伏安法测电阻原理的另类应用

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1、伏安法测电阻原理的另类应用伏安法测电阻的原理根据这一原理,我们要想知道某一个待测电阻的阻值,必须要知道该电阻两端的电压U和通过它的电流。因此,必然会涉及到电流表和电压表。但是,在我们具体的解题过程中,我们却常常碰到缺少某一块电表而测量电阻的问题。这些问题同样可以从伏安法测电阻的原理得到启示来解决。如果缺少电流表,则中的电流I无法直接得到,因此我们就要用已知的电流I来代替,而不同的用电器的电流要想能够相互代替,那么这些用电器必须串联,所以需要将定值电阻R0与待测电阻Rx串联;如果缺少电压表,则中的电压U无法直接得到,因此我们就要用已知的电压U来代替,而不同的用电器的电

2、压要能够相互代替,就必须并联,所以需要将定值电阻R0与待测电阻Rx并联。例:现在有电压不变的电源一只,电流表、电压表、滑动变阻器(已知其最大阻值为R0)、待测电阻Rx各一个,开关两个,导线若干。请设计出测量待测电阻Rx阻值的方案,要求:(1)每种方案只允许使用一种电表;(2)说明实验原理;(3)指出需要测量的物理量;(4)写出待测电阻Rx的最终表达式;(5)同一电路中电表的位置固定不动。解析:根据题目要求,很显然属于缺某一电表的情况。根据刚才的分析,我们有两种设计方案。一、(缺电压表的情形):选择电源、电流表、滑动变阻器(已知其最大阻值为R0)、待测电阻Rx,开关两

3、个,导线若干。设计一:电路如图1所示,按电路图连接好电路,在开关闭合前,将滑动变阻器的滑片P置于最大值,先闭合开关S1、S2,读出电流表的读数I;再闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的读数I0,此时I为电路的总电流,I0为滑动变阻器R0处于最大值时(充当固定电阻的作用)通过其中的电流,因此待测电阻图1设计二:电路如图2所示,按电路图连接好电路,在开关闭合前,将滑动变阻器的滑片P置于最大值,先闭合开关S2,断开开关S1,读出电流表的读数Ix;再闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的读数I0,此时Ix为通过待测电阻Rx的电流,I0为滑动变阻器R0处于最大值时(充当

4、固定电阻的作用)通过其中的电流,因此待测电阻图2设计三:电路如图3所示,按电路图连接好电路,在开关闭合前,将滑动变阻器的滑片P置于最大值,先闭合开关S1、S2,读出电流表的读数I;再闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的读数Ix,此时I为电路的总电流,Ix为通过待测电阻中的电流,因此待测电阻图3其实,只要我们稍做比较就会发现,三种方案的表达式尽管不同,其实质是一样的。因为二、(缺电流表的情形):选择电源、电压表、滑动变阻器(已知其最大阻值为R0)、待测电阻Rx各一个,开关两个,导线若干。设计一:电路如图4所示,按电路图连接好电路,在开关闭合前,将滑动变阻器的滑片P

5、置于最大值,先闭合开关S1,断开开关S2,读出电压表的读数U;再断开开关S1,闭合开关S2,读出电流表的读数Ux,此时U为电路的总电压,Ux为待测电阻Rx两端的电压,因此待测电阻图4设计二:电路如图5所示,按电路图连接好电路,在开关闭合前,将滑动变阻器的滑片P置于最大值,先闭合开关S1,断开开关S2,读出电压表的读数U;再断开开关S1,闭合开关S2,读出电流表的读数U0,此时U为电路的总电压,U0为滑动变阻器R0处于最大值时(充当固定电阻的作用)其两端的电压,因此待测电阻图5同样,只要我们稍做比较就会发现,两种方案的表达式尽管不同,其实质是一样的。因为

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