伏安法測(cè)電阻方法的改進(jìn)及拓展變式

◇ 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(cè)電阻方法的改進(jìn)及拓展變式

◇ 安徽 晏榮龍

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

圖1 圖2

1 伏安法測(cè)電阻的電路改進(jìn)

伏安法測(cè)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(jìn)電路.

1.1 內(nèi)接法電路的改進(jìn)

圖3 圖4

1.2 外接法電路的改進(jìn)

1.3 電流補(bǔ)償法

電流補(bǔ)償法的改進(jìn)電路如圖5,其基本原理是:由穩(wěn)壓電源E2和滑動(dòng)變阻器R2組成一個(gè)補(bǔ)償電路．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3,使靈敏電流計(jì)的讀數(shù)為0,即兩電路的電流通過靈敏電流計(jì)的電流“補(bǔ)償”抵消,達(dá)到電流補(bǔ)償?shù)哪康?從而使電路中靈敏電流計(jì)的兩端電勢(shì)相等,這樣電壓表中測(cè)量值就等于Rx兩端電壓的真實(shí)值．由于靈敏電流計(jì)的讀數(shù)為0,即通過電流表中的電流與通過Rx的真實(shí)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(cè)電阻拓展變式

伏安法測(cè)電阻只要測(cè)出元件兩端電壓和通過的電流,即可由歐姆定律計(jì)算出該元件的阻值,但電壓的測(cè)量并不局限只用電壓表,同樣電流的測(cè)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(cè)得的最大值接近時(shí),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(shí), ○A1串聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可測(cè)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(shí),若已知○V1的內(nèi)阻R1,則可測(cè)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(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中的考題,往往不局限于課本,主要注重考查學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法分析問題解決問題的能力和知識(shí)遷移的能力．因此,這就要求學(xué)生要深刻理解伏安法測(cè)電阻的基本原理,認(rèn)真總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程中的方法,再運(yùn)用這些方法去創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、靈活解決與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題,從而達(dá)到真正學(xué)會(huì)利用伏安法測(cè)電阻的目的．

(作者單位：安徽省靈璧縣第一中學(xué))