齊衛(wèi)紅

摘 要：伏安法測電阻是電學(xué)最基本的實驗，高考電學(xué)實驗在此基礎(chǔ)上進行改進，由部分電路到閉合電路的創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：基本原理；測量方法；拓展

伏安法是指通過對被測對象電壓、電流的測定來求得其電阻、電源的內(nèi)電阻等電學(xué)量或作電壓——電流曲線圖，高中電學(xué)實驗大部分都涉及這一思想。近幾年的高考電學(xué)實驗題目年年翻新，全是對原有學(xué)生分組實驗的改造、改進，甚至創(chuàng)新，很多考查內(nèi)容涉及運用伏安法測電阻。

一、伏安法測電阻的基本原理

1.基本原理：伏安法測電阻的基本原理是歐姆定律

R=，只要測出元件兩端的電壓和通過的電流，即可由歐姆定律計算出該元件的阻值。

2.測量電路的系統(tǒng)誤差：由于電壓表和電流表自身有電阻，它們串并聯(lián)連入電路時，改變了原來電路的結(jié)構(gòu)，勢必帶來測量電路的系統(tǒng)誤差。為了減小實驗的系統(tǒng)誤差，采用電流表內(nèi)接或外接法以減小系統(tǒng)誤差。

二、常用的測量方法

1.活用電表法：由于電壓表、電流表自身都有電阻，若電表的內(nèi)阻已知，則電壓表和電流表還可以當(dāng)作定值電阻使用；還涉及兩個電流表并聯(lián)和兩個電壓表串聯(lián)的應(yīng)用。

2.一電表一電阻箱法：

（1）電阻箱當(dāng)做電壓表使用：如圖可測得電流表A2的內(nèi)阻R2=。圖中電阻箱R測得A2表兩端的電壓為（I1-I2）R。

（2）電阻箱當(dāng)做電流表使用：若已知R及Rv，則測得干路電流為I=+。圖中電阻箱與電壓表配合使用，起到了測電流的作用。

3.等效替代法：在電源的電壓不變的情況下，將S合到2，調(diào)節(jié)R1，使電流表的示數(shù)與S合到1時的示數(shù)相等，則有Rx=R1。該法的優(yōu)點是消除了電流表內(nèi)阻的影響。

三、測定電源的電動勢和內(nèi)電阻

應(yīng)用閉合電路的歐姆定律，測量電流、電壓值，聯(lián)立兩式：E=I1r+U1，E=I2r+U2，即可求得電源的電動勢和內(nèi)電阻。

四、拓展

以2007年四川實驗題為例：

甲同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路測電源電動勢E及電阻R1和R2的阻值.實驗器材有：待測電源E（不計內(nèi)阻），待測電阻R1，待測電阻R2，電壓表V（量程為1.5V，內(nèi)阻很大），電阻箱R（0～99.99Ω），單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干.

（1）先測電阻R1的阻值.請將甲同學(xué)的操作補充完整：閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U1，保持電阻箱示數(shù)不變，____，讀出電壓表的示數(shù)U2.則電阻R1的表達式為R1=___

（2）甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1=4.8Ω，繼續(xù)測電源電動勢E和電阻R2的阻值.該同學(xué)的做法是：閉合S1，將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖所示的-圖線，則電源電動勢E=_____V，電阻R2=_____Ω.

……

該題應(yīng)用閉合電路歐姆定律，結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)知識、圖像，拓展了伏安法測電阻的范圍。要想突破伏安法測電阻，就需要在平時熟悉實驗儀器、器材的性能和使用方法，掌握實驗原理，立足于課本分組實驗和演示實驗，根據(jù)實驗要求及提供的儀器，發(fā)揮思維遷移，增強應(yīng)變性，靈活運用學(xué)過的電學(xué)知識、數(shù)學(xué)知識和實驗方法到新情境中去，有效地完成實驗的復(fù)習(xí)備考。

（作者單位 陜西省漢中市佛坪縣中學(xué)）