伏安法测电阻原理的另类应用 学法指导 不分版本.pdf

伏安法测电阻原理的另类应用伏安法测电阻原理的另类应用华庆付U。根据这一原理，我们要想知道某一个待测I伏安法测电阻的原理是：R 电阻的阻值，必须要知道该电阻两端的电压 U 和通过它的电流。因此，必然会涉及到电流表和电压表。但是，在我们具体的解题过程中，我们却常常碰到缺少某一块电表而测量电阻的问题。这些问题同样可以从伏安法测电阻的原理得到启示来解决。如果缺少电流表，则R U中的电流 I 无法直接得到，因此我们就要用已知I的电流 I 来代替，而不同的用电器的电流要想能够相互代替，那么这些用电器必须串联，所以需要将定值电阻 R0与待测电阻 Rx串联；如果缺少电压表，则R UI中的电压 U 无法直接得到，因此我们就要用已知的电压 U 来代替，而不同的用电器的电压要能够相互代替，就必须并联，所以需要将定值电阻 R0与待测电阻 Rx并联。例：现在有电压不变的电源一只，电流表、电压表、滑动变阻器（已知其最大阻值为 R0）、待测电阻 Rx各一个，开关两个，导线若干。请设计出测量待测电阻 Rx阻值的方案，要求：（1）每种方案只允许使用一种电表；（2）说明实验原理；（3）指出需要测量的物理量；（4）写出待测电阻 Rx的最终表达式；（5）同一电路中电表的位置固定不动。解析：根据题目要求，很显然属于缺某一电表的情况。根据刚才的分析，我们有两种设计方案。一、（缺电压表的情形）：选择电源、电流表、滑动变阻器（已知其最大阻值为 R0）、待测电阻 Rx，开关两个，导线若干。设计一：电路如图 1 所示，按电路图连接好电路，在开关闭合前，将滑动变阻器的滑片 P 置于最大值，先闭合开关 S1、S2，读出电流表的读数 I；再闭合开关 S1，断开开关S2，读出电流表的读数I0，此时I 为电路的总电流，I0为滑动变阻器 R0处于最大值时（充当固定电阻的作用）通过其中的电流，因此待测电阻RxUxI R00Ix(I I0)图 1设计二：电路如图 2 所示，按电路图连接好电路，在开关闭合前，将滑动变阻器的滑片 P 置于最大值，先闭合开关 S2，断开开关 S1，读出电流表的读数 Ix；再闭合开关 S1，断开开关 S2，读出电流表的读数 I0，此时 Ix为通过待测电阻 Rx的电流，I0为滑动变阻器 R0处于最大值时（充当固定电阻的作用）通过其中的电流，因此待测电阻RxUxI0R0。IxIx图 2设计三：电路如图 3 所示，按电路图连接好电路，在开关闭合前，将滑动变阻器的滑片 P 置于最大值，先闭合开关 S1、S2，读出电流表的读数 I；再闭合开关 S1，断开开关S2，读出电流表的读数Ix，此时I 为电路的总电流，Ix为通过待测电阻中的电流，因此待测电阻RxUx(I Ix)R0。IxIx图 3其实，只要我们稍做比较就会发现，三种方案的表达式尽管不同，其实质是一样的。因为Ix I I0，I0 I Ix，I Ix I0。二、（缺电流表的情形）：选择电源、电压表、滑动变阻器（已知其最大阻值为 R0）、待测电阻 Rx各一个，开关两个，导线若干。设计一：电路如图 4 所示，按电路图连接好电路，在开关闭合前，将滑动变阻器的滑片 P 置于最大值，先闭合开关 S1，断开开关 S2，读出电压表的读数 U；再断开开关 S1，闭合开关 S2，读出电流表的读数 Ux，此时 U 为电路的总电压，Ux为待测电阻 Rx两端的电压，因此待测电阻RxUxU Rx0；IxU Ux图 4设计二：电路如图 5 所示，按电路图连接好电路，在开关闭合前，将滑动变阻器的滑片 P 置于最大值，先闭合开关 S1，断开开关 S2，读出电压表的读数 U；再断开开关 S1，闭合开关 S2，读出电流表的读数 U0，此时 U 为电路的总电压，U0为滑动变阻器 R0处于最大值时（充当固定电阻的作用）其两端的电压，因此待测电阻RxUx(U U0)R0。IxU0图 5同样，只要我们稍做比较就会发现，两种方案的表达式尽管不同，其实质是一样的。因为UxU U0，U0U Ux。