二、安阻法
例题1:所给器材:(电源(电压未知)、开关、电流表,已知阻值的电阻器、导线若干、未知电阻RX,要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式)
解析:
1、闭合S,先测出R的电流I1;
2、拆下电流表,接到另一支路上,测出Rx的电流I2。
根据测得的电流值I0、Ix和定值电阻的阻值R0,计算出Rx的值为
例题2:用图2所示的实验电路也可以测出未知Rx的阻值。
解析:
1、先闭合开关S2,读出电流表的示数为I1,
2、再断开S2闭合S1,读出这时电流表的示数为I2。
3、表达式:根据测得的电流值I1、I2和定值电阻的
阻值R0。根据分流公式可计算出Rx的值:
练习一:
实验步骤:
(1)S断开时,读出电流表示数I1;
(2)S闭合时,读出电流表示数I2。
表达式:Rx=
例题3:如果只用一个电流表,并且要求只能连接一次电路,用图所示的电路也可以测出未知Rx的阻值。
实验步骤:
1、先闭合开关S1,读出电流表的示数为I1,
2、再同时闭合S1、S2,读出这时电流表的示数为I2。
根据测得的电流值I1、I2和定值电阻的阻值R0。
推导过程:
电源电压为U,当只闭合S1时,根据欧姆定律的变形公式
U=I(Rx+R),
可得
U=I1(Rx+R0)…………….①;
当再同时闭合S1、S2,R0被短路,
这时有:U=I2Rx ………………… ②
联立①②解方程组得
以上方法,需要测量两次电流,所以也叫“安安法”;根据所给器材有电流表和一个已知阻值的电阻R0,所以又叫“安阻法”。
安阻法与滑安法示意图
练习二、某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大
;
(2)连接电路时,开关应处于
状态。把某定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最
(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻
;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图丙所示,则此时通过定值电阻的电流为
A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在下表中;
数据序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.6 | 0.9 | 1.2 | 1.8 | 2.4 | 3 |
电流I/A | 0.12 | 0.19 | 1.8 | 0.48 | 0.6 |
小泉同学发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这组数据是第
(填序号)组;
(4)分析数据得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成
;
(5)小港用电流表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器测量未知电阻
的阻值,设计了如图丁所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示数为I2;
③则Rx=
(用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
参考答案:
(2)断开 右 短路
(3) 0.24 4
(4) 正比
(5)I1R0/I2-I1