◇ 安徽 晏榮龍

(作者單位：安徽省靈璧縣第一中學(xué))

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伏安法測電阻方法的改進及拓展變式

◇ 安徽 晏榮龍

伏安法測電阻的基本原理是歐姆定律,即只要測出元件兩端電壓和通過的電流,由R=U/I便可計算出該元件的阻值．當(dāng)Rx遠大于RA時,采用電流表內(nèi)接,電路如圖1.內(nèi)接法電阻測量值大于真實值,即R測>R真;當(dāng)Rx遠小于RV時,采用電流表外接, 電路如圖2,外接法電阻測量值小于真實值,即R測

圖1 圖2

1 伏安法測電阻的電路改進

伏安法測電阻中為了消除電表自身電阻影響帶來的誤差,常見有以下幾種改進電路.

1.1 內(nèi)接法電路的改進

圖3 圖4

1.2 外接法電路的改進

1.3 電流補償法

電流補償法的改進電路如圖5,其基本原理是:由穩(wěn)壓電源E2和滑動變阻器R2組成一個補償電路．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器R3,使靈敏電流計的讀數(shù)為0,即兩電路的電流通過靈敏電流計的電流“補償”抵消,達到電流補償?shù)哪康?從而使電路中靈敏電流計的兩端電勢相等,這樣電壓表中測量值就等于Rx兩端電壓的真實值．由于靈敏電流計的讀數(shù)為0,即通過電流表中的電流與通過Rx的真實電流值相等．這樣很容易由歐姆定律的公式求出Rx的值．

圖5

2 伏安法測電阻拓展變式

伏安法測電阻只要測出元件兩端電壓和通過的電流,即可由歐姆定律計算出該元件的阻值,但電壓的測量并不局限只用電壓表,同樣電流的測量也不局限只用電流表,常見有下面幾種變式.

2.1 已知內(nèi)阻的電流表當(dāng)電壓表使用

1) 如圖6所示,當(dāng)兩電表所能測得的最大值接近時,如果電流表○A1的內(nèi)阻為R1,通過電流表讀數(shù)可知流過其的電流為I1,則可知電表表○A2的內(nèi)阻

2) 如圖7所示,當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2?UA1時, ○A1串聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可測得○A2的內(nèi)阻

圖6 圖7

2.2 已知內(nèi)阻的電壓表可以作為電流表使用

1) 如圖8所示,當(dāng)兩電表的滿偏電流接近時,若已知○V1的內(nèi)阻R1,則可測出○V2的內(nèi)阻

圖8 圖9

圖10

3) 如圖10所示,電壓表○V1的示數(shù)為U1,電壓表○V2的示數(shù)為U2,電壓表○V2的內(nèi)阻為RV2,根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的規(guī)律,求得Rx的電阻為

2.3 已知電流的電阻箱(或定值電阻)可以當(dāng)電壓表使用,同樣已知電壓的電阻箱(或定值電阻)可以當(dāng)電流表使用

1) 電阻箱當(dāng)作電壓表使用.

如圖11所示, 由歐姆定律可知○A2表兩端的電壓U=(I1-I2)R,所以電流表○A2的內(nèi)阻

圖11 圖12

2) 電阻箱當(dāng)作電流表使用.

高考關(guān)于伏安法測電阻實驗中的考題,往往不局限于課本,主要注重考查學(xué)生利用實驗原理、實驗方法分析問題解決問題的能力和知識遷移的能力．因此,這就要求學(xué)生要深刻理解伏安法測電阻的基本原理,認真總結(jié)實驗過程中的方法,再運用這些方法去創(chuàng)新實驗、靈活解決與實驗相關(guān)的問題,從而達到真正學(xué)會利用伏安法測電阻的目的．

(作者單位：安徽省靈璧縣第一中學(xué))