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电阻检测之伏安法

更新时间:2023-10-26 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

在热学实验中,核心问题是探究阻值的检测。其内容无非是测导体内阻、电表内阻、电源内阻三种情况。根据实验器材的不同,实验电路有多种多样,变化繁杂,使中学生倍感热学实验无规律,难度大,产生教学上一个难点。究其缘由,主要是对内阻意义及伏安法测内阻缺少深刻理解。笔者以为,深刻理解伏安法测内阻要诣,以伏安法测内阻为线索,可贯串整个热学测内阻实验。循着这条线索,中学生将对测内阻有一清晰的认识,找到其规律,树立起信心,化难为易,化繁为简。下边以近些年中考试卷为例,就测内阻实验这一课题分类归纳。piL物理好资源网(原物理ok网)

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测内阻的基本技巧是伏安法。可以这样讲,用其他方式测内阻的都是由此方式拓展演化而至。因而必须深刻理解伏安法测内阻。伏安法测内阻的原理就是根据内阻定义:R=U/I(该式作为定义式比作为欧姆定理的变型意义更深刻)。只要测出导体两端的电流和通过的电压,就可以求出导体的内阻。这也是伏安法名称的来历。于是,一切测内阻的实验,就是围绕怎么测出相关电流和电压而展开的。电流和电压的检测,有直接的,有间接的。直接检测就要考虑检测值要确切,偏差要小,仪表的精度(确切值)要高,要合理选择水表阻值。间接检测,就要考虑各类等值方式,如等效法、替代法、半偏法、图像法等等。具体求内阻有用公式(定义式、欧姆定理)直接估算电阻测量实验方法,也有用图象求解。内容丰富多彩,方式千变万化电阻的测量实验方法,但万变不离其宗。piL物理好资源网(原物理ok网)

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伏安法测内阻piL物理好资源网(原物理ok网)

其要点有三;一是水表的内接和外接,二是滑动变阻器分压和限流,三是水表(阻值)的选择。piL物理好资源网(原物理ok网)

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(1)在伏安法测内阻电路中,因为电压表电流表电阻的存在(非理想水表),为减少检测结果的系统偏差,可分别采用电压表外接法如图1a和电压表内接法如图1b。由内阻定义R=U/I,采用外接法,电压值偏大,故检测值偏小;采用内接法电流值偏大,故内阻检测值偏大。具体检测待测内阻Rx为大内阻宜采用内接法,小阻值采用外接法。piL物理好资源网(原物理ok网)

(2)滑动变阻器的分压和限流联接。因为实际检测时实验的电源与水表阻值的关系,促使用家电有时不能直接连到电路上。此时应考虑使用滑动变阻器使之符合要求。具体分压式和限流式电路。通常讲,分压式电路适用于①要求电流从零开始变化或多组数据的;②滑动变阻器电阻较小的;③用限流电路达不到要求的等三种情况。此时应先运用欧姆定理计算相应电流或电压再选择联接电路。piL物理好资源网(原物理ok网)

(3)水表的选择。若题给水表有多个,则应选择阻值适用、精度高(最小刻度值小)的水表。电流表通常是与电源电动势直接比较,阻值应略小于或等于电源电动势。电压表一般必须先进行计算,由欧姆定理I=E/R或I=U/R确定,使其电压大于阻值。有时还须依照题目要求选择水表。piL物理好资源网(原物理ok网)

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