陳國良
摘 要:實驗題是每年高考的必考內(nèi)容,其中電學(xué)模塊是實驗題的重要組成部分,伏安法測電阻又是常考的電學(xué)實驗題,因此,復(fù)習(xí)好伏安法測電阻這個電學(xué)實驗很有必要。
關(guān)鍵詞:伏安法;測電阻
為了幫助學(xué)生理清思路,系統(tǒng)掌握伏安法測電阻這個電學(xué)實驗,在此我想通過一道典型的高考題(2016年全國高考天津卷)淺談伏安法測電阻,以期對辛苦備考的高三學(xué)子有所幫助,能讓他們更好的把握此考點,高效備考。
例題某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線,要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整??晒┰撏瑢W(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外,還有:
在例題中很容易想到,要畫實驗電路圖就必須清楚伏安法測電阻的器材選取原則,正確的選擇器材是畫圖的前提,接下來筆者就來淺談伏安法測電阻的方法原理。
伏安法測電阻的方法原理
1實驗器材的選擇
(1)電源的選擇:一般根據(jù)待測電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源。
(2)電表的選擇:一般根據(jù)電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表;根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表;電表的指針擺動的幅度較大,一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏左右。
2分壓電路與限流電路的選擇
“以小控大”用分壓,“相差無幾”用限流,即當(dāng)滑動變阻器的阻值較小時,常采用分壓式電路;當(dāng)滑動變阻器的阻值與負(fù)載相差不大時,常采用限流式電路。另外,必須采用分壓式電路的情況通常有三種:①要求電壓、電流從零開始變化;②滑動變阻器的阻值太小,不能起到限流的作用;③限流式電路不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)。若兩種電路均可,則應(yīng)采用限流式電路,因為限流式電路損耗功率小。
3電流表內(nèi)接法與外接法的選擇
以上是伏安法測電阻的基本方法和原理,接下來筆者就結(jié)合上面的方法來分析這道高考題的解題思路。
解題思路:描繪小燈泡的伏安特性曲線時,要求“測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整”,從電表的量程來看,V1、A1量程偏小,直接測量燈泡的電壓、電流時,曲線不完整,若用V2、A2測量燈泡的電壓、電流時,讀數(shù)不夠精確。題目中給了滑動變阻器和幾個定值電阻,我們可以采用定值電阻分壓、分流的方式擴(kuò)大電表的量程,準(zhǔn)確讀出燈泡的電流值、電壓值,繪制完整的曲線。
解析:
(1)滑動變阻器的選擇:R2的阻值太大,調(diào)節(jié)不靈敏,故選R1。與電流表A1并聯(lián)的電阻:由于A1的內(nèi)阻為10Ω,若選R4為并聯(lián)電阻,則量程為0~0.4A,若并聯(lián)阻值過小,電流表讀數(shù)偏小,讀數(shù)不精確。與電壓表串聯(lián)的電阻:分壓電阻的阻值應(yīng)該與電壓表V1的內(nèi)阻具有可比性,故選擇R5作為分壓電阻,此時量程為0~4V。綜上,電路應(yīng)該連接成分壓式外接法,電路圖如圖所示:
(2)燈絲的電阻率隨溫度的升高而增大,其阻值也隨溫度的升高而增大,則I-U圖線的斜率應(yīng)越來越小,圖B正確。
上面僅舉一例淺談伏安法測電阻,學(xué)生要想在以后的復(fù)習(xí)中能熟練的解決此類問題,必須注重實驗原理、方法的分析理解,學(xué)以致用,從而真正做到觸類旁通,提高能力,適應(yīng)時代的要求。endprint