聚焦電阻測量

陳寶興

初中物理學習中,電阻的測量既是教學的重點,也是學習的難點。許多同學不能正確地畫出等效電路圖,這也成為升入高中后學好電學的一大障礙。

一、替代法測電阻

“曹沖稱象”的故事流傳至今,最為人稱道的是曹沖采用的替代法,他把船上的大象換成成石頭,其他條件保持不變,使兩次的效果(船體浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石頭的重。請嘗試利用替代法解決下面的問題。

例 請用待測電阻Rx、一個標準的電阻箱(元件符號)、若干開關、干電池、導線和一個刻度不準確但靈敏度良好的電流表(電流表量程足夠大),測量Rx的阻值。

(1)畫出你設計的實驗電路圖。

(2)寫出實驗步驟,并用字母表示需要測出的物理量。

(3)寫出Rx的表達式:Rx=_____________________。

解析 (1)電路設計如圖1和圖2所示。

(2)實驗步驟:

a. 用電流表測出通過Rx的電流為I。

b. 接上電阻箱R′,調節阻值使電流表的示數仍為I。

(3)待測電阻Rx=R′。

二、伏安法測電阻

伏安法是電阻測量的最基本方法,其基本原理是部分電路的歐姆定律,即用伏特表測出電阻兩端的電壓,用安培表測出流過電阻的電流,根據R=測算出電阻。

實驗原理:Rx=。(如圖3所示)

實驗步驟:

a. 測出通過Rx的電流為Ix 。

b. 測出Rx兩端的電壓為Ux 。

c. 根據歐姆定律求出待測電阻的阻值。

三、在電阻測量時,電表不全

1. 只有電流表,無電壓表

例 請用待測電阻Rx、已知阻值的定值電阻R0(或已知最大值的滑動變阻器)、電流表一只、若干開關、干電池,測量Rx的阻值。

(1)畫出你設計的實驗電路圖。

(2)寫出實驗步驟,并用字母表示需要測出的物理量。……