九年级物理 测小灯泡电阻的特殊方法VIP专享VIP免费

九年级物理测小灯泡电阻的特殊方法电阻是初中物理电学中的一个重要物理量，测量小灯泡电阻是初中物理最重要的实验。测电阻的基本原理是欧姆定律（I=U/R）的变形公式：R=U/I。伏安法测电阻是教材中电阻测量的基本方法：电路图如图1所示。其具体方法是：用电流表测量出通过待测小灯泡的电流I，用电压表测出小灯泡两端的电压U，则可以根据求出待测小灯泡的电阻值。为了减小实验误差，可用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压，分别记下几组对应的电压值和电流值，根据每组的数据，算出电阻，最后算出小灯泡电阻的平均值，作为小灯泡的电阻值。这种方法简单方便易操作。针对这个实验，图1中考中已经给出了许多题目，下面谈谈测小灯泡电阻的几种特殊方法，以饷读者。测小灯泡电阻时，若给出的测量仪表只有电流表，该如何测量呢？例1：现在手头有一个阻值为30Ω的定值电阻R0，一个电压大约为15V的电源，一个量程只有0～0.6A的电流表，一个最大阻值约为100Ω的滑动变阻器，请设计一个实验，比较精确的测量一个阻值约为40Ω左右的小灯泡Rx的电阻，要求：（1）画出电路图；（2）写出实验步骤及标明需要测量哪些量；（3）用这些测量的量导出计算小灯泡电阻的数学表达式（可以重复组合电路）。[分析]:要测小灯泡的电阻Rx，根据欧姆定律的变形公式Rx=Ux/IX,可知，应知道其电压Ux和电流Ix,只有电流表，那Ux怎么测量呢？应利用并联电路各支路两端电压相等，求出电压Ux，所以先利用电流表测出通过R0的电流，根据U=IR算出R0两端的电压，即Rx两端的电压，再用电流表测出通过Rx的电流，再根据R=U/I即可算出Rx的电阻值。要求学生具有将并联电路特点和欧姆定律结合的创造性应用的能力。解：（1）电路如图2所示：（2）实验步骤：①如图2所示，连接好电路，闭合开关,调整滑动变阻器图2的滑片使电流表偏转，读出通过R0的电流，记为I0，则UAB=I0R0;②把电流表改接到RX的支路中，测得通过Rx的电流，记为Ix。（3）Rx=UAB/Ix=I0R0/Ix。测小灯泡电阻，若给出的测量仪表只有电压表，又如何测量呢？例2：若上述例题中,把电流表改换成电压表（量程为0～3V），其它条件不变，该如何测呢？[分析]：要测小灯泡的电阻Rx，根据Rx=Ux/Ix，应知道电压Ux和电流Ix，只有电压表，怎样测量Ix？应想到利用串联电路中各处电流相等求出Ix。所以先利用电压表测出R0两端的电压，根据I=U/R算出通过R0电流，即通过Rx的电流，再用电压表测出Rx两端的电压，再根据R=U/I即可算出Rx的电阻值。要求学生具有将串联电路特点和欧姆定律结合的创造性应用的能力。解：（1）电路如图3所示。（2）实验步骤：①如图3所示，连接好电路，闭合开关，调整滑动变阻器的滑片，读出电压表的示数，记为U0，则I=U0/R0;②把电压表并联到Rx的两端，测出Rx两端的电压Ux。（3）Rx=Ux/Ix=UxR0/U0。测小灯泡电阻，若没有给定值电阻，利用变阻器是否可以测量呢？例3：如图4所示是测量小灯泡的电阻Rx的阻值时所用的实图3验器材，其中变阻器最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为2A，电源是由多组电池串联而成的，电压小于6V，且使用过程中电源电压不变，Ｒx约为４Ω。（1）请在虚线框内画出你所设计的实验电路图，并用笔画线替代线连接实物图。（2）简要写出实验步骤（步骤中要明确写出实验中要测量的物理量）。（3）写出待测量小灯泡电阻Rx的表达式。图4[分析]：要测量小灯泡Rx的电阻，关键是如何测出Ix和Ux，要充分利用滑动变阻器接入电路中阻值最大和最小时，电源电压U保持不变。解：（1）电路图及实物图如图5所示：图5（2）实验步骤：①调节变阻器滑片至b，使变阻器连入电路中阻值为最大值，闭合开关S，记录电流表示数I1。②调节变阻器滑片至a，使变阻器连入电路的电阻为零，记录电流表示数为I2。（3）Rx=10I1/（I2-I1）点评：小灯泡电阻的测定实际是对电学规律的应用和总结，应注重I=U/R的理解及将I=U/R与串联、并联电路的电阻、电流、电压的特点结合起来灵活运用。