運用伏安法測電阻的一些新思想

1、運用伏安法測電阻的一些新思想 摘要：實驗是物理學中的重要組成部分，也是各類考試中重點考察的知識點。在考試中學生對這類問題很容易失分，實際上，只要掌握了某些基本的原則和知識，這類問題會比其他的物理題更好答，所以有必要對實驗問題高度重視。本文主要討論了電阻測量中的一些創(chuàng)新性思維，在這幾年的高考中，這些知識頻繁出現(xiàn)。 關鍵詞：電阻測量；新理念；分類和總結 定西市教育科學規(guī)劃課題研究成果（課題編號dx2012ghb94） 在歷年的全國高考和地方各種版本的高考試題中，實驗一直是一個重要的考查點。分析其意圖就是要體現(xiàn)物理實驗在物理學中的基礎作用，這兩年實驗的考查主要集中在電學實驗部分。這是因為電學實驗比較

2、重要，同時比較龐雜，有比較大的出題自由度，適合出一些設計性的試題，利于考查學生的能力。在教學中教師可以讓學生先設計實驗，然后再從所給的器材中選出所需的儀器，當然設計實驗時必須要考慮題目所給的器材，然后讓學生根據(jù)題目的要求恰當?shù)卦O計實驗。這就能很好地考查學生的各種能力。但對學生來說，這樣的試題卻是一個不小的考驗，學生看到題目不知如何入手，感覺做了很多的題目，但看到新題目還是無從下手，做題效果不明顯。我們總結這部分知識，會感覺到頭緒繁多，沒有規(guī)律性，而且高考題往往和課本中的基本實驗有所區(qū)別，是對課本基本實驗的創(chuàng)新和發(fā)展。這給學生造成了很大的困難，因為這樣的題目對學生的創(chuàng)新能力有一定的要求。本文主要

3、就電學中的重要實驗伏安法測電阻中的一些新思想和新做法進行一些總結，以幫助學生復習這部分知識，同時為自己的教學總結規(guī)律，提高復習效率。 一、利用兩塊伏特表測電阻 傳統(tǒng)的伏安法測電阻利用的是一塊伏特表、一塊安培表測電阻，但由于考題中的要求或者是考題中所給的器材等各種條件的限制，有時需要用兩塊伏特表來測電阻，這是一種創(chuàng)新性的思維。要做對這樣的題目，學生不但要對伏特表的內(nèi)部構造很清楚，懂得其原理，還要有很強的創(chuàng)新能力，所以，這對學生的要求較高。 例1，有一塊電壓表的量程是3v，它的內(nèi)阻大約是，現(xiàn)在有這些器材可以挑選。最大量程是0.5a的安培表a1，它的內(nèi)阻大約是0.1，還有一個阻值變化范圍是09999

4、的變阻箱r1，另外還有一個阻值的調(diào)節(jié)范圍是099.9的電阻箱r2，有一個1.5a的額定電流，電阻最大大約是100的滑動變阻器r3，還有一個大約是0.5內(nèi)阻，6v電動勢的電源，導線有一些，開關足夠用。 （1）現(xiàn)在要測電壓表的內(nèi)阻，而且結果要準確一些，從上述器材中選擇一些儀器，設計個實驗電路。 （2）根據(jù)你設計的實驗，利用所測得的數(shù)據(jù)表達出電壓表的內(nèi)阻rv= 。 解答：做這個題時，最主要的是要考慮到兩個電表的量程，因為電壓表是3v的量程，大約2000的內(nèi)阻，所以電路中能夠產(chǎn)生的電流最大值是，所以題目中給出的電流表由于量程太大，不能使用，我們應該另想辦法?？紤]到電阻箱的讀數(shù)可直接讀出，可當成一個電壓

5、表使用。于是我們可以利用所測得數(shù)據(jù)直接得到伏特表的內(nèi)阻表達式是。 例2.有一個阻值約為1000的電阻，要求用題目中給出的儀器測它的電阻：大約9.0v電動勢，內(nèi)阻不能忽略的電源e，1.5v量程r1=750內(nèi)阻的伏特表v1，5v量程r1=2500內(nèi)阻的伏特表v2，當調(diào)到最大時阻值大概是200的滑動變阻器，有一些開關和導線。當伏特表v1的讀數(shù)是u1，伏特表v2的讀數(shù)是u2時，可以由這些已知量表達出待測電阻的阻值是rx= 。 解答：我們要注意到本題有一個奇怪的現(xiàn)象，沒有安培表，所以無法運用經(jīng)典的伏安法測電阻的方法來求解，考慮到知道一塊伏特表的內(nèi)阻，如果我們讀出伏特表的讀數(shù)，也就知道了伏特表兩端的電壓值

6、，而我們又知道伏特表的內(nèi)阻，所以可以用歐姆定律求得通過伏特表中的電流，問題就解決了。所以電阻的表達式是rx=。 二、用兩塊電流表測電阻 和第一種方法相似，我們可以用一塊電流表代替電壓表，從而可用兩塊電流表測某一電阻的阻值。 例3.有一個電流表a1量程大約是20ma，內(nèi)阻不知道，要求設計一個實驗來測量這個電流表的內(nèi)阻，精度盡可能的高些。主要有這些器材：量程500a，內(nèi)阻r2=750的電流表a2；量程10v，內(nèi)阻=10k的伏特表v；電阻大約是100的固定電阻 r1；最大阻值大約是50的滑動變阻器；電壓為1.5v的電源e，內(nèi)阻可忽略不計，還有足夠實驗用的導線和開關。用這些器材設計一個實驗，測出電流表

7、的內(nèi)阻，并用測得的量表達出電流表的內(nèi)阻r1= ，說明一下表達式中字母的物理意義。 解答：本題如果選用題目中給出的電壓表來完成實驗是不可能的，原因在于電壓表的量程是10v，而考慮到電流表a1的內(nèi)阻和通過的電流最大值，電流表兩端的最大電壓不能超過0.4v，而這個數(shù)值對量程為10v的電壓表來說幾乎看不到明顯的偏轉，當然也不可能有比較精確的讀數(shù)，所以經(jīng)過詳細的分析我們就會發(fā)現(xiàn)電壓表不能用?？紤]到我們有兩塊電流表，而一塊電流表的內(nèi)阻又已知，如果我們讀出通過電流表的電流值，利用歐姆定律就可知道加在電流表兩端的電壓值，事實上起到了一塊電壓表的作用。所以，我們基于以上的分析可以知道電流表的內(nèi)阻表達式是，式中i1、i2、r1、r2分別是兩塊安培表中的電流值和它們的內(nèi)阻值。 以上我所提出的這些新思想和新方法是課本基礎實驗的延伸和拓展，體現(xiàn)出了高考扎根于課本又高于課本的命題思路