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测量电阻的几种方法

2017-02-27河北省兴隆县三道河乡中学

农村青少年科学探究 2017年11期
关键词:滑片小亮变阻器

河北省兴隆县三道河乡中学 管 余

学习了欧姆定律后,老师布置了一个任务,让同学们自己动手测量一个导体的电阻。

小明、小亮和小伟他们三个人来到了实验室,各自选择了待测电阻。然后,他们按照如图1所示的电路图连接好电路,并进行测量。移动滑动变阻器滑片,读出三次电压表和电流表的示数,并由此计算出每次的电阻和电阻的平均值。

图1

小亮说:“我不用电压表也能测出电阻。”然后说出了自己的设计思路:只有电流表,没有电压表时,可将电流表和定值电阻组合起来等效为电压表,即把电流表和定值电阻串联起来后并联在待测电阻两端,电流表示数与定值电阻阻值的乘积就是待测电阻两端的电压,用干路电流减去通过定值电阻的电流就是通过待测电阻的电流,从而可求出待测电阻的阻值。

小亮设计的电路如图2所示。用电流表测出通过干路的电流I;保持滑动变阻器滑片不动,再用电流表测出通过R0的电流I0,则R0两端的电压U0=I0R0;因为Rx与R0并联,所以Ux=U0=I0R0;根据欧姆定律得:

图2

小伟从小亮的方法中得到了启发,他不用电流表也测出了电阻。他设计的方法是:用电压表和定值电阻等效出一个电流表,即把电压表并联在定值电阻两端,电压表示数与定值电阻阻值的比就是电路中的电流,再测出待测电阻两端的电压,就可以求出待测电阻的阻值了。

小伟设计的电路如图3所示。移动滑动变阻器滑片,用电压表测出Rx两端的电压Ux;保持滑动变阻器滑片不动,再用电压表测出R0两端电压U0;通过R0、Rx的电流;根据欧姆定律得:

图3

小明觉得小亮和小伟的这两种方法虽然能测出电阻,但是需要两块电压表或电流表,若使用一块电压表或电流表,则需要更换电表位置重新组装电路。能不能再改进一下呢?三个人经过讨论后又设计了如图4和图5所示的电路。

图4

如图4所示,将滑动变阻器滑片移至最左端,读出电流表示数I1,则电源电压U=I1Rx;再将滑片移至最右端,此时Rx与R0串联,读出电流表示数I2,电源电压U=I2(Rx+R0);根据电源电压不变可得:I1Rx=I2(Rx+R0),故被测电阻

图5

如图5所示,将滑动变阻器滑片移至最左端,电压表测电源电压U;再将滑片移至最右端,此时Rx与R0串联,电压表测Rx两端电压Ux,则R0两端电压U0=U-Ux;通过Rx、R0的电流故可求得

看来测量电阻的方法有很多,你还有哪些好方法,不妨试一试!

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