[探究]定值电阻在电学试验中的主要感化

[探究]定值电阻在电学试验中的主要感化 定值电阻在电学实验中的重要作用 电学实验是所有高中生头疼的问题，它的复杂性正在于对实验中方方面面的考虑必须周到，包括电表的偏转、量程大小以及滑动变阻器的限流与分压接法的选择等等，然而，定值电阻却成了许多学生忽略的细节，殊不知，定值电阻在电学实验中起到的作用往往是关键性的，在你疑惑不解的时候或许就是让问题“柳岸花明又一村”的法宝，下面就简单地对定值电阻的作用作一些探讨。 一、充当电路中的保护电阻，限制电流，防止电流过大烧毁仪器。 这是大多数人都烂熟于心的，就不具体论述了。 二、限制电流，使电流不超过电表的量程，便于测量 下面就这个问题举一个例子进行分析 例:用伏安法测量一个阻值约为20Ω的未知电阻R的阻值有下x列器材 电源E(电动势3V，内阻可忽略不计) 电流表A(量程约0~50mA，内阻约12Ω) 1 电流表A(量程约0~3A，内阻约0.12Ω) 2 电压表V(量程约0~3V，内阻约3KΩ) 1 电压表V(量程约0~15V，内阻约15KΩ) 2 滑动变阻器R(0~10Ω，允许最大电流2.0A)1 滑动变阻器R(0~1000Ω，允许最大电流0.5A)2 定值电阻R(30Ω，允许最大电流1.0A) 开关、导线若干: 请选择合适的仪器，并画出电路图，写出电阻计算表达式 经过简单的分析，大多数同学都能够选择出正确的器材E、A、1V、R及开关导线，而后又自然而然的画出了分压，外接式的测量11 RX电路。 A? V? AV? 但是我们仔细思考一下便会发现其中存在的问题 首先电流表不能超过其量程50mA，当电流表到达满偏时，RX 1两端的电压大约为1V，此时达不到电压表量程的，且从实际情况3 考虑，也并不能让电压表达到满偏，因此必然存在较大的误差，此时定值电阻便派上了大用场，我们将定值电阻R与未知电阻R串联后，X接入电路 R R X 我们会发现，上述的问题已经不存在了，因为R的存在即使电 压表的示数有了较大偏转，又避免了电流过大而超过电流表的量程，计算R，只需读出电压表的示数U，以及电流表的示数I，R=U/I-R，XX问题就迎刃而解了。 三、巧妙地用于测量电表内阻 下面同样通过例子来具体说明 例:测量一只量程已知的电压表内阻，器材如下: VA、待测电压表?(量程3V，内阻约3KΩ) AB、电流表?(量程为0.6A，内阻约0.01Ω) C、定值电阻R(阻值为2KΩ，额定电流0.8A) D、电流E(电动势约3V，内阻不计) E、开关两只S、S2、导线若干 1 同学主要有两种思路: 如?所示，利用电压表测量自身两端电压，并用电流表测量电流，但问题就在于电流表的量程为0.6A，此时的电流显然太小，而使电流表的偏转不够明显，误差很大。 ?中虽并联一定值电阻，但仍会面临相同问题，因此，经过一番 思考过后，我们会看到，电流表无法正常使用，所以我们应该将之舍弃，从而得知应将定值电阻与电压表并联，并给电阻串联一个开关S2: 首先闭合S、S测得电源电动势为U，再将S断开使定值电阻1212 接入电路测得U2，对此我们就能轻松地测得电压表的内阻 UR2R= 2U,U12 四、改装电表，作为扩程电阻(一般来说): 例为测定一节干电池(电动势约为1.5V，内阻约1Ω的电动势和内阻，实验室备有电流表C1满偏电流3mA，内阻25Ω，定值电阻R=0.126Ω，开关和若干导线及电压表(0~3V，内阻约100Ω)，滑动变阻器(总阻值10Ω，额定电流为2A)。同样，我们会看到，要想测量电源的电动势和内阻我们通常会有这样的电路。 但是我们又会发现，此处所提供的电流表C1量程显然不够，所以我们就必须对其进行扩程将定值电阻RO与C1并联，将其扩大的量程约为0~0.6A的电流表，此时，我们的问题便得到解决了。 通过以上四点我们能够看到定值电阻在电学实验中扮演着各种各样的角色，灵活地出现在各种场景中，只有我们积累了足够丰富的经验，才会对这种问题有更加清晰的思路，因此我们在电学实验中万万不可忽视了定值电阻这不起眼的东西。