初中物理教研論文計算和測量小燈泡電阻的“拓展法”

1、七彩教育網(wǎng) 教學資源分享平臺，無需注冊、無需登錄即可下載計算和測量小燈泡電阻的“拓展法”鳳崗綏陽中學 王 強計算和測量導體的電阻是初中電學學習必須掌握的一種技能，對“伏安法”測電阻這一實驗的考查，一直是中考的熱點。特別是對課本上的測電阻這個實驗的拓展，更是考查同學們應變能力、實驗設計能力的重要方式。下面總結的一些測電阻的“拓展法”應引起同學們注意：一、公式的靈和運用1、由公式I=U/R可知道只要已知加在某段導體兩端的電壓U和通過這段導體的電流I，由R=U/I即可計算得這段導體的電阻R。2、由公式W=I2Rt，知道導體流過的電流I和電流在t時間內做的功，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、用實驗法一)、有電流表和電壓表。用伏安法測電阻，原理是I

3、=U/R，原理圖為圖1所示。圖1用電流表測出通過待測電阻的電流和用電壓表測出待測電阻兩端的電壓，然后用I=U/R變形得R=U/I可得R. 二）、有電壓表，無電流表 此類測電阻的方法，其設計思想是：由于不能利用電流表測出電流，所以必須應用電壓表多次測電壓，運用串聯(lián)電路中電流相等求出電流，進行等效電路設計。 1伏伏法 若器材要求只能用兩個電壓表，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，測出R0和Rx兩端的電壓U1和U2。 Rx的計算式：。 2滑伏法 若器材要求只能用一個電壓表，

4、且有一只滑動變阻器，方法如下：（如圖3所示）： 圖3 閉合開關，測出當滑動變阻器阻值最大（最大電阻為Rm）時Rx兩端的電壓值U1和當滑動變阻器阻值最小時的電壓值U2。 Rx的計算式：。 3伏阻法 若器材要求只能用一個電壓表，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S1閉合，S2斷開時，電壓表測的是R0兩端電壓U0。 當S1、S2都閉合時，電壓表測的是電源電壓U。 Rx的計算式：。 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”，請嘗試利用“等效替代法”解決下面的問題。 【探究的目的】粗略測量待測電阻Rx的值 【探究器材】待測電阻Rx、一個標準電阻箱（元件符號）、若干開關，一個電池、若干導線和一個刻度不準確但靈敏度良好的電流表（電流表是量程足夠大） 【設計實驗和進行實驗】 （1）在右邊的虛線方框內畫出你設計的實驗電路圖； （2）將下面的實驗步驟補充完整。并用字母表示需要測出的物理量： 第一步：開關斷開，并按設計的電路

6、圖連接電路  （3）寫出Rx的表達式：                    （用測量量表示） 【解析】此題屬于“一只電表測電阻”的類型，這種類型的題目，由于器材相對不夠，不能用“伏安法”來測電阻，因此要運用“等效替代”的思想來設計測電阻的方法。哪個量相等？這是我們所要關心的。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。雖然不能準確讀出電流值，但能比較電流的大小。因此

7、，電流這個物理量，我們可當作已知量。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。沒有電壓表當然不能直接讀出未知電阻兩端的電壓，這時就要找等量，這個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)（其實指電流表指針偏轉的角度），再將電流表接入電阻箱的支路中，使兩次電流表指針偏轉的角度相同，這樣就能測出未知電阻的阻值。 如圖5； 圖5 第二步：只閉合開關S1，觀察并記錄電流表指針偏轉的位置；第三步：斷開開關S1，閉合開關S2，調節(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：讀出此時電阻箱電阻的大小R0。 Rx=R0。二）、有電流表，無電壓表此類測電阻的方法，其設計思想是：由于不能利用電壓表測出電壓，所以需要應用電流表多次測量電路中的電流，運用并聯(lián)電路兩端電壓相等或開關的斷開、閉合引起電路結構的改變，求出電壓，進行等效電路的設計。 1安安法 若器材要求只能用兩個電流表，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，測出通過R0和Rx的電流I2和I1。 Rx的計算式：。 2安滑法 若器材要求只能用一個電流表，且

9、有一只滑動變阻器，方法如下：（如圖7所示）： 圖7 閉合開關，測出通過當滑動變阻器阻值最大（最大電阻為Rm）時的電流值I1和當滑動變阻器阻值最小時的電流值I2。 Rx的計算式：。 3安阻法 若器材要求只能用一個電流表，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S1閉合，S2斷開時，電流表測的是通過R0的電流I0。 當S1斷開，S2閉合時，電流表測的是通過Rx的電流Ix。 Rx的計算式： 三、圖像法。1、 由圖9所示可求出在某時導體的電阻。如（1）當電壓U1=1V時I1=0.3A,由R1=U1/I1=1/0.3=10/3歐，（2） 當U2=3V時I2=0.5A,由R2=U2/I1=3/0.5=6歐， (3) 當U3=6V時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） 圖92、