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电阻变式测量归类例析

2020-09-10李理

初中生学习指导·中考版 2020年4期
关键词:阻值变阻器定值

李理

近年来,考查创新能力的电阻变式测量成为中考命题热点,许多同学对这类灵活题目感到比较棘手。下面以中考真题为例進行分类解读,帮助同学们明晰解题思路。

一、等效替代法测量电阻

思路:利用电阻箱替换未知电阻,当电阻箱在电路中的作用效果(电路中电流表或电压表的示数)相同时,电阻箱接入电路中的电阻就等于待测电阻的阻值。

例1(2019·浙江·衢州)小科设计一个测量未知电阻Rx阻值的实验,如图1所示。Y是阻值可连续调节且可读数的电阻箱,实验步骤如下:

(1)先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2 V;

(2)再断开开关S1,闭合开关S2,______,读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。

解析:本题是采用等效法,用电阻箱代替未知电阻Rx测电阻。先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2 V,然后断开开关S1,闭合开关S2,使电阻箱与滑动变阻器串联,保持变阻器滑片位置不变,调节电阻箱Y的阻值,使电压表示数为2 V,此时Y的示数即为Rx的阻值。

答案:调节电阻箱Y的阻值,使电压表示数为2 V

二、利用单表和定值电阻测量电阻

思路:利用电压表和定值电阻测量电阻时,将定值电阻和待测电阻串联,用电压表分别测量已知电阻和待测电阻两端的电压,根据电阻和电压成正比求出待测电阻Rx;利用电流表和定值电阻测量电阻时,将定值电阻和待测电阻并联,用电流表分别测量通过已知电阻和待测电阻的电流,根据电阻和电流成反比求出待测电阻Rx。

例2(2019·四川·泸州)程新同学设计了如图2所示的电路来测量电源电压U和未知电阻Rx的阻值。已知定值电阻的阻值为R0,电源两端电压保持不变。请完成下列问题:

(1)当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为I1,则电源的电压U =______。

(2)当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I2,则待测电阻Rx =______。

(3)不改变图2所示的电路,若开关S1始终处于断开状态,仅对开关S、S2进行操作______(选填“能”或“不能”)测量电源电压和未知电阻Rx的阻值。

三、利用单表和已知最大阻值的滑动变阻器测量电阻

思路:把滑动变阻器(其最大阻值Rm已知)和待测电阻串联,分别把滑片滑至变阻器阻值最小和最大时测量电流或电压,最后利用电源电压不变和串联电路电流处处相等(电压和电阻成正比)计算出待测电阻的阻值。

例3(2019·四川·自贡)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图3所示。若滑动变阻器的最大阻值为Rm,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。实验步骤如下:

(1)将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,电压表示数为U;

(2)_____________________________;

(3)则待测电阻的阻值Rx=______(写出表达式)。

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