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        基于伏安法衍生的三種特殊方法測(cè)電阻

        2020-03-02 02:27:28姚小勇
        數(shù)理化解題研究 2020年5期
        關(guān)鍵詞:電阻箱電流表電路圖

        王 超 姚小勇

        (重慶市開州區(qū)德陽(yáng)初級(jí)中學(xué) 405400)

        在近幾年的中考中,特殊方法測(cè)電阻這類題出現(xiàn)的頻率較高,考查形式主要有以下三方面:第一,將實(shí)物圖的連接補(bǔ)充完整;第二,將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整,寫出最后的表達(dá)式;第三,給定實(shí)驗(yàn)器材,自己設(shè)計(jì)電路圖,寫出實(shí)驗(yàn)步驟和最后表達(dá)式.對(duì)于學(xué)生來說,總覺得此類題很難,不知從何入手.具體的說:一是不知線如何連;二是不會(huì)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟;三是不會(huì)書寫表達(dá)式.由于知識(shí)的儲(chǔ)備不夠,同時(shí)又對(duì)這類題沒有明確的解題思路,是學(xué)生感到困難的兩個(gè)主要原因.基于此,現(xiàn)就這類題的題型及解題思路談?wù)勎业目捶?

        一、伏阻法

        題目類型:只有電壓表,一個(gè)阻值已知的定值電阻,沒有電流表,設(shè)計(jì)測(cè)定未知電阻的阻值.

        設(shè)計(jì)思路:必須將阻值已知的定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián),然后利用開關(guān)的斷開與閉合使電壓表測(cè)總電壓與分電壓或者兩個(gè)電阻的分電壓.

        例1現(xiàn)有一個(gè)電壓未知的電源(電壓不變),一個(gè)阻值已知的定值電阻R0、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電壓表、一個(gè)待測(cè)電阻Rx和若干導(dǎo)線,請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)出未知電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn).要求:畫出電路圖(電路元件不能移動(dòng));寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式.

        解電路圖設(shè)計(jì)如圖1.

        實(shí)驗(yàn)步驟:(1)閉合開關(guān)S,讀出電壓表示數(shù)為U1;(2)斷開開關(guān)S,讀出電壓表示數(shù)為U2.

        變式與拓展:1.給多個(gè)開關(guān)(或者單刀雙擲開關(guān))可以設(shè)計(jì)成如圖2所示的電路圖進(jìn)行測(cè)量;2.電路元件允許改接,可以設(shè)計(jì)成如圖3所示的電路圖進(jìn)行測(cè)量;3.將阻值已知的定值電阻換成最大阻值已知的滑動(dòng)變阻器,可以設(shè)計(jì)成如圖4所示的電路圖進(jìn)行測(cè)量.

        二、安阻法

        題目類型:只有電流表,一個(gè)阻值已知的定值電阻,沒有電壓表,設(shè)計(jì)測(cè)定未知電阻的阻值.

        設(shè)計(jì)思路:將阻值已知的定值電阻與待測(cè)電阻可以串聯(lián)也可以并聯(lián),只給一個(gè)開關(guān)且元件不能移動(dòng)的前提下仍然是利用開關(guān)的斷開與閉合使電流表測(cè)兩種不同情況下的電流.

        例2現(xiàn)有一個(gè)電壓未知的電源(電壓不變),一個(gè)阻值已知的定值電阻R0、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電流表、一個(gè)待測(cè)電阻Rx和若干導(dǎo)線,請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)出未知電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn).要求:畫出電路圖(電路元件不能移動(dòng));寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式.

        解方法1:將待測(cè)電阻與阻值已知的定值電阻組成并聯(lián)電路如圖5所示.

        方法2:將待測(cè)電阻與阻值已知的定值電阻組成串聯(lián)電路如圖6所示.

        變式與拓展:將阻值已知的定值電阻換成最大阻值已知的滑動(dòng)變阻器,可以設(shè)計(jì)成如圖7所示的電路圖進(jìn)行測(cè)量.

        三、等效法

        題目類型1:只有一只電流表,一個(gè)電阻箱,測(cè)未知電阻的阻值.

        設(shè)計(jì)思路:可以將電阻箱和未知電阻組成并聯(lián)電路,也可以組成串聯(lián)電路.

        例3給你一個(gè)電壓不變的電源(電壓未知)、 電流表、電阻箱、 開關(guān)、導(dǎo)線若干、來測(cè)定未知電阻RX的阻值.要求:畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,寫出實(shí)驗(yàn)步驟和表達(dá)式.

        解方法1:將未知電阻和電阻箱組成并聯(lián)電路如圖8所示.

        實(shí)驗(yàn)步驟:(1)閉合S1斷開S2,讀出電流表示數(shù)為I;(2)閉合S2斷開S1,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)仍為I,記下此時(shí)電阻箱的示數(shù)為R0.表達(dá)式:Rx=R0

        方法2:將未知電阻和電阻箱組成串聯(lián)電路如圖9所示.

        實(shí)驗(yàn)步驟:

        (1)閉合S,將電阻箱調(diào)到0Ω時(shí),讀出電流表示數(shù)為I;

        總之,由于題設(shè)條件的變化,會(huì)使特殊方法測(cè)定電阻的電路設(shè)計(jì)發(fā)生變化,其表達(dá)式隨之變化,但無論怎么變化,其總體設(shè)計(jì)思路與上述相同,領(lǐng)會(huì)這類題型的解題思路是最為關(guān)鍵的.

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