伏安法测电阻方法的改进及拓展变式

◇ 安徽 晏荣龙

(作者单位：安徽省灵璧县第一中学)



伏安法测电阻方法的改进及拓展变式

◇ 安徽 晏荣龙

伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律,即只要测出元件两端电压和通过的电流,由R=U/I便可计算出该元件的阻值．当Rx远大于RA时,采用电流表内接,电路如图1.内接法电阻测量值大于真实值,即R测>R真;当Rx远小于RV时,采用电流表外接, 电路如图2,外接法电阻测量值小于真实值,即R测

图1 图2

1 伏安法测电阻的电路改进

伏安法测电阻中为了消除电表自身电阻影响带来的误差,常见有以下几种改进电路.

1.1 内接法电路的改进

图3 图4

1.2 外接法电路的改进

1.3 电流补偿法

电流补偿法的改进电路如图5,其基本原理是:由稳压电源E2和滑动变阻器R2组成一个补偿电路．闭合开关，调节滑动变阻器R3,使灵敏电流计的读数为0,即两电路的电流通过灵敏电流计的电流“补偿”抵消,达到电流补偿的目的,从而使电路中灵敏电流计的两端电势相等,这样电压表中测量值就等于Rx两端电压的真实值．由于灵敏电流计的读数为0,即通过电流表中的电流与通过Rx的真实电流值相等．这样很容易由欧姆定律的公式求出Rx的值．

图5

2 伏安法测电阻拓展变式

伏安法测电阻只要测出元件两端电压和通过的电流,即可由欧姆定律计算出该元件的阻值,但电压的测量并不局限只用电压表,同样电流的测量也不局限只用电流表,常见有下面几种变式.

2.1 已知内阻的电流表当电压表使用

1) 如图6所示,当两电表所能测得的最大值接近时,如果电流表○A1的内阻为R1,通过电流表读数可知流过其的电流为I1,则可知电表表○A2的内阻

2) 如图7所示,当两电表的满偏电压UA2≫UA1时, ○A1串联一定值电阻R0后,同样可测得○A2的内阻

图6 图7

2.2 已知内阻的电压表可以作为电流表使用

1) 如图8所示,当两电表的满偏电流接近时,若已知○V1的内阻R1,则可测出○V2的内阻

图8 图9

图10

3) 如图10所示,电压表○V1的示数为U1,电压表○V2的示数为U2,电压表○V2的内阻为RV2,根据串联、并联电路的规律,求得Rx的电阻为

2.3 已知电流的电阻箱(或定值电阻)可以当电压表使用,同样已知电压的电阻箱(或定值电阻)可以当电流表使用

1) 电阻箱当作电压表使用.

如图11所示, 由欧姆定律可知○A2表两端的电压U=(I1-I2)R,所以电流表○A2的内阻

图11 图12

2) 电阻箱当作电流表使用.

高考关于伏安法测电阻实验中的考题,往往不局限于课本,主要注重考查学生利用实验原理、实验方法分析问题解决问题的能力和知识迁移的能力．因此,这就要求学生要深刻理解伏安法测电阻的基本原理,认真总结实验过程中的方法,再运用这些方法去创新实验、灵活解决与实验相关的问题,从而达到真正学会利用伏安法测电阻的目的．

(作者单位：安徽省灵璧县第一中学)