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用单电表如何测电阻和电功率

2018-12-01刘朝明

广东教育·高中 2018年9期

刘朝明

伏安法测电阻或电功率是历年的常考点,近年来考题出现了单表法(借助已知阻值的定值电阻R0)测电阻或电功率的考题。

单表法主要有三种:一是“伏阻法”(电压表+电阻),二是“安阻法”(电流表+电阻),三是“等效替代法”。其基本原理是利用串、并联电路的特点,结合欧姆定律应用。实际操作中要通过多个开关的接通和断开,或者单刀双掷开关来实现对两次电压或电流的测量。

一、“伏阻法”(电压表+电阻)

“伏阻法”就是利用一个电压表配以一个已知阻值的电阻来测量电阻,其根本原理就是让待测电阻与已知阻值的电阻串联,电流相等,再通过开关的变化让电压表与已经阻值的电阻并联,通过欧姆定律计算出电流I0=U0/R0(这样就省了电流表),再设法测出(或间接求出)待测电阻Rx两端的电压Ux,再计算出Rx=Ux /Ix。要注意充分利用电源电压一定这个条件。

【例1】 该同学又设计了如图1所示的测量电路,同样可以测量未知电阻Rx,其中R0是定值电阻. 请在空格内把实验步骤补充完整.

① ,用电压表测出电源的电压U;

② ,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;

③请用测量值U和U1,已知量R0来表达Rx= .

解析:同时闭合开关S、S1,R0被短路,只有R接入电路,电压表测的是电源的总电压U。闭合开关S、断开S1,R0、RX串联后接入电路,这时电压表测是RX的电压U1。

RX=U1/IX

IX=I=U/(R0+RX)

由以上两式解得:RX=U1R0 /(U-U1)

或根据串联电路总电流等于各部分电阻的电流的规律I=IX和欧姆定律有:

U1/RX=U/(RX+R0)

同样可解得:RX=U1R0/(U-U1)

读懂电路图,认识到同时闭合开关S、S1时,R0被短路,电压表测的是电源的总电压U,且总电压不变是本题正确求解的关键。……

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