A. 初中物理特殊方法測電阻
伏滑法:
1閉合開關將變阻器調至最大阻值,讀出電壓表V1
2將變阻器調至最小,讀出電壓表V2
3計算公式:假設電源電壓為U,根據歐姆定律:
U1=R2U/(R1+R2)①
U2=U②
把②代入①:
U1=R2U2/(R1+R2)
R1U1+R2U1=R2U2
R2U2-R2U1=R1U1
R2=U1R1/(U1-U1)
B. 電阻怎麼計算
分辨串聯電路。串聯電路是沒有支路的單一迴路。所有電阻或其他元件都排成一條線。
2
將所有電阻值相加。在串聯電路中,總電阻值等於所有電阻之和。[1] 通過各電阻的電流相同,所以每個電阻都會如你所想的那樣發揮作用。
例如,串聯電路中有一個2 Ω(歐姆),一個5 Ω,以及一個7 Ω的電阻。則電路的總電阻等於2 + 5 + 7 = 14 Ω。
3
通過電流和電壓計算電阻。如果不知道各電阻的阻值,那麼你可以使用歐姆定律:V = IR,即電壓 = 電流 x 電阻。首先,要知道電路的電流和總電壓:
串聯電路中,所有位置的電流都相等。[2] 如果知道任意位置的電流,那麼你可以將這個值用到公式中。
總電壓等於電池等電源的電壓。它不等於單個元件兩端的電壓。[3]
4
將數值代入歐姆定律公式。將公式V = IR變形,求電阻值:R = V / I (電阻 = 電壓 / 電流)。將求得的數值代入到此公式中,算出總電阻。
例如,有一條串聯電路,由12伏的電池供電,測得電流為8安。則電路兩端的總電阻RT = 12伏 / 8安 = 1.5歐。
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方法 2 的 4:
並聯電路
1
了解並聯電路。並聯電路分成多條支路,然後再匯到一起。電流會通過電路的各條支路。
如果電路分支部分之前或之後的主路上有電阻,或者單個支路上有兩個或兩個以上的電阻,請直接跳到混合電路部分。
2
通過各支路的電阻來計算總電阻。由於各電阻僅阻礙通過一條支路的電流,所以對電路的總電阻影響不大。總電阻RT的公式為1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...1/Rn,其中R1是第一條支路的電阻,R2是第二條支路的電阻,以此類推,直至最後一條支路的電阻Rn。
例如,一條並聯電路有三條支路,電阻分別為10 Ω、2 Ω和1 Ω。
使用公式 1/RT = 1/10 + 1/2 + 1/1 求出RT :
通分:1/RT = 1/10 + 5/10 + 10/10
1/RT = (1 + 5 + 10) / 10 = 16/10 = 1.6
兩邊都乘以RT:1 = 1.6RT
RT = 1 / 1.6 = 0.625 Ω。
3
通過總電流和電壓計算總電阻。如果不知道各電阻的阻值,那你必須知道電流和電壓:
在並聯電路中,一條支路兩端的電壓等於電路兩端的總電壓。[4] 只要知道一條支路兩端的電壓值,你就可以放心地繼續計算了。總電壓還等於電池等電路電源的電壓。
在並聯電路中,每條支路的電流可能不同。你需要知道總電流,否則無法計算總電阻。
4
將數值代入歐姆定律公式。知道整個電路兩端的總電流和電壓後,你就可以用歐姆定律來計算出總電阻:R = V / I。
例如,並聯電路的電壓為9伏,總電流為3安。則總電阻RT = 9伏 / 3安 = 3 歐。
5
注意電阻為零的支路。如果並聯電路的一條支路沒有電阻,則所有電流都會從這條支路通過。此時,電路的電阻為零歐。
在實際應用中,這通常意味著電阻失效或旁路,也就是所謂短路,而高電流會損壞電路的其餘部分。
C. 初中物理中考實驗操作考試用電壓表和電流表測量電阻步驟
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D. 測電阻的10種方法
十種測電阻方法歸納
(一)伏安法測電阻
伏安法測電阻是初中物理中一個重要的實驗,本實驗可以利用電壓表和電流表分別測出
未知電阻Rx的電壓、電流,再用歐姆定律的變形公式求出Rx的阻值。由於電壓表也叫伏
特表,電流表也叫安培表,所以這種用電壓表、電流表測電阻的方法叫'伏安法'。
1.原理:由歐姆定律 推出
2.電路圖:(見圖 1)
3.器材:小燈泡(2.5V)、電流表、電壓表、開關、電池阻(3V)、定值電阻(10Ω)、
滑動變阻器、導線。
4.注意點:
ⅰ連接電路時,開關應斷開,滑動變阻器應調到最大阻值處。
ⅱ滑動變阻器的作用:
(1)保護電路;
(2)改變小燈泡兩端的電壓和通過的電流。
ⅲ本實驗中多次測量的目的是:測出小燈泡在不同情況(亮度)下的電阻。
5.實驗步驟:
(1)根據電路圖把實驗器材擺好。
(2)按電路圖連接電路。
(在連接電路中應注意的事項:①在連接電路時,開關應斷開。②注意電壓表和電流表
量程的選擇,'+'、'-'接線柱。③滑動變阻器採用'一上一下'接法,閉合開關前,滑
片應位於阻值最大處。)
(3)檢查無誤後,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片(注意事項:移動要慢),分別
使燈泡暗紅(燈泡兩端電壓 1V)、微弱發光(燈泡兩端電壓 1.5V)、正常發光(燈泡兩端
電壓 2.5V),測出對應的電壓值和電流值,填入下面的表格中。
實驗次數 燈泡亮度 電壓 U/V 電流 I/A 電阻 R/Ω
1 燈絲暗紅 1
2 微弱發光 1.5
3 正常發光 2.5
同時,在實驗過程中,用手感受燈泡在不同亮度下的溫度。隨著燈泡亮度的增加,燈泡
的溫度 升高。
(4)算出燈絲在不同亮度時的電阻。
6.分析與論證:
展示的幾組實驗表格,對實驗數據進行分析發現:燈泡的電阻不是定值,是變化的。
是什麼原因使燈絲的電阻發生變化的呢?是電壓與電流嗎?
難點突破:(我們對比一個實驗如圖 2:用電壓表、電流表測定值電阻的阻值 R)
發現:R是定值,不隨電壓、電流的變化而變化。
通過論證,表明燈絲的電阻發生改變的原因不在於電壓與電流,那是什麼原因造成的
呢?我們在前面學過,影響電阻大小的因素有哪些?(材料、長度、橫截面積和溫度。)
那是什麼因素影響了燈絲的電阻呢?(是溫度。)溫度越高,燈絲電阻越大。這個實驗
再一次驗證了這一點。
(二)測電阻的幾種特殊方法
1.只用電壓表,不用電流表
方法一:如果只用一隻電壓表,用圖 3所示的電路可以測出未知Rx的阻值。
具體的作法是先用電壓表測出Rx 兩端的電壓為Ux;再用這只電壓表測出定值電阻R0
兩端的電壓為U0。根據測得的電壓值Ux、U0和定值電阻的阻值R0,可計算出Rx的值為:
用這種方法測電阻時一隻電壓表要連接兩次。
方法二:如果只用一個電壓表,並且要求只能連接一次電路,用圖 4所示的電路可以測
出未知Rx的阻值。
具體的作法是先閉合S1,讀出電壓表的示數為U1,再同時閉合S1 和S2,讀出這時電
壓表的示數為U2。根據測得的電壓值U1、U2和定值電阻的阻值R0。
根據分壓公式可計算出Rx的值:
方法三:如果只用一個電壓表,並且要求只能連接一次電路,用圖 5所示的電路可以測
出未知Rx的阻值。
具體的作法是先把滑動變阻器的滑片 P 調至 B 端,閉合開關,記下電壓表示數U1;把
滑動變阻器的滑片 P調至 A端,記下電壓表示數U2。根據測得的電壓值U1、U2和定值電阻
的阻值R0,可計算出Rx的值:
以上方法,需要測量兩次電壓,所以也叫'伏伏法';根據所給器材有電壓表和一個已
知阻值的電阻R0,所以又叫'伏阻法'。
2.只用電流表,不用電壓表
方法一:如果只用一隻電流表,用圖 6所示的電路可以測出未知Rx的阻值。先後用電
流表測出通過R0 和Rx的電流分別為I0、Ix,根據測得的電流值I0、Ix 和定值電阻的
阻值R0,根據分流公式可計算出Rx的值為
方法二:用圖 7所示的實驗電路也可以測出未知Rx的阻值。先閉合開關S1,讀出電
流表的示數為 I1,再斷開S1閉合S2,讀出這時電流表的示數為 I2。根據測得的電流值 I1、
I2和定值電阻的阻值R0。
根據分流公式可計算出Rx的值:
方法三:如果只用一個電流表,並且要求只能連接一次電路,用圖 8所示的電路也可以
測出未知Rx的阻值。
具體的作法:是先閉合開關 S1,讀出電流表的示數為 I1,再同時閉合 S1、S2,讀出這
時電流表的示數為 I2。根據測得的電流值 I1、I2和定值電阻的阻值R0。
計算過程如下:設電源電壓為U,當只閉合 S1時,根據歐姆定律的變形公式U=I(R
x+R),可得U=I1(Rx+R0)①;當再同時閉合 S1、S2,R0 被短路,這時有:U=I2Rx
②。
聯立①②解方程組得
方法四:如果只用一個電流表,並且要求只能連接一次電路,用圖 9所示的電路也可以
測出未知Rx的阻值。
具體的作法:把滑動變阻器的滑片 P 調至 A 端,讀出電流表的示數為 IA,再把滑動變
阻器的滑片 P 調至 B 端,讀出這時電流表的示數為 IB。根據測得的電流值 IA、IB和定值電
阻的阻值RAB。同樣可計算出Rx的值:
以上方法,需要測量兩次電流,所以也叫'安安法';根據所給器材有電流表和一個已
知阻值的電阻R0,所以又叫'安阻法'。
總之,用伏安法測電阻的基本原理是測定電阻兩端的電壓和流過電阻的電流。在缺少器
材(電流表或電壓表)的情況下,我們可用間接的方法得到電壓值或電流值,仍然可以測量
電阻的阻值。因此,在進行實驗復習時要特別重視原理的理解,這是實驗設計的基礎。
3.等效替代法
方法一:用圖 10 所示的電路也可以測出未知Rx的阻值。當 S扳到 A時電流表的示數
為 I,再將 S 扳到 B時,調節 R0(電阻箱)的電阻,使電流表示數仍為 I,即 RX=R0。
方法二:若只有一隻電壓表和電阻箱,則可用替代法測電阻的阻值,如圖 11 所示。先
合上開關 S1,把單刀雙擲開關 S2打到 1,調節滑動變阻器的阻值,使電壓表有一合適的示數
U0。再把單刀雙擲開關 S2打到 2,調節電阻箱的阻值,使電壓表的示數仍為 U0,則此時電阻
箱的示數即為待測電阻 Rx的阻值,即 RX=R0。
等效法雖然也有一塊電壓表或一塊電流表,但在電路中的作用不是為了測量出電壓或電
流,而是起到標志作用。
三、典型例題
1.有一個阻值看不清的電阻器 Rx,要測出它的電阻值。
(1)小明按圖 12 的電路圖連接好電路,檢查無誤後閉合開關 S,觀察到電壓表的示數
為 1.6V,電流表的示數如圖 13所示,則通過電阻器 Rx的電流為_____A,Rx的電阻為____Ω。
(2)圖 14是小虎做這個實驗連接的實物圖,請你指出其中的三個錯誤或不妥之處。
①____________________________________________________________________;
②____________________________________________________________________;
③____________________________________________________________________。
分析與解:
(1)在對電壓表、電流表讀數時,要先看清接線柱找到對應的量程,弄清分度值,再根
據指針的位置進行讀數。圖乙中根據接線柱確定是按 0~0.6A量程進行讀數,對應的分度值
為 0.02A,因此讀數為 0.2A+0.02A×6=0.32A。
(2)電路的錯誤一般都是電流表、電壓表和滑動變阻器連接錯誤。先看電流表,是串聯
連接沒錯,從圖乙看量程也沒錯,但電流是從負接線柱流進,這是不正確的。再看滑動變阻
器,接線方法顯然錯誤,這樣接入電路的是它的最大電阻,移動滑片電阻不變。電壓表是並
聯連接,正負接線柱連接正確,但量程過大,因為電源電壓不超過 3V,選小量程測量結果
要相對准確些。
答案:(1)0.32;5 。
(2)①電流表的正負接線柱接反了;
②把滑動變阻器的電阻線兩端接入電路,無法改變電阻大小;
③電壓表的量程選大了。
2.物理課上老師請同學們設計一個測量未知電阻 Rx 的實驗,各組同學都提出了
自己的設計方案,下列是兩組同學的設計情況。
(1)甲組同學決定採用伏安法,請你在虛線方框內幫他畫出實驗電路圖。並說明所需
測量的物理量:①___________; ②___________;
(2)乙組同學設計了不同的方案,經討論後同學們達成共識,設計的電路如圖 15,以
下是他們的實驗操作步驟:
①按電路圖連接好實物電路。
②_______________________________________________________。
③_______________________________________________________。
(3)請你用所測物理量寫出兩種方案未知電阻 Rx的數學表達式:
甲組:Rx=___________。乙組:Rx=___________。
分析與解:本題同時考查了伏安法測電阻和只用一隻電流表測電阻兩種不同的電阻測量
方法。在伏安法測電阻的電路圖中,要用一隻電壓表和一隻電流表分別來測未知電阻的電壓
和電流,特別是別忘了串聯一隻滑動變阻器,需要測量的物理量是未知電阻的電流和電壓。
只用一隻電流表來測電阻,電源電壓未知,如果只測出一次電流值,無法求出未知電阻的阻
值,我們可以設法測出兩次電流值,分流公式解出未知電阻 Rx 的阻值。具體做法是:先斷
開開關,讀出電流表的示數為I1;再閉合開關,讀出電流表的示數為I2,再根據分流公式
求出Rx和電源電壓U。
答案:(1)如圖 16 ①未知電阻兩端的電壓U;
②通過未知電阻和電流I。
(2)②斷開開關,讀出電流表的示數為I1
③閉合開關,讀出電流表的示數為I2
(3)U/I; I1R0/(I2-I1)。
3.要測一個阻值未知的電阻Rx的阻值.提供的器材:電源(電壓不變)、兩個
開關、一個電流表、一個已知阻值為R0 的定值電阻和若干條導線。請你想辦法測出Rx 的
阻值,要求只需連接一次電路即可,寫出你設計的實驗方案。
分析與解:本題考查了只用一隻電流表測電阻的方法。只用一隻電流表來測電阻,電源
電壓未知,如果只測出一次電流值,無法求出未知電阻的阻值,我們可以設法測出兩次電流
值,再利用並聯分流公式解出未知電阻 Rx 的阻值;或電源電壓一定,利用局部短路,列出
等式。
答案:[1]電路圖(見圖 17):
[2]實驗步驟:
(1)按照電路圖連接好電路
(2)閉合開關 S1,斷開 S2,記下電流表示數 I1
(3)閉合開關 S2,斷開 S1,記下電流表示數 I2
(4)整理實驗器材。
[3]待測電阻Rx的表達式:
(也可以:)
[1]電路圖(見圖 18):
[2]實驗步驟:
(1)按照電路圖連接好電路
(2)只閉合開關 S1,記下電流表示數 I1
(3)開關 S1、S2都閉合,記下電流表示數 I2
(4)整理實驗器材。
[3]待測電阻Rx的表達式:
4. 現在要測定標有'3.6V 0.32A'燈泡正常發光時的燈絲電阻,給你的器材如下:
開關
一隻,導線若干,4.5V 和 6V 的電源各一套(電源電壓恆定),量程為 0.6A、3A 的電
流表和 3V、15V的電壓表各一隻,'5 2A'和'10 1A'的滑動變阻器各一隻。測量時
電表示數必須超過所用量程的一半。
(1)應選擇電壓為______________V的電源;
(2)電流表量程應選擇______________A;
(3)電壓表量程應選擇______________V;
(4)滑動變阻器的規格應選擇______________;
(5)畫出符合本實驗要求的電路圖。
分析與解:本題是一道運用伏安法測電阻的設計性實驗題,主要考查伏安法測電阻的原
理、串並聯電路特點、實驗設計和實驗器材選擇。題中要求'測量時電表示數必須超過所用
量程的一半',為達到這一要求,必須選擇電壓為 6V 的電源(請同學們想一想,這是為什
么?)。由於小燈泡正常發光時的電流為 0.32A,要滿足題中的要求,電流表必須選擇量程
為'0.6A'的,電壓表必須選擇量程為'3V'的。據歐姆定律可估算出小燈泡的燈絲電阻 R
燈,即 。將滑動變阻器串聯在電路中起分壓作用,其阻值設
為 R,據歐姆定律有 代入上式解得
。所以滑動變阻器應選'10 、1A'的。由於所選電壓表的量程小於小燈泡正
常發光時的額定電壓,因此應將電壓表並接在滑動變阻器的兩端,這樣小燈泡兩端的
電壓等於 6V減去電壓表的示數。
答案:
(1)6;
(2)0.6;
(3)3;
(4)'10 、1A';
(5)如圖 19。
E. 初中物理測未知電阻的方法
「伏安法」是測量未知電阻的基本方法,用電流表測出通過電阻的電流I,用電壓表測出電阻兩端的電壓U,再利用R=U/I就可以計算出電阻的阻值。從圖1看出,這就是「伏安法」測量電阻的典型電路圖。不過,你要認為它能測量待測電阻Rx的阻值,好像還為時過早。因為題目告訴我們電阻Rx的阻值約幾百歐,而電源電壓最大隻有3V。你可以估算一下電路中的電流,也就是零點零幾安,與圖中電流表的最小分度值大致相當。換句話說,用電流表是無法准確測出電路中的電流的。所以,無法用這種方法測量電阻的阻值。
那麼如何利用題中已有的器材測量出Rx呢?只有在實驗原理上想辦法。既然電流表無法正常使用,那麼用電壓表和滑動變阻器能否測出Rx?當然能。方法是讓滑動變阻器的阻值一次為零,一次最大(100W),分別記下電壓表的讀數,再利用串聯電路中的規律即可計算出Rx的阻值。
F. 怎樣算電阻電阻的公式是怎樣的
可以利用電阻計算公式計算:R=ρL/S。
電阻(Resistance,通常用「R」表示)在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大。
不同的導體,電阻一般不同,電阻是導體本身的一種特性。電阻將會導致電子流通量的變化,電阻越小,電子流通量越大,反之亦然。而超導體則沒有電阻。
(6)物理實驗中考測電阻怎麼算擴展閱讀:
電阻由導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值來定義,即R=U/I。所以,當導體兩端的電壓一定時,電阻愈大,通過的電流就愈小;
反之,電阻愈小,通過的電流就愈大。
電阻的大小可以用來衡量導體對電流阻礙作用的強弱,即導電性能的好壞。電阻的量值與導體的材料、形狀、體積以及周圍環境等因素有關。
不同導體的電阻按其性質的不同還可分為兩種類型。一類稱為線性電阻或歐姆電阻,滿足歐姆定律; 另一類稱為非線性電阻,不滿足歐姆定律。