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1、第 16 单元：电阻的测量、滑动变阻器的使用【教学结构】一 .电阻的测量1.伏安法测电阻(1) 伏安法：根据欧姆定律，用伏特表、安培表测出电阻两端电压和通过电阻的电流，求出电阻值。(2) 用伏安法测电阻原理图如图1 的甲、乙所示(3) 讨论伏特表内阻 rr 和安培表内阻 rA 对测量结果的影响。伏特表分流，安培表分压产生测量误差。图甲称为外接法， 当 Rr R 时 ,伏特表分流很小,安培表示数接近通过电阻的实际电流,误差很小 ,故此外接法宜测电阻值远小于伏特表内阻的电阻.图乙称为内接法,当 RA R 时 ,安培表分压很小,伏特表示数接近电阻两端的实际电压,误差很小 ,故此内接法宜测电阻值远大于
2、安培表内阻的电阻。测量电阻时应粗测电阻值，然后判断宜用内接法还是外接法，再根据判断认真测量。(4) 测量时如何选择仪器的规格IP例如：待测电阻 R，约为 10，额定功率为R 。2W。电阻允许通过的电流： P=I 2R，约为 0.45A ，两端电压最大为 4.5v。电源选择：若供选电源有： 1 个电动势为1.5v 的干电池，蓄电池一组， 其电动势为6.0v ，1 个电动势为 10v 的电源。 1.5v 电源、电压太低，产生电流太小，不易读准确，10v电源，太高，电流较大，容易超过电阻额定功率，故选6.0 电源为好。直流电压表的选择：电压表量程应略大于5.0v 为好，但不能过大。例如，电压表v1：
3、量程 10v ，内阻 10k， v2，量程 30v ，内阻 30k ,选 v1 即可。直流安培表的选择：安培表量程应大于0.5A ，不宜太大。例如：安培表A 1 量程为 0.6A内阻 0.5， A 2 量程 3.0A ，内阻 0.1。选 A 1 即可。二 .滑动变阻器的使用1.滑动变阻器的构造，如图2 所示A 、 B、C、 D 四个接线柱， P 为滑动触头， AB间为电阻可忽略不计的粗金属杆。CD第 1页共 5页间为绕制的电阻丝，电阻丝彼此绝缘。lR2.原理：根据电阻定律s 阻值与导体长度成正比，改变接入电路中的电阻丝的长度就实现改度电阻的目的。3.滑线变阻器的连接(1) 当滑动变阻器作为定值
4、电阻使用时，把 C、D 连入电路，此时电阻为滑动变阻器的电阻最大值，滑动触头 P 在任何位置都不能改变电阻值。(2) 当滑动变阻器作为可变电阻使用时，其功能有二，（一）通过改变变阻器电阻改变电路电流，实现对电路电流的控制。 （二）通过变阻器改变电阻、改变用电器的电压，起调压器的作用。如图 3 所示，把B 与 D 连接， C、D 接入电路，起控制电路电流作用，当滑动头P 从左端 D 向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小。注意实验开始时应将滑动头P 至于右端D。如图 4 所示，把变阻器 C、 D 接线柱与电源连接， C 与 B 与用电器相连。用电器与 CP 间电阻并联，用电器与 CP 间电压相等，
5、改变 P 的位置改变用电器两端电压，实现调制电压作用。4.分压电路的分析当滑线变阻器总电阻为r，负载电阻为R，变阻器CP 间电阻为r 时 ,CP 间总电阻RCPRr Rr ，若 R r,无论 P 在什么位置， RCPU的大小只由 r 决定 ,即R=r ,负载电压U Rr u可看成负载上的电压与 r 成正比 ,比较理想的分压作用。因此实验中选择滑动变阻r器时， 在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流（或电压） 的条件下， 尽量选用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。例如，在采用分压电路做实验，提供滑动变阻器有： 滑动变阻器 A ，阻值范围 0 20，额定电流2.0A, 滑动变阻器 B，阻值范围
6、0200 ,额定电流1.0A ，根据其它实验仪器的规格和实验需要，两个变阻器都满足电流要求，以选滑动变阻器阻值较小的 A 为好。【解题要点】第 2页共 5页例一 .在一个小灯泡上面标有 “ 6v 0.1A ”的字样，现在要测量这个灯泡的 I U 图线。 下列器材可供选用A. 伏特表 (0 5v)B. 伏特表 (0 10v)C.安培表 (0 0.3A)D. 安培表 (0 0.6A)E.滑动变阻器 (30 2A)F.学生电源 (直流 9v)图 5开关、导线等。(1) 实验中所用伏特表应选，安培表应选。(2) 在图 5 中方框内画出实验电路图，要求安培表外接。解析：在测量小灯泡I U 图线的实验过程
7、中，要求加在小灯泡两端电压应在0v 6v内可以连续变化，使图线画得尽量准确。电压表的选择： A伏特表量程为5v，小于所需的最大电压，不选择。B 伏特表的量程大于 6v，选择。安培表的选择：灯的允许最大电流为0.1A. 、C、D 安培表的量程都能满足需要，C 安培表量程比较小，测量时指针偏转角度较大，读数误差较小，应选C。实验电路图， 滑动变阻器在电路中应起分压作用，才能保证灯两端电压从 0v 6v 连续变化，题目要求安培表外接，电路图如图6 所示。例二 .将滑动变阻器作分压器使，如图7 所示 A 、 B 为分压器的输出端，若把变阻器的滑动能片放在变阻器正中，则（）U ABU CDA. 空载时输
8、出电压2B. 接上负载时，输出电压U AB U CD2U CDC.负载电阻 R 越大， U AB 越接近2第 3页共 5页U CDD. 负载电阻 R 越小， U AB 越接近2解析：负载是指在 AB 间接上的用电器， R 是指用电器的电阻，也称为负载电阻，空载是指 AB 间不接用电器，负载电阻R 为无穷大。负载增大，是指负载电阻R 减小。U CD选项 A ，空载时 PD 间电阻 R 等于 CP 间电阻 R2，根据分压原理UAB=2。选项 ARR1U CD正确。接上负载时， R 与 R1 并联，阻值为R R1 R1根据分压原理 U AB2选项 B 正RR1U CD确。 R 越大， R R1 越接
9、近 R1，分得电压越接近2。C 选项也正确， D 选项错误。【课余思考】1.分析伏特表，安培表内阻对电路的影响。2.如何选用内接法，外接法测量电阻的阻值。3.画出滑动变阻器，起限流作用，分压作用时的电路图。【同步练习】1.图 8 是用伏安法测一定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：(1) 双量程直流电流表（量程 0 0.6A 内阻 0.125、量程 0 3A,内阻 0.025(2) 直流电压表（量程 0 15v ，内阻 15k）(3) 直流电源（电动势 20v ，内阻可不计）(4) 滑动变阻器（阻值范围 0 10）(5) 待测电阻 Rx（阻值约 50）第 4页共 5页(6) 电键一个、导线若干根据器材规格和实验要求，在实物图上连线 （要求闭合电键前变阻器的滑动片应放在正确位置）画出实验电路图答案，实物连接图略，电路图：如图9 所示。第 5页共 5页