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對一道創(chuàng)新實驗題的探究

2007-12-31 00:00:00蔣廷軍
物理教學(xué)探討 2007年16期

題目 一個同學(xué)想測出一個電阻R的電阻值,將選用的器材連接成如圖1所示的電路,R0為已知阻值的定值電阻,由于電源電壓未知,所以不能測出R的阻值,請你選添器材,幫助他完成這個實驗。要求:

(1)用兩種方法,分別畫出電路圖,并簡要說明;(2)有一方法在不拆除原有電路接線的條件下,只允許選添一種器材和導(dǎo)線接入電路。

分析 由于題目要求是“在不拆除原有電路接線的條件下,只允許選添一種器材和導(dǎo)線接入電路”。在符合要求的前提下學(xué)生通過實驗探究出所選的器材只能并聯(lián)不能串聯(lián)。探究出如下幾種實驗方案:

方法1:如圖2選用電壓表和導(dǎo)線。用電壓表測出R兩端的電壓U;同時記下電流表的示數(shù)I,則被測電阻R=U/I。其實質(zhì)仍為伏安法測電阻。

方法2:如圖3或4選用電壓表和導(dǎo)線。用電壓表測出R和R0串聯(lián)的總電壓U或電源電壓U,并記下電流表的示數(shù)I。串聯(lián)的總電阻R總=R+R0=U/I,可算出被測電阻R=U/I-R0

方法3:如圖5選用開關(guān)和導(dǎo)線。用開關(guān)S1和導(dǎo)線對電阻R進行短路,記下電流表示數(shù)I,測出電源電壓U=I1R0;斷開開關(guān)S1記下此時電流表示數(shù)I2,根據(jù)U=I2(R+R0)算出被測電阻R的阻值R=(I1-I2)R0/I2

方法4:如圖6選用開關(guān)和導(dǎo)線。用開關(guān)S1和導(dǎo)線對電阻R0進行短路,記下電流表的示數(shù)I1,則電源電壓U=I1R;再斷開開關(guān)S1記下電流表的示數(shù)I2,根據(jù)U=I2(R+R0),算出被測電阻R的阻值R=I2 R0/(I1-I2)。

方法3、4都巧妙地利用開關(guān)和導(dǎo)線把串聯(lián)電路中的一個短路。這為后面學(xué)習(xí)飲水機、電飯鍋、電熨斗等家用電器的原理電路(保溫和加熱狀態(tài)確定)打好基礎(chǔ)。

在完成以上電路的探究后,同學(xué)請思考:如果能拆除原有電路的接線,只允許選添一種器材(也可不添)和導(dǎo)線接入電路。……

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