中考冲刺之——巧测电阻

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  电阻的测量是初中物理电学中的重要实验,也是中考必考的知识点之一。它整合了电流、电压、欧姆定律、串并联电路的电流、电压的特点等电学的重要知识,及物理学的一些思维方法。总结测量电阻的方法可以巧妙的将电学的零散知识系统化、网络化。能达到举一反三、触类旁通、开拓视野、整合思维的复习效果。传统电阻的测量是伏安法,即用电流表测出电流,电压表测出电压,运用欧姆定律 求出电阻,属于间接测量。但在没电流表或电压表的前提下能否测电阻呢?答案是肯定的。现将多年在教学一线的一些总结和大家共同分享。
  一、伏阻法:
  此种方法是在传统的伏安法基础上没有电流表,给出一个已知阻值的定值电阻,测量未知电阻。设计思路是利用串联电路电流处处相等,分别测出已知电阻和未知电阻两端的电压,结合欧姆定律 的变形公式 建立等式关系,求出未知电阻。
  设计一:如图1所示,电压表测出R0两端
  电压记为U0,RX两端电压记为UX,由 得 ,这样求出未知电阻。
  设计二:1、如图2所示,当S断开电压表测出R0两端电压记为U0,当S闭合时测将RX短路,电源电压全部加在R0两
  端记为U,此时当R0和RX串联时,RX两端
  电压UX=U-U0,由 得 ,或 ,这样求出未知电阻。
  2、如图3所示,当S打到上触点时,电压表测出R0两端电压记为U0,当S打到下触点时电压表测R0和RX串联后的总电压记为U,此时RX两端电压UX=U-U0,由 得 ,或 ,这样求出未知电阻。
  设计三:1、如图4所示,当S断开电压表测出RX端电压记为UX,当S闭合时测将R0短路,电源电压全部加在RX两端记为U,
  此时当R0和RX串联时,R0两端电压U0=U-UX,由 得 ,这样求出未知电阻。
  2、如图5所示,当S打到上触点时,电压表测出RX两端电压记为UX,当S打到下触点时电压表测R0和RX串联后的总电压记为
  U,此时R0两端电压U0=U-UX,由 得 ,这样求出未知电阻。
  注意:在使用伏阻法测电阻时,由于是动态电路我们应注意电压表的正负极不要接反了,如下图6和图7所示都不能测出电阻。图6中电压表由A点改接C点时电压表正负极接反了只能测其中一个电阻两端电压,不能测出两个电阻两端的电压,所以不能测出未知电阻。图7中当S1闭合时电压表测量R0两端电压,S1断开S2闭合时电压表的正负极接反了不能测出RX两端电压所以也无法测出未知电阻。下面介绍的各种方法中也是同样注意到这个问题,不要电表的正负极接反,否则就不能测出电阻。
  二、安阻法:
  此种方法是在传统的伏安法基础上没有电压表,给出一个已知阻值的定值电阻,测量未知电阻。设计思路是利用并联电路电压处处相等,分别测出已知电阻和未知电阻通过的电流,结合欧姆定律 的变形公式 建立等式关系,求出未知电阻。
  设计一:1、如图8所示当S闭合时,分别读出通过R0的电流和通过RX的电流,分别记作I0和??IX,由U=I0R0=IXRX得 ,这样求出未知电阻。
  2、如图9所示,当只闭合S1时电流表读出通过R0的电流记为I0,当只诸合S2时电流表读出通过Rx的电流记这Ix,由U=I0R0=IXRX得 ,这样求出未知电阻。
  3、如图10所示,当S打到1时电流表读出通过R0的电流记为I0,当S打到2时电流表读出通过Rx的电流记为Ix,由U=I0R0=IXRX得 ,这样求出未知电阻。
  設计二:如图11所示,当S断开时电流表读出通过R0的电流记为I0,当S闭合时电流表读出R0与Rx并联后的干路电流记为I,此时R0与Rx并联时通过Rx的电流为Ix=I-I0,由U=I0R0=IXRX得 ,这样求出未知电阻。
  设计三:如图12所示,当S断开时电流表读出通过R0的电流记为Ix,当S闭合时电流表读出R0与Rx并联后的干路电流记为I,此时R0与Rx并联时通过R0的电流为I0=I-Ix,由U=I0R0=IXRX得 ,这样求出未知电阻。
  设计四:如图13所示,当S断开时电流表读出R0与Rx串联后的电流记为I,当S闭合时将R0短路此时电路中只有Rx联入电路,电流表的示数记为Ix,由于电源电压不变U=I(R0+Rx)=IxRx得 ,这样求出未知电阻。
  三、伏变法:
  此种方法是在传统的伏安法基础上没有电流表,给出一个已知最大阻值的滑动变阻器,测量未知电阻。设计思路是利用串联电路电流处处相等,滑片移动测出电源电压和串联后Rx和R分别测出已知电阻和未知电阻两端的电压,结合欧姆定律 的变形公式 建立等式关系,求出未知电阻。
  设计方案:如图14所,当P打到A时R0被短路此时电路中只有Rx联入电路,电源电压全部加在Rx两端记为U,当P打到B端时电压表测R0和Rx串联后Rx两端的电压记为Ux,此时R0两端的电压U0=U-Ux,R0和Rx串联后电流处处相等 得 ,可求出未知电阻。
  四、安变法:
  此种方法是在传统的伏安法基础上没有电压表,给出一个已知最大阻值的滑动变阻器,测量未知电阻。设计思路是利用电源电压不变,移动滑片分别测出只联入Rx和Rx与R0串联时通过的电流,结合欧姆定律 的变形公式 建立等式关系,求出未知电阻。
  设计方案:如图15所,当P打到A时R0被短路此时电路中只有Rx联入电路,电流表读数记为Ix,当P打到B端时电流表测R0和Rx串联后的电流记为I,电源电压不变U=IxRx=I(Rx+R0)得 ,这样求出未知电阻。
  五、等效替代法:
  设计一:如图16所示,当S打到2时电流表的读数为I,当S打到1时调整电阻箱的旋扭直到电流表的示为I时为止,读出电阻箱的电阻即为未知电阻的阻值。
  设计思路:利用可以读出示的电阻箱来替换未知电阻。
  电源电压不变,由 可知只接入一个电阻时,电路中电流相等时电阻必相等。
  设计二:如图17所示,将电阻箱调查整到0时电压表的示数记为U,即电源电压,调整电阻箱直到电压表的示数为 U时,电阻箱所指示的示数即为未知电阻的阻值。
  设计思路:串联电路中只接入两个电阻时,由串联电路电压特点可知,串联分压,分得的电压与自身阻值成正比。若两个电阻分担的电压相等时,这两个电阻必相等。
  以上五种特殊测量电阻的方法,是本人结合多年一线教学实践,跟据历年全国中考试题中关于电阻测量考点的考题,进行归纳、总结出来的,对于中考冲刺专题训练,和知识的整合使之系统化有很好的效果。当然还存在不足,还不够全面,仅供参考。敬请同行们批评指证。
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