初中物理“伏安法”电路的综合分析与应用.doc

附文：初中物理“伏安法”电路的综合分析与应用福建省惠安嘉惠中学 陈金龙“伏安法”是一种应用较为普遍的实验方法。例如：通过利用欧姆定律的一个变形公式：，用电压表、电流表同时测出被灯泡工作时的电压值和电流值，就可以计算出它的电阻，也就是间接测量它的电阻。这种测量电阻的方法就称为“伏安法”。在初中物理电学中，“伏安法”电路应用是多方位的，它是初三年电学几个重点章节中共有的实验方法。学生必须掌握且灵活应用“伏安法”电路，该电路在初中物理电学应用于：探究“欧姆定律”、测量电阻、电阻的串联和并联、测量电功率等等。学生在学习中要熟悉“伏安法”电路结构，实验中要能排除各种各样的故障，最后还要能在此电路基础上进行一定的计算与分析，这些对很多学生来说是有一定难度的。因此，有必要对“伏安法”电路进行深入分析与引导。下面就对“伏安法”电路进行综合分析与应用。伏安法实验电路电路分析时，一般从电源正极沿电流方向进行分析到电源负极，并遵循：先流后压原则（先分析电流路线或电流表再分析电压部分或电压表）。伏安法电路综合应用 定值电阻R：多次测量（求平均值减小误差）伏安法电路 灯泡L：多次测量（寻找规律：灯丝电阻随温度的升高而增大） （一般只针对灯泡L）多次测量U实=U额，I实=I额，P实=P额；U实U额，I实I额，P实P额；U实U额，I实I额，P实P额；灯泡的亮度由：实际功率 决定。寻找规律注意事项及部分元件带来的故障现象1、电源：注意电源电压的选取：U电源 比U被测 大，一般不超过两倍。2、开关：连接电路时，应处于断开状态。（比较安全）3、滑动变阻器：1）选取适当参数：如：电源电压为8V，灯泡额定电压为3.8V，灯泡电阻R约为10，滑动变阻器的规格有：“10 1A”、“50 0.5A”和“1k 0.1A”应选规格： 。分析：由I=U/R可知：电路中电流约为0.38A，又由串联电路的分压原理：U1：U2=R1：R2可知：滑动变阻器电阻R：（4.2V/3.8V）10=11.05，故应选规格“50 0.5A”的滑动变阻器。2）作用：a、调节被测 两端的电压（视：被测电路是灯泡或定值电阻而定）；b、保护电路（闭合开关前滑片应处于最大阻值）。分析：闭合开关后电路中的电流最小，这样比较不容易烧坏电路中某些元件。3）接法：滑动变阻器连线应：一上一下。4）故障：a、滑动变阻器连线均在上端：（接入电阻RaP=0）故障现象：电流表、电压表示数均较大，灯较亮，移动滑片时，两表示数不变，灯亮暗也不变。b、滑动变阻器连线均在下端：（接入电阻RaP最大）故障现象：电流表、电压表示数均较小，灯较暗，移动滑片时，两表示数不变，灯亮暗也不变。c、滑动变阻器开路或接触不良：故障现象：电流表、电压表没示数，灯也不亮。4、灯L不亮：a、灯泡L开路：（灯丝断了或灯泡接触不良）故障现象：电流表没示数，电压表示数较大或接近电源电压，移动滑片时，两表示数均维持原状不变。b、灯泡L短路：故障现象：电流表有示数，电压表没示数，移动滑片，电流表示数会变化，电压表示数仍为0。5、电流、电压表：（两个表都会出现的故障应注意指出哪个表）a、“+”、“-”接线柱连线接反：故障现象：指针反偏（即：指针转到左边没刻度的地方）。b、量程的选取：（无法估计时，应试触大量程）量程选择太小：故障现象：超量程（即：指针超过右边没刻度的地方）；量程选择太大：故障现象：移动滑片时，指针只在前面很小的范围偏转。c、接法：电流表应串联在被测电路中。电流表错接成并联：因电流表相当一条接通的导线，将造成被并电路短路；电压表应并联在被测电路两端。电压表错接成串联：因电压表相当一条断开的导线，将造成整个电路开路，电流表没示数，灯不亮，但电压表示数较大接近电源电压，移动滑片时，两表示数均维持原状不变。d、电压表并联在滑动变阻器两端：（设滑片P向右移）不采用的分析方法：UV = IARap 分析：电源电压U电源 不变，灯泡工作电阻RL 不变，滑片P向右移，接入电阻Rap 变大，电路中电流IA = U电源 / （ RL + Rap ）变小，电压表示数UV 将无法判断。应采用的分析方法：UV = U电源 - UL = U电源 - IARL 分析：电源电压U电源 不变，灯泡工作电阻RL 不变，滑片P向右移，接入电阻Rap 变大，电路中电流IA = U电源 / （ RL + Rap ）变小，根据UL = IARL 可知：灯泡两端电压UL变小，因此，电压表示数UV 变大。“伏安法”电路实例应用与分析：例1：A、B、C三盏电灯，分别标有“PZ220-25”、“PZ110-25”、“36V 25W”字样，在各自额定电压下工作，则最亮的是：（ ）A、灯泡A B、灯泡B C、灯泡C D、一样亮分析：A、B、C三盏电灯在各自额定电压下工作，都正常发光，因此，实际功率等于各自的额定功率均为25W，所以，A、B、C三盏电灯一样亮，故选D。VAR1图1例2：如图1所示，电阻R1=8，当滑动变阻器的滑片在中央位置时，电流表的示数为0.5A，则电压表的示数为 V，若把滑片向左移动时，电流表的示数将 ，电压表的示数将 。（ 填“变大”，“变小”或“不变” ）分析：电压表的示数UV = IA R1 = 0.5A8 = 4V；电流表的示数IA ：电源电压U电源 不变，定值电阻R1 不变，滑片P向左移，接入电阻Rap 变小，电路中电流IA = U电源 / （ RL + Rap ）变大；电压表的示数UV ：定值电阻R1 不变，电路中电流IA变大，由UV = IA R1；可知：电压表的示数UV 变大。例3：在如图2所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P由左向右滑动时，各表的示数变化为（ ）A电流表示数变小，电压表示数变小 B电流表示数不变，电压表示数不变C电流表示数不变，电压表示数变小 D电流表示数变小，电压表示数变大图2分析：电源电压U电源 不变，定值电阻R1 不变，滑片P向右移，接入电阻R2 变大，电路中电流IA