,只要测出导体两端的电压及通过导体的电流,就能算出待测电阻的阻值。该实验由于使用的器材不同,可用几种不同的方法来测量。

1.常规方法。

实验器材:待测电阻1只、电压表1只、电流表1只、开关1只、电源1个、滑动变阻器1只、导线若干根。

实验电路图:

实验步骤:

①根据电路图,连接实物(注意电流表、电压表、滑动变阻器连入的方法要正确)。

②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,从电流表、电压表分别读出一组电流、电压值,计算出电阻值。

③改变滑动变阻器滑片的位置,再测出两组电流、电压值,分别算出相应的电阻值。

④计算出三次电阻值的平均值,即待测电阻的阻值。

2.变形方法。

2.1 变形一。

实验器材:待测电阻1只、电压表1只、阻值已知的电阻1只、开关1只、电源1个、滑动变阻器1只、导线若干根。

实验电路图(电压表在测量具体物理量时再连入):

实验原理:欧姆定律、串联电路电流、电压关系。

方法一、用电压表分别测出R0、Rx两端的电压U0、Ux,待测电阻的阻值Rx:

方法二、用电压表测出R0两端的电压U0,及R0、Rx两端的总电压U,待测电阻的阻值Rx:

方法三、用电压表分别测出R0、Rx两端的总电压U,Rx两端的电压Ux,待测电阻的阻值Rx:

2.2 变形二。

实验器材:待测电阻1只、电流表1只、阻值已知的电阻1只、开关1只、电源1个、滑动变阻器1只、导线若干根。

实验电路图(电流表在测量具体物理量时再连入):

实验原理:欧姆定律、并联电路电流、电压关系。

方法一、用电流表分别测出R0、Rx的电流I0、Ix,待测电阻的阻值Rx:

方法二、用电流表测出R0支路电流I0,干路电流I,待测电阻的阻值Rx:

方法三、用电流表测出Rx支路电流I x,干路电流I,待测电阻的阻值Rx:

2.3 变形三。

实验器材:电流表1只、阻值已知的电阻1只、开关2只、电源1个、导线若干根。

实验电路图:

实验原理:欧姆定律、并联电路电流、电压关系。

测量数据:

①闭合S1,断开S2,读出电流表的读数I1。

②同时闭合S1、S2,读出电流表的读数I,则Rx支路电流Ix:Ix=I-I1

结论:

2.4 变形四。

实验器材:电压表1只、阻值已知的电阻1只、开关3只、电源1个、导线若干根。

实验电路图:

实验原理:欧姆定律、串联电路电流、电压关系。

测量的数据:

①闭合S、S2,断开S1,读出电压值U。

②闭合S、S1,断开S2,读出电压值U1,则Rx两端的电压Ux:Ux=U-U1。

结论:

欧姆定律步骤篇8

【关键词】电工学教学;教学实践;实验技能

在职业教学中,《电工学》是作为机械维修、焊工、机电等专业的一门重要的基础课程。由于它具有概念多、知识广、综合性强、实训性强等特点,因此,在教学中要做到重点突出、深入浅出、化解得法,使学生尽快掌握。笔者就《电工学》在职业教学中的细节问题浅谈体会。

一、在教学内容中应突出“学以致用”的理念

《电工学》是一门基础学科,它的对象是非电工专业学生。其基本理论和基本规律应以体现够用为度,以掌握概念、规律,突出应用培养技能为教学重点。例如,电路重点介绍电路的基本概念、基本定律和基本分析方法;磁场与电磁感应重点介绍电流的磁场、磁场对电流的作用及电磁感应原理在实际中的应用;单相、三相交流电与控制电路重点介绍变压器与三相异步电动机的原理、控制和使用及安全用电的基本知识;常用电子元器件重点介绍电子元件外部特性与功能及电子电路的定性分析与应用。课程的教学目的不仅是教会学生知识,更重要的是教会学生知道如何在生活、生产实践中运用这些知识。

二、结合教学内容,理论与实际相结合,充分挖掘学生的推理能力

在教学中还应突出教学的实践性,充分强调对实践的指导意义,思考分析理论在实际的具体应用。例如,在讲解串联电路时,为加深学生对实际指导意义的理解,授课时我就举一些实例。例如,若把一只“24V、12W”的灯泡接到110V电源上,应串联多大的降压电阻?可选电阻有160欧姆、200欧姆、250欧姆三种。学生根据灯泡的额定电压、额定功率,算出灯泡的额定电流为0.5A,电阻为48欧姆,再根据串联电路的规律,算出电路的总电阻为220欧姆,最后总电阻减去灯泡的电阻,需要串入的电阻为172欧姆。但是,可选的电阻没有172欧姆,那么接近的电阻160欧姆和200欧姆中应选取哪一个呢?能否取最接近172欧姆的160欧姆呢?答案是否定的。因为如果选了160欧姆的电阻,串联后流过灯泡的电流为0.53A ,超过了它的额定电流,这是不允许的。前面算出的额定电流在实际应用时隐含的条件是只能小于或等于它,而不能大于它。选取200欧姆的电阻串联后,虽然电流下降到0.44A,灯泡的亮度有所下降,但能保证用电设备安全使用。引导学生理论联系实际,挖掘学生的推理能力,不仅能加深学生对概念的理解和应用,而且能调动学生的学习积极性,让学生感到学的东西有用。

三、合理运用分析、比拟教学法,提高学生学习能动性

在《电工学》中有些概念不易理解,学生学起来感到较吃力。如何帮助学生掌握概念呢?教师在教学中要突出概念的理解性,采用分析、比拟教学法能让学生很好地理解掌握知识。例如,在分析电压与电位的区别时,学生对参考点的含义不易理解,常将电压、电位混淆。那么,教师在教学中可把电位比拟为高度,把电位差(即电压)比拟为高度差。电位是电路中某点相对于参考点的电压。它是相对值,其大小随着参考点的改变而改变。教师可把黑板台的高度比拟为电路中某点的电位,这时,可选择不同的参考点(如地面、黑板台、屋顶等)来观察黑板台的高度。选择的参考点不同,黑板台的高度就会出现不同的值,这些值既可以是正值(以地面为参考点),也可以是负值(以屋顶为参考点),也可以为零(以黑板台为参考点)。以此来加深学生对电位是相对值这一概念的理解和记忆。

四、合理安排教学内容顺序,引导学生注重相似内容的比较

在《电工学》的教学内容中,有些概念和定律容易混淆。如果顺着章节讲授,会造成内容前后脱节,使学生抓不住要领。但若打破章节顺序,把类似的概念放在一起相互比较,集中讲解则可起到事半功倍的效果。例如,在“电磁与电磁感应”教学中,右手螺旋定则(安培定则)、左手定则、右手定则等比较分散,提法又相近,许多学生对这三个定则经常混淆。教师若采用相似内容类比区别、集中的教学方法,就能很好地解决这个问题。首先演示三个实验,并区分三个定则的适用场合。右手螺旋定则,用于判断通电导线周围的磁场方向(即电生磁使用右手螺旋定则),左手定则用于判断通电导线在磁场中的受力方向(即电磁生力用左手定则),而右手定则用于判断导线切割磁力线后产生的感应电流、感应电动势的方向(即磁生电用右手定则)。其次,右手定则针对发电机,左手定则对应电动机。这样,学生对三个定则的概念和运用场合印象就非常深刻了。

五、合理安排好实验教学,强化实验技能的培养

《电工学》是一门实践技能很强的课程。要在实验课中,要求学生课前根据实验题目自己拟定实验方法、实验步骤及使用实验设备。教师在上课之前先进行检查,如发现问题和学生一起讨论解决,然后学生进行独立操作,测出实验数据,最后写出完整的实验报告。这种方法有利于培养学生动手、动脑的习惯,提高学生实际操作和研究问题的能力。

参考文献:

欧姆定律步骤篇9

物理是一门以观察和实验为基础的自然学科,物理的概念、定律、定理、结论都是实验结果的体现,也需要经过实验来验证。实验是物理教学中实施探究教学的良好载体。让学生在实验中去解决问题,从而获得科学规律尤为重要,它有着文字教学不可替代的作用,但在现实的教学中,由于初中学生年龄小、自制力不强,又没有实验基础,有时实验教学只是流于形式,有些学生在实验中只是依葫芦画瓢,有些甚至认为实验只是玩玩而已,根本不能领会实验的原理和思想。不利于学生创新思维的培养和对知识的理解。那么如何才能使实验在教学过程中发挥其独有的作用,更有效的帮助学生自主学习呢,我个人认为:“指导学生实验预习,让其明确实验目的、理解实验原理和思想尤为重要。

任何一个实验都应该有它的主要目的。没有目的,实验就没有指向性,实验就毫无意义,更谈不上实验的有效性。只有明确了实验主要目的,教学设计和实施才有据可依,才可能发挥实验的最大效益。

实验预习又是保证学生进行正确操作并获得正确结果的前提,通过实验前的预习,学生对实验的目的、原理、方法、步骤以及仪器的使用有了正确的认识,在实验过程中心中有数,目的明确,从而提高实验的质量和效率。

例如在进行欧姆定律复习时,我发现部分学生只知道欧姆定律的表达式,并会根据欧姆定律公式进行一些简单的计算。但是对实验的理解和表达式的含义却是含含糊糊。不知道是电阻一定时,“电流与电压成正比”还是“电压与电流成正比”。究其原因,就是,开始教学过程中,学生预习不到位,部分学生不明确实验目的,没有领会实验的原理和思想,做实验只是依葫芦画瓢。为了使学生在实验能获取更多的知识,此后,在上这节课前。我都会让学生做充分预习,并留有预习作业,让学生注意分析这节课的课题“探究‘电流跟电压和电阻的关系’”,题目中有几个任务,每个任务分别是什么?明确实验目的。在学生明确两个任务分别是探究“电流与电压的关系”和“电流与电阻的关系”之后,继续提问,既然电流与电压、电阻都有关系,那么我么在研究电流与电压关系时候应该怎么做,是研究电流变化时如何影响电压还是电压变化时候如何影响电流……。通过这样的指导,学生明确了实验目的和思路,做起实验不再盲目,使实验结论的得出、记忆和理解更加容易。

所以教师在让学生进行实验前,必须让学生对该实验的目的认真分析研究,找出实验的主要目的所在,并且对实验原理做到真正的理解。只有这样,学生知道了要做什么,怎么做,学生做实验实验才能做到真正的避免依葫芦画瓢;也只有这样,学生才能在实验中有效的进行探究学习,通过自我分析、合作交流、教师引导等手段获得新的知识;也只有这样才能让实验在自主学习过程中发挥其独有的作用。

欧姆定律步骤篇10

关键词:物理实验 电阻的测量

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2013)12-0048-02

测量是实验探究的重要环节。电阻的测量是初中物理教学的重要实验,能够检验学生对基本电学仪器的使用、对电学基本规律的掌握,还能够培养学生的发散思维能力和创新意识,是考察学生能力的重要命题热点。分析近几年初中学业水平考试试题我们就会发现,电阻的测量方法多种多样, 实验原理、实验步骤和计算方法不尽相同,电路图的设计灵活多变。 如果平时不加强实验探究,就会在做题时容易出错,造成丢分。因此电阻的测量, 是学生的弱点,是教学中的重点和难点。下面结合我自己的教学经验和各种考试的试题,对电学实验中电阻测量的几种方法进行探讨。

一、伏安法测电阻

伏安法测电阻就是用一个伏特表和一个安培表来测待测电阻测电阻的方法。实验原理:R=U/I;实验过程:(1)设计电路图,如图1所示;(2)按图1把所给器材规范正确的连接成电路;(3)检查电路连接无误后闭合开关,用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流,记为Ix ;(4)用电压表测出待测电阻Rx两端的电压,记为Ux; (5)根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值,其表达式为Rx= Ux/Ix。

用图1的方法虽然简单,但是由于只能测一次,因此实验误差较大,为了使测量结果更准确,实验时把图1进行改进,设计电路图如图2所示,按图2把所给器材规范正确的连接成电路。增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻Rx两端的电压Ux,这样就可以进行多次测量(一般测三次),求出平均值作为最后结果,以减小实验误差。伏安法测电阻的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I,在试验中,移动滑动变阻器的滑片,每改变一次位置,就记录一次对应的电压表的示数Ux和电流表的示数Ix,计算一次待测电阻的值Rx,然后取平均值作为本次实验的最后结果。

二、单表测电阻

单表测电阻是指电压表和电流表各一个,只能选择其中一种,这种方法需要选择一个阻值已知的定值电阻R0 或已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器。下面来讨论常见的几种测法:

1.用电压表和阻值已知的电阻R0 来测量待测电阻Rx的阻值

这种方法的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I和串联电路中的电流处处相等的关系,按图5的电路图连接成电路,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,读出此时电压表的示数,记为U0;然后再按图6的电路图连接成电路,把电压表并联接在未知电阻Rx的两端, 读出此时电压表的示数,记为Ux,根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识得:

在此实验中如果电压表只允许连接一次,那么该实验又如何设计?:

1.1按图5所示电路图连接电路,电压表选择合适量程,开关闭合前R0与Rx组成串联电路,电压表测的是Rx两端的电压,读出电压表的示数,即为Rx的电压,记为Ux ;开关闭合后R0被短路,电压表测的是Rx的电压也是电源电压,读出电压表的示数,即为总电压U,在串联电路中,由于流过Rx的电流与流过R0的电流相等,即有Ux / Rx =(U-Ux)/ R0,所以:

我们也可以用电路图图6来进行测量,这种方法的未知电阻Rx的表达式为:

1.2在(1)实验中如果将一个单刀双掷开关引入,我们还可以用电路图图7的设计来进行未知电阻Rx的测量,当开关掷于1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷于2时,电压表测量的是总电压U。根据欧姆定律公式I =U/R、串联电路中的电流处处相等及电压的关系有:

所以未知电阻Rx的表达式为:

2.用电流表和阻值已知的电阻R0 来测量待测电阻Rx的阻值

这种方法的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I和并联电路中各支路的电压相等且等于电路的总电压的关系。先按图8的电路图连接成电路, 用电流表与已知的电阻R0串联,测出R0的电流,记为I0;然后再按图9的电路图连接成电路,把电流表与Rx串联,读出此时电流表的示数,即为Rx的电流,记为Ix。根据并联电路中电压的关系以及欧姆定律的知识得:

在此实验中如果电流表只允许连接一次,那么可以用下列方法来进行待测电阻Rx的测量:

2.1按图10所示的电路图连接电路,电源电压恒定不变,电流表选择合适的量程,读出开关闭合前后电流表的示数分别是I与Ix。开关闭合前R0与Rx组成串联电路,电流表测的I为串联电路的电流;开关闭合后已知电阻R0被短路,电路中只有Rx,电流表测的Ix为Rx的电流,由于开关闭合前后电源电压恒定不变,所以:

2.2按图11所示的电路图连接电路,电源电压恒定不变,电流表选择合适的量程,先断开开关,只有已知电阻R0连入电路,读出电流表的示数,即为已知电阻R0的电流,记为I0;然后再闭合开关,已知电阻R0与待测电阻Rx 连接成并联电路 ,电流表在干路上是测量总电流,读出此时电流表的示数,即为总电流,记为I,由于开关闭合前后电源电压恒定不变,根据并联电路中电压的关系、电流的关系以及欧姆定律的知识得:

2.3我们还可以将一个单刀双掷开关引入,用电路图图12的设计来进行未知电阻Rx的测量。当开关掷于1时,电流表测量的是Rx的电流,记为Ix,当开关掷于2时,电流表测量的是R0的电流,记为I0。根据并联电路中的电压的关系以及欧姆定律的知识得:

除以上几种测电阻的方法以外,还有常用的易于学生理解的测电阻的方法,如:(1)用电压表和已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器来测量待测电阻的阻值;(2)用电流表和已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器来测量待测电阻的阻值;(3)用等效法测量(用电流表和电阻箱)。在此不再一一讨论。

参考文献

[1]义务教育《物理课程标准》(2011年版,北京师范大学出版社 ,2012年1月).

[2]《新课程背景下的初中物理教学法》(崔秀梅 主编 2004年5月第一版 首都师范大学出版社).