伏安法及其应用

1、伏安法及其应用变形的伏安法学习要求1、熟练运用欧姆定律和串并联规律分析解决实际问题；2、理解用伏安法测量导体电阻和用电器电功率的原理；3、学会使用变形的伏安法测量导体的电阻和用电器的电功率。知识回顾1、伏安法：根据欧姆定律，同时使用电流表、电压表和滑动变阻器（即 “两表一器”）测量未知电阻的值的方法叫伏安法。2、变形的伏安法：对于缺一个电表，再给一些其他元件，根据欧姆定律和串并联电路的规律来测定未知电阻的方法，我们称之为“变形的伏安法”。3、串并联规律:串联电流等、并联电压等；其余是相加、但电阻并联要倒数；串联电压与电阻正比、并联电流与电阻反比。图把握要点1、明确两个原则：安全性原则、精确性原

2、则。2、抓住两个不变：电源电压不变，定值电阻阻值不变。3、列出一个方程：电压方程。电表不超量程电表指针要达到满偏刻度的1/3或1/2以上根据电压相等列方程：俗称：电压方程一、缺电流表时充分利用串联电流相等的特点分析处理。1、有一个定值电阻R0；a、方法：将待测RX与定值电阻R0串联；b、电路图：缺电流表时有一个定值电阻 c、步骤：第一，先用电压表测出待测电阻RX两端的电压，记作UX；第二，再用电压表测出定值电阻R0两端的电压，记作U0；缺电流表时有一个定值电阻d、推导及结论， 由于RX与R0串联，则：IX=I0 ， 所以：UXRX=U0R0 ， 推得：RX= UXR0U0。 故：用RX= UX

3、R0U0 求得RX即为所测。缺电流表时 2、有一个定值电阻R0,再给一个开关 短路法 a、方法：将待测RX与定值电阻R0串联，再把开关并联在R0两端；利用此开关的断开与闭合，造成R0与RX串联或R0被短路的两种状态，实现对未知电阻值的测定。 b、电路图：缺电流表时有一个定值电阻（短路法） c、步骤：第一，把电压表并联在电阻RX两端，闭合开关S2读出此时电压表的示数，记作U；第二，再断开开关S2读出此时电压表的示数记作UX；电压表只能并联在RX两端缺电流表时有一个定值电阻（短路法）d、推导及结论， 因为：当开关S2闭合时电压表的示数就是电源电压U,而开关S2断开时RX与R0串联， 则由：IX=I

4、0 得， 所以：UXRX=（U-UX)R0 ， 推得：RX= UXR0(U-UX)。 故：用RX= UXR0(U-U0) 求得RX即为所测。缺电流表时3、已知一个电压表的电阻RVa、电路图如图所示b、电压表V1、V2的示数分别记作U1、U2，c、根据(U1-U2)/RX=U2/RV得到的结论 显然是:RX=(U1-U2)RV/U2 。课堂训练1：现准备用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，实验室能提供的实验器材有：A、待测小灯光L（其正常工作时的电阻值约为10）；B、二节新的干电池串联（每节干电池的电压为1.5V）；C、电压表一个（量程为03V，015V，电阻为5K）；D、电流表一

5、个（量程为00.6A，03A，电阻为5）；E、滑动变阻器R0（阻值为050，额定电流为1A）；F、开关S一个，导线若干。则： （1）如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻，那么，当小灯泡正常工作时，该电路中的电流约为 A，因此，电流表的量程应选0 A。（2）由于电流表和电压表都有一定的电阻，严格来说将它们接入电路后，对电路都要产生一定的影响。那么，为了减少误差，在甲、乙所示的电路图中，最好选 （选填“甲”或“乙”）。（3）若要考虑电表的电阻的影响而采用乙图测量时，两表示数分别为2.9V、0.20A，则RX的准确值为： 。0.250.6甲9.5缺电流表时4、有一个滑动变阻器RP； a、方法：将滑动变

6、阻器RP当定值电阻使用：利用滑动变阻器滑片的移动，使滑动变阻器的电阻线有被全部连入电路（最大值）或不连入电路（最小值，且为零）的特点，造成电路的两种状态，实现对未知电阻值的测定。缺电流表时有一个滑动变阻器b、电路图：要将RX与滑动变阻器RP串联，且电压表只能并联在RX两端c、测量步骤是：第一，将滑动变阻器的滑片移到最大值处，读出此时电压表的示数，记为U1；第二，将滑动变阻器的滑片移到最小值处，读出此时电压表的示数，记为U2；缺电流表时有一个滑动变阻器d、推导及结论， 由于RX与RP串联，则：IX=IP ， 所以：U1RX=（U2U1）RP ， 推得：RX= U1RP（U2U1）。 故：用RX=

7、 U1RP（U2U1） 求得RX即为所测。二、缺电压表时充分利用并联电压相等的特点1、有一个定值电阻R0；a、方法：将待测RX与定值电阻R0并联；b、电路图：缺电压表时有一个定值电阻 c、步骤：第一，先用电流表测出通过测电阻RX的电流，记作IX；第二，再用电流表测出通过定值电阻R0的电流，记作I0；缺电压表时有一个定值电阻d、推导及结论， 由于RX与R0并联，则：UX=U0 ， 所以：IXRX=I0R0 ， 推得：RX= I0R0IX。 故：用RX= I0R0IX 求得RX即为所测。根据电压相等列方程俗称：电压方程缺电压表时 2、有一个定值电阻R0,再给一个开关 短路法 a、方法：将待测RX与

8、定值电阻R0串联，再把开关并联在R0两端；利用此开关的断开与闭合，造成R0与RX串联或R0被短路的两种状态，实现对未知电阻值的测定。 b、电路图：也列电压方程所以要串联缺电压表时有一个定值电阻（短路法） c、步骤：第一，把电流表串联在电路中，闭合开关S2读出此时电流表的示数，记作I；第二，再断开开关S2读出此时电流表的示数记作IX；缺电流表时有一个定值电阻（短路法）d、推导及结论， 因为：当开关S2闭合时，R0被短路,于是有：U=IRX 而：当开关S2断开时RX与R0串联， 则有：U=IX (RX+R0)得， 所以：IRX=IX（RX+R0) ， 推得：RX= IXR0(I-IX)。 故：用R

9、X= IXR0(I-IX) 求得RX即为所测。这也是电压方程缺电压表时3、已知一个电流表的电阻RA和定值电阻R0。a、电路如图所示，b、电流表A1、A2的示数分别记作I1、I2，c、根据并联电路的规律： 有：I2(R0+RA)=(I1-I2)RX， 得：RX=(R0+RA)I2/(I1-I2)。这也是电压方程缺电压表时4、有一个滑动变阻器RP； a、方法：将滑动变阻器RP当定值电阻使用：利用滑动变阻器滑片的移动，使滑动变阻器的电阻线有被全部连入电路（最大值）或不连入电路（最小值，且为零）的特点，造成电路的两种状态，实现对未知电阻值的测定。缺电压表时有一个滑动变阻器b、电路图：要将RX与滑动变阻

10、器RP串联，c、测量步骤是：第一，将滑动变阻器的滑片移到最大值处，读出此时电流表的示数，记为I1；第二，将滑动变阻器的滑片移到最小值处，读出此时电流表的示数，记为I2；列电压方程也必须串联缺电压表时有一个滑动变阻器d、推导及结论， 由于电源电压不变，列出电压方程为：I1（RX+RP）=I2RX ， 所以：RX=I1RP（I2I1） 。 故：用RX= I1RP（I2I1） 求得RX即为所测。小结：1、伏安法的优点：可以实现多次测量，取平均值减小误差。2、变形的伏安法：a、除读数所带来的误差外，没有其他误差。b、只能实现一次性测量。c、多采用串联电路，便于使用电压方程。例题1：用“伏安法”测量定值

11、电阻RX的阻值，实验室提供的实验器材有：A、待测电阻Rx(阻值约为200)；B、二节干电池(每节干电池的电压约为1.5V)；C、电压表一个(量程03V，015V)；D、电流表一个(量程00.6A，03A)；E、滑动变阻器Ro(规格为100，2A)；F、开关S一个，导线若干。则：小明用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值，则该电路中电流表所选用的量程对应的分度值为 ；电路中的最大电流约为 A。小明同学在实验过程中发现该实验不能较精确地测量出待测电阻Rx的阻值。那么，为了能较精确的测出电阻Rx的阻值，请你只利用提供的部分器材重新设计一种可行的实验方案； 显然电流表不能使用，必须将滑动变阻器当定值

12、电阻使用，方能达成目的。0.02A0.015a、简述主要的实验步骤：第一步：闭合开关S，保持滑动片P在b端，记下电压表的示数为U1；第二步：把滑动片P滑到a端，记下电压表的示数为U2。 。b、写出待测电阻的表达式(用实验步骤和题中的相关字母表示)： Rx=U1Ro/（U2U1） 例题2：利用如图甲所示的实验器材，测定额定电压为6V的小灯泡的电功率。已知滑动变阻器上标有“l2 1A”的字样，电源电压保持不变。请完成下列相关问题： （1）、该实验的原理是 。（2）、在甲图上补画一根导线，使得测定小灯泡电功率的电路完整，要求滑片P向右移动时，小灯泡变暗。（3）、连好电路后，要使滑动变阻器的电阻丝全部接入电路，应先将滑片P移至 （“a”“b”）端，再闭合开关S，此