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浅谈伏安法测电阻

2017-10-23陈国良

速读·下旬 2017年10期
关键词:法测变阻器量程

陈国良

摘 要:实验题是每年高考的必考内容,其中电学模块是实验题的重要组成部分,伏安法测电阻又是常考的电学实验题,因此,复习好伏安法测电阻这个电学实验很有必要。

关键词:伏安法;测电阻

为了帮助学生理清思路,系统掌握伏安法测电阻这个电学实验,在此我想通过一道典型的高考题(2016年全国高考天津卷)浅谈伏安法测电阻,以期对辛苦备考的高三学子有所帮助,能让他们更好的把握此考点,高效备考。

例题某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:

在例题中很容易想到,要画实验电路图就必须清楚伏安法测电阻的器材选取原则,正确的选择器材是画图的前提,接下来笔者就来浅谈伏安法测电阻的方法原理。

伏安法测电阻的方法原理

1实验器材的选择

(1)电源的选择:一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。

(2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;电表的指针摆动的幅度较大,一般应使指针能达到半偏左右。

2分压电路与限流电路的选择

“以小控大”用分压,“相差无几”用限流,即当滑动变阻器的阻值较小时,常采用分压式电路;当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时,常采用限流式电路。另外,必须采用分压式电路的情况通常有三种:①要求电压、电流从零开始变化;②滑动变阻器的阻值太小,不能起到限流的作用;③限流式电路不能获取有区分度的多组数据。若两种电路均可,则应采用限流式电路,因为限流式电路损耗功率小。

3电流表内接法与外接法的选择

以上是伏安法测电阻的基本方法和原理,接下来笔者就结合上面的方法来分析这道高考题的解题思路。

解題思路:描绘小灯泡的伏安特性曲线时,要求“测量数据尽量精确、绘制曲线完整”,从电表的量程来看,V1、A1量程偏小,直接测量灯泡的电压、电流时,曲线不完整,若用V2、A2测量灯泡的电压、电流时,读数不够精确。题目中给了滑动变阻器和几个定值电阻,我们可以采用定值电阻分压、分流的方式扩大电表的量程,准确读出灯泡的电流值、电压值,绘制完整的曲线。

解析:

(1)滑动变阻器的选择:R2的阻值太大,调节不灵敏,故选R1。与电流表A1并联的电阻:由于A1的内阻为10Ω,若选R4为并联电阻,则量程为0~0.4A,若并联阻值过小,电流表读数偏小,读数不精确。与电压表串联的电阻:分压电阻的阻值应该与电压表V1的内阻具有可比性,故选择R5作为分压电阻,此时量程为0~4V。综上,电路应该连接成分压式外接法,电路图如图所示:

(2)灯丝的电阻率随温度的升高而增大,其阻值也随温度的升高而增大,则I-U图线的斜率应越来越小,图B正确。

上面仅举一例浅谈伏安法测电阻,学生要想在以后的复习中能熟练的解决此类问题,必须注重实验原理、方法的分析理解,学以致用,从而真正做到触类旁通,提高能力,适应时代的要求。endprint

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