运用伏安法测电阻的一些新思想

1、运用伏安法测电阻的一些新思想 摘要：实验是物理学中的重要组成部分，也是各类考试中重点考察的知识点。在考试中学生对这类问题很容易失分，实际上，只要掌握了某些基本的原则和知识，这类问题会比其他的物理题更好答，所以有必要对实验问题高度重视。本文主要讨论了电阻测量中的一些创新性思维，在这几年的高考中，这些知识频繁出现。 关键词：电阻测量；新理念；分类和总结 定西市教育科学规划课题研究成果（课题编号dx2012ghb94） 在历年的全国高考和地方各种版本的高考试题中，实验一直是一个重要的考查点。分析其意图就是要体现物理实验在物理学中的基础作用，这两年实验的考查主要集中在电学实验部分。这是因为电学实验比较

2、重要，同时比较庞杂，有比较大的出题自由度，适合出一些设计性的试题，利于考查学生的能力。在教学中教师可以让学生先设计实验，然后再从所给的器材中选出所需的仪器，当然设计实验时必须要考虑题目所给的器材，然后让学生根据题目的要求恰当地设计实验。这就能很好地考查学生的各种能力。但对学生来说，这样的试题却是一个不小的考验，学生看到题目不知如何入手，感觉做了很多的题目，但看到新题目还是无从下手，做题效果不明显。我们总结这部分知识，会感觉到头绪繁多，没有规律性，而且高考题往往和课本中的基本实验有所区别，是对课本基本实验的创新和发展。这给学生造成了很大的困难，因为这样的题目对学生的创新能力有一定的要求。本文主要

3、就电学中的重要实验伏安法测电阻中的一些新思想和新做法进行一些总结，以帮助学生复习这部分知识，同时为自己的教学总结规律，提高复习效率。 一、利用两块伏特表测电阻 传统的伏安法测电阻利用的是一块伏特表、一块安培表测电阻，但由于考题中的要求或者是考题中所给的器材等各种条件的限制，有时需要用两块伏特表来测电阻，这是一种创新性的思维。要做对这样的题目，学生不但要对伏特表的内部构造很清楚，懂得其原理，还要有很强的创新能力，所以，这对学生的要求较高。 例1，有一块电压表的量程是3v，它的内阻大约是，现在有这些器材可以挑选。最大量程是0.5a的安培表a1，它的内阻大约是0.1，还有一个阻值变化范围是09999

4、的变阻箱r1，另外还有一个阻值的调节范围是099.9的电阻箱r2，有一个1.5a的额定电流，电阻最大大约是100的滑动变阻器r3，还有一个大约是0.5内阻，6v电动势的电源，导线有一些，开关足够用。 （1）现在要测电压表的内阻，而且结果要准确一些，从上述器材中选择一些仪器，设计个实验电路。 （2）根据你设计的实验，利用所测得的数据表达出电压表的内阻rv= 。 解答：做这个题时，最主要的是要考虑到两个电表的量程，因为电压表是3v的量程，大约2000的内阻，所以电路中能够产生的电流最大值是，所以题目中给出的电流表由于量程太大，不能使用，我们应该另想办法。考虑到电阻箱的读数可直接读出，可当成一个电压

5、表使用。于是我们可以利用所测得数据直接得到伏特表的内阻表达式是。 例2.有一个阻值约为1000的电阻，要求用题目中给出的仪器测它的电阻：大约9.0v电动势，内阻不能忽略的电源e，1.5v量程r1=750内阻的伏特表v1，5v量程r1=2500内阻的伏特表v2，当调到最大时阻值大概是200的滑动变阻器，有一些开关和导线。当伏特表v1的读数是u1，伏特表v2的读数是u2时，可以由这些已知量表达出待测电阻的阻值是rx= 。 解答：我们要注意到本题有一个奇怪的现象，没有安培表，所以无法运用经典的伏安法测电阻的方法来求解，考虑到知道一块伏特表的内阻，如果我们读出伏特表的读数，也就知道了伏特表两端的电压值

6、，而我们又知道伏特表的内阻，所以可以用欧姆定律求得通过伏特表中的电流，问题就解决了。所以电阻的表达式是rx=。 二、用两块电流表测电阻 和第一种方法相似，我们可以用一块电流表代替电压表，从而可用两块电流表测某一电阻的阻值。 例3.有一个电流表a1量程大约是20ma，内阻不知道，要求设计一个实验来测量这个电流表的内阻，精度尽可能的高些。主要有这些器材：量程500a，内阻r2=750的电流表a2；量程10v，内阻=10k的伏特表v；电阻大约是100的固定电阻 r1；最大阻值大约是50的滑动变阻器；电压为1.5v的电源e，内阻可忽略不计，还有足够实验用的导线和开关。用这些器材设计一个实验，测出电流表

7、的内阻，并用测得的量表达出电流表的内阻r1= ，说明一下表达式中字母的物理意义。 解答：本题如果选用题目中给出的电压表来完成实验是不可能的，原因在于电压表的量程是10v，而考虑到电流表a1的内阻和通过的电流最大值，电流表两端的最大电压不能超过0.4v，而这个数值对量程为10v的电压表来说几乎看不到明显的偏转，当然也不可能有比较精确的读数，所以经过详细的分析我们就会发现电压表不能用。考虑到我们有两块电流表，而一块电流表的内阻又已知，如果我们读出通过电流表的电流值，利用欧姆定律就可知道加在电流表两端的电压值，事实上起到了一块电压表的作用。所以，我们基于以上的分析可以知道电流表的内阻表达式是，式中i1、i2、r1、r2分别是两块安培表中的电流值和它们的内阻值。 以上我所提出的这些新思想和新方法是课本基础实验的延伸和拓展，体现出了高考扎根于课本又高于课本的命题思路