初中物理教研论文计算和测量小灯泡电阻的“拓展法”

1、七彩教育网 教学资源分享平台，无需注册、无需登录即可下载计算和测量小灯泡电阻的“拓展法”凤岗绥阳中学 王 强计算和测量导体的电阻是初中电学学习必须掌握的一种技能，对“伏安法”测电阻这一实验的考查，一直是中考的热点。特别是对课本上的测电阻这个实验的拓展，更是考查同学们应变能力、实验设计能力的重要方式。下面总结的一些测电阻的“拓展法”应引起同学们注意：一、公式的灵和运用1、由公式I=U/R可知道只要已知加在某段导体两端的电压U和通过这段导体的电流I，由R=U/I即可计算得这段导体的电阻R。2、由公式W=I2Rt，知道导体流过的电流I和电流在t时间内做的功，由R=W/I2t得电阻。3、由公式W=U2

2、T/R知道电压U，时间T以及电功W，由R=U2T/W可得电阻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、由电阻串联的分流原理R1/R2=I2/I1可得R1=R2I2/I1或R2=R1I1/I2.7、由电阻并联的分压原理R1/R2=U1/U2可得R1=R2U1/U2或R2=R1U2/U1.8、由电阻的串联公式R=R1+R2可得R1=R-R2或R2=R-R1.9、由电阻的并联公式1/R=1/R1+1/R2可得R=R1R2/(R1+R2),或R1=RR2/(R-R2),或R2=RR1/(R-R1).二、用实验法一)、有电流表和电压表。用伏安法测电阻，原理是I

3、=U/R，原理图为图1所示。图1用电流表测出通过待测电阻的电流和用电压表测出待测电阻两端的电压，然后用I=U/R变形得R=U/I可得R. 二）、有电压表，无电流表 此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电流表测出电流，所以必须应用电压表多次测电压，运用串联电路中电流相等求出电流，进行等效电路设计。 1伏伏法 若器材要求只能用两个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图2所示）： 图2 闭合开关，测出R0和Rx两端的电压U1和U2。 Rx的计算式：。 2滑伏法 若器材要求只能用一个电压表，

4、且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图3所示）： 图3 闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。 Rx的计算式：。 3伏阻法 若器材要求只能用一个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图4所示）： 图4 当S1闭合，S2断开时，电压表测的是R0两端电压U0。 当S1、S2都闭合时，电压表测的是电源电压U。 Rx的计算式：。 典例链接：（2007，云南红塔）“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他

5、把船上的大象换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果（船体浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石头的重，人们把这种方法叫“等效替代法”，请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题。 【探究的目的】粗略测量待测电阻Rx的值 【探究器材】待测电阻Rx、一个标准电阻箱（元件符号）、若干开关，一个电池、若干导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表是量程足够大） 【设计实验和进行实验】 （1）在右边的虚线方框内画出你设计的实验电路图； （2）将下面的实验步骤补充完整。并用字母表示需要测出的物理量： 第一步：开关断开，并按设计的电路

6、图连接电路  （3）写出Rx的表达式：                    （用测量量表示） 【解析】此题属于“一只电表测电阻”的类型，这种类型的题目，由于器材相对不够，不能用“伏安法”来测电阻，因此要运用“等效替代”的思想来设计测电阻的方法。哪个量相等？这是我们所要关心的。题目中已经给出的仪表是电流表，我们可以知道电流的大小。虽然不能准确读出电流值，但能比较电流的大小。因此

7、，电流这个物理量，我们可当作已知量。根据欧姆定律变形公式可知，需要将未知电阻的两端电压求出来。没有电压表当然不能直接读出未知电阻两端的电压，这时就要找等量，这个电压与谁的电压相等呢？并联电路各支路两端电压相等。我们可以连接成并联电路，让未知电阻两端电压与连入电路中的电阻箱的两端电压相等。记下通过未知电阻中的电流的示数（其实指电流表指针偏转的角度），再将电流表接入电阻箱的支路中，使两次电流表指针偏转的角度相同，这样就能测出未知电阻的阻值。 如图5； 图5 第二步：只闭合开关S1，观察并记录电流表指针偏转的位置；第三步：断开开关S1，闭合开关S2，调节电阻箱电阻的大小

8、，观察电流表的指针，使它指向前面记录的位置；第四步：读出此时电阻箱电阻的大小R0。 Rx=R0。二）、有电流表，无电压表此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电压表测出电压，所以需要应用电流表多次测量电路中的电流，运用并联电路两端电压相等或开关的断开、闭合引起电路结构的改变，求出电压，进行等效电路的设计。 1安安法 若器材要求只能用两个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下：（如图6所示）： 图6 闭合开关，测出通过R0和Rx的电流I2和I1。 Rx的计算式：。 2安滑法 若器材要求只能用一个电流表，且

9、有一只滑动变阻器，方法如下：（如图7所示）： 图7 闭合开关，测出通过当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。 Rx的计算式：。 3安阻法 若器材要求只能用一个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图8所示）： 图8 当S1闭合，S2断开时，电流表测的是通过R0的电流I0。 当S1断开，S2闭合时，电流表测的是通过Rx的电流Ix。 Rx的计算式： 三、图像法。1、 由图9所示可求出在某时导体的电阻。如（1）当电压U1=1V时I1=0.3A,由R1=U1/I1=1/0.3=10/3欧，（2） 当U2=3V时I2=0.5A,由R2=U2/I1=3/0.5=6欧， (3) 当U3=6V时I3=0.6A,由R3=U3/I3=6/0.6=10欧由上可以得出电阻在不断的变化，说明了什么？（可能跟温度有关） 图92、