初中物理教研論文計(jì)算和測(cè)量小燈泡電阻的“拓展法”

1、七彩教育網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺(tái)，無需注冊(cè)、無需登錄即可下載計(jì)算和測(cè)量小燈泡電阻的“拓展法”鳳崗綏陽中學(xué) 王 強(qiáng)計(jì)算和測(cè)量導(dǎo)體的電阻是初中電學(xué)學(xué)習(xí)必須掌握的一種技能，對(duì)“伏安法”測(cè)電阻這一實(shí)驗(yàn)的考查，一直是中考的熱點(diǎn)。特別是對(duì)課本上的測(cè)電阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)的拓展，更是考查同學(xué)們應(yīng)變能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的重要方式。下面總結(jié)的一些測(cè)電阻的“拓展法”應(yīng)引起同學(xué)們注意：一、公式的靈和運(yùn)用1、由公式I=U/R可知道只要已知加在某段導(dǎo)體兩端的電壓U和通過這段導(dǎo)體的電流I，由R=U/I即可計(jì)算得這段導(dǎo)體的電阻R。2、由公式W=I2Rt，知道導(dǎo)體流過的電流I和電流在t時(shí)間內(nèi)做的功，由R=W/I2t得電阻。3、由公式W=U2

2、T/R知道電壓U，時(shí)間T以及電功W，由R=U2T/W可得電阻R。4、由公式P=I2R可得R=P/I2.5、由公式P=U2/R可得R=U2/P.6、由電阻串聯(lián)的分流原理R1/R2=I2/I1可得R1=R2I2/I1或R2=R1I1/I2.7、由電阻并聯(lián)的分壓原理R1/R2=U1/U2可得R1=R2U1/U2或R2=R1U2/U1.8、由電阻的串聯(lián)公式R=R1+R2可得R1=R-R2或R2=R-R1.9、由電阻的并聯(lián)公式1/R=1/R1+1/R2可得R=R1R2/(R1+R2),或R1=RR2/(R-R2),或R2=RR1/(R-R1).二、用實(shí)驗(yàn)法一)、有電流表和電壓表。用伏安法測(cè)電阻，原理是I

3、=U/R，原理圖為圖1所示。圖1用電流表測(cè)出通過待測(cè)電阻的電流和用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓，然后用I=U/R變形得R=U/I可得R. 二）、有電壓表，無電流表 此類測(cè)電阻的方法，其設(shè)計(jì)思想是：由于不能利用電流表測(cè)出電流，所以必須應(yīng)用電壓表多次測(cè)電壓，運(yùn)用串聯(lián)電路中電流相等求出電流，進(jìn)行等效電路設(shè)計(jì)。 1伏伏法 若器材要求只能用兩個(gè)電壓表，且有一只已知阻值的定值電阻，方法如下：（如圖2所示）： 圖2 閉合開關(guān)，測(cè)出R0和Rx兩端的電壓U1和U2。 Rx的計(jì)算式：。 2滑伏法 若器材要求只能用一個(gè)電壓表，

4、且有一只滑動(dòng)變阻器，方法如下：（如圖3所示）： 圖3 閉合開關(guān)，測(cè)出當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最大（最大電阻為Rm）時(shí)Rx兩端的電壓值U1和當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最小時(shí)的電壓值U2。 Rx的計(jì)算式：。 3伏阻法 若器材要求只能用一個(gè)電壓表，且有一只已知阻值的定值電阻，方法如下：（如圖4所示）： 圖4 當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，電壓表測(cè)的是R0兩端電壓U0。 當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，電壓表測(cè)的是電源電壓U。 Rx的計(jì)算式：。 典例鏈接：（2007，云南紅塔）“曹沖稱象”的故事流傳至今，最為人稱道的是曹沖采用的方法，他

5、把船上的大象換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果（船體浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石頭的重，人們把這種方法叫“等效替代法”，請(qǐng)嘗試?yán)谩暗刃娲ā苯鉀Q下面的問題。 【探究的目的】粗略測(cè)量待測(cè)電阻Rx的值 【探究器材】待測(cè)電阻Rx、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻箱（元件符號(hào)）、若干開關(guān)，一個(gè)電池、若干導(dǎo)線和一個(gè)刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表（電流表是量程足夠大） 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 （1）在右邊的虛線方框內(nèi)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖； （2）將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。并用字母表示需要測(cè)出的物理量： 第一步：開關(guān)斷開，并按設(shè)計(jì)的電路

6、圖連接電路  （3）寫出Rx的表達(dá)式：                    （用測(cè)量量表示） 【解析】此題屬于“一只電表測(cè)電阻”的類型，這種類型的題目，由于器材相對(duì)不夠，不能用“伏安法”來測(cè)電阻，因此要運(yùn)用“等效替代”的思想來設(shè)計(jì)測(cè)電阻的方法。哪個(gè)量相等？這是我們所要關(guān)心的。題目中已經(jīng)給出的儀表是電流表，我們可以知道電流的大小。雖然不能準(zhǔn)確讀出電流值，但能比較電流的大小。因此

7、，電流這個(gè)物理量，我們可當(dāng)作已知量。根據(jù)歐姆定律變形公式可知，需要將未知電阻的兩端電壓求出來。沒有電壓表當(dāng)然不能直接讀出未知電阻兩端的電壓，這時(shí)就要找等量，這個(gè)電壓與誰的電壓相等呢？并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等。我們可以連接成并聯(lián)電路，讓未知電阻兩端電壓與連入電路中的電阻箱的兩端電壓相等。記下通過未知電阻中的電流的示數(shù)（其實(shí)指電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度），再將電流表接入電阻箱的支路中，使兩次電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度相同，這樣就能測(cè)出未知電阻的阻值。 如圖5； 圖5 第二步：只閉合開關(guān)S1，觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)的位置；第三步：斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱電阻的大小

8、，觀察電流表的指針，使它指向前面記錄的位置；第四步：讀出此時(shí)電阻箱電阻的大小R0。 Rx=R0。二）、有電流表，無電壓表此類測(cè)電阻的方法，其設(shè)計(jì)思想是：由于不能利用電壓表測(cè)出電壓，所以需要應(yīng)用電流表多次測(cè)量電路中的電流，運(yùn)用并聯(lián)電路兩端電壓相等或開關(guān)的斷開、閉合引起電路結(jié)構(gòu)的改變，求出電壓，進(jìn)行等效電路的設(shè)計(jì)。 1安安法 若器材要求只能用兩個(gè)電流表，且有一只已知阻值的定值電阻。方法如下：（如圖6所示）： 圖6 閉合開關(guān)，測(cè)出通過R0和Rx的電流I2和I1。 Rx的計(jì)算式：。 2安滑法 若器材要求只能用一個(gè)電流表，且

9、有一只滑動(dòng)變阻器，方法如下：（如圖7所示）： 圖7 閉合開關(guān)，測(cè)出通過當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最大（最大電阻為Rm）時(shí)的電流值I1和當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最小時(shí)的電流值I2。 Rx的計(jì)算式：。 3安阻法 若器材要求只能用一個(gè)電流表，且有一只已知阻值的定值電阻，方法如下：（如圖8所示）： 圖8 當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，電流表測(cè)的是通過R0的電流I0。 當(dāng)S1斷開，S2閉合時(shí)，電流表測(cè)的是通過Rx的電流Ix。 Rx的計(jì)算式： 三、圖像法。1、 由圖9所示可求出在某時(shí)導(dǎo)體的電阻。如（1）當(dāng)電壓U1=1V時(shí)I1=0.3A,由R1=U1/I1=1/0.3=10/3歐，（2） 當(dāng)U2=3V時(shí)I2=0.5A,由R2=U2/I1=3/0.5=6歐， (3) 當(dāng)U3=6V時(shí)I3=0.6A,由R3=U3/I3=6/0.6=10歐由上可以得出電阻在不斷的變化，說明了什么？（可能跟溫度有關(guān)） 圖92、