初中物理中幾種電阻測(cè)量方法的歸納

沈國(guó)平

電阻的測(cè)量是初中物理教學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，也是學(xué)生的弱點(diǎn)，下面結(jié)合我自己的教學(xué)體會(huì)對(duì)電阻測(cè)量的幾種方法進(jìn)行歸納。

一、伏安法測(cè)電阻

伏安法測(cè)電阻是初中物理中一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)可以利用電壓表和電流表分別測(cè)出未知電阻Rx的電壓、電流，再求出Rx的阻值，這種方法叫“伏安法”。課堂上我同時(shí)測(cè)量了燈泡的電阻，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)燈泡電阻不是一個(gè)定值。燈泡電阻的大小隨溫度的改變而改變。該方法有電壓表和電流表，這是普通測(cè)電阻的方法。

二、只有電流表測(cè)電阻

1.如圖，用電流表測(cè)出通過(guò)Rx的電流記為Ix，再用電流表測(cè)出通過(guò)R0的電流I0，則R0兩端電壓U0=I0R0，因?yàn)镽x與R0并聯(lián)，并聯(lián)電路各支路電壓相等，所以Ux=U0=I0R0 ，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算得到Rx=I0R0/Ix。該實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改接電流表位置分別測(cè)得兩支路電流，由并聯(lián)電路電壓相等得到Rx，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要改接電流表，操作相對(duì)麻煩。

2.如圖，閉合S1，斷開S2，電流表測(cè)出R0中的電流記為I0，R0兩端電壓U0=I0R0，再閉合S2，Rx與R0并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流I。則Rx中電流Ix=I-I0;并聯(lián)電路各支路電壓相等，所以Rx兩端電壓Ux=U0=I0R0。通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算得到Rx=I0R0/（I-I0）。這個(gè)方法通過(guò)變換開關(guān)改變電路，無(wú)須重新改接電路，操作方便。

三、只有電壓表測(cè)電阻

1.如圖，用電壓表測(cè)出RX兩端電壓記為UX。再用電壓表測(cè)出R0兩端電壓記為U0，則通過(guò)R0的電流I0=U0/R0。RX的電流Ix=UX/RX，因?yàn)镽x與R0串聯(lián)，串聯(lián)電路中電流處處相等，所以Ix=I0=U0/R0，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算得到Rx=UXR0/U0。

2.如圖，S1、S2同時(shí)閉合，R0被短路，電壓表測(cè)電源電壓記為U。S1閉合、S2斷開，R0與RX串聯(lián)，電壓表測(cè)RX兩端電壓記為UX。則R0兩端電壓U0=U-UX ，通過(guò)R0的電流I0=U0/R0=（U-UX）/R0 、通過(guò)RX的電流Ix=UX/RX 。因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等，所以（U-UX）/R0 =UX/RX，Rx=UXR0/（U-UX）。

四、等效替代法測(cè)電阻

1.如圖，開關(guān)接1，讀出電流表示數(shù)I，再將開關(guān)接2，調(diào)節(jié)變阻箱阻值使電流表的示數(shù)仍為I;這是利用變換開關(guān)改變電路，通過(guò)串聯(lián)電路電壓和電流相等，電路總電阻相等，則Rx+R=R0+R，所以Rx=R0。

2.如圖，閉合開關(guān)S和S2，使電流表示數(shù)為I;斷開S2，再閉合S和S1，滑動(dòng)變阻器在變換開關(guān)的過(guò)程中位置不變，調(diào)節(jié)變阻箱阻值使電流表的示數(shù)仍為I;這種方式跟上一種比較類似，只有電流表測(cè)電流，滑動(dòng)變阻器當(dāng)作一個(gè)定值電阻來(lái)處理，所以Rx=R0。

電阻測(cè)量是一個(gè)以實(shí)驗(yàn)為主的課，既能檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)基本電學(xué)儀器的使用和對(duì)電學(xué)基本規(guī)律的掌握情況，又能培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新意識(shí)，是考查學(xué)生能力的重要中考命題熱點(diǎn)。