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“U大I小”典例分析  

2013-03-01 06:30:16|  分类: 物理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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“U大I小”典例分析



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“U大I小”典例分析



“U大I小”典例分析
江苏沛县杨屯中学 张振楼


  伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律,我们只要用电压表测出待测电阻两端的电压,用电流表测出通过待测电阻的电流,根据“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间就可算出电阻值。实验中对于定值电阻,其电流变化规律是随电压的增大而增大,而实际实验时却出现““U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间小”的现象,这是怎么回事呢?

 

  例1  小新同学在伏安法测电阻的实验中,移动滑动变阻器时,发现电流表示数减小,而电压表示数在增大,发现这一现象的原因可能是____________。

 

“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  分析  对此空的分析很巧妙。按常规电流表示数减小,与待测电阻并联的电压表示数也应减小,而电压表示数在增大,真奇怪!电流表示数减小,对于定值电阻“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间来说,其两端电压也在减小(“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间)。分析一下电路特点知待测电阻两端的电压加上滑动变阻器两端的电压等于电源电压,此时待测电阻“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间两端的电压减小,恰恰造成滑动变阻器两端的电压升高,看来电压表是并联在了滑动变阻器两端了,其连接情况如图1。

 

  答案  电压表与滑动变阻器并联。

 

  点评  原来是电压表没有按常规连接在待测电阻两端,而是与滑动变阻器并联了,这种现象比较隐蔽,按常规找不到原因。

 

  例2  在做用伏安法测量电阻的实验中,甲、乙两位同学的实验器材都完好,各自的读数也准确,他们测量的三组数据分别记录在下面的两表中。

 

  老师看了两组数据后,认为其中一位的实验电路接错了。

 

  (1)你认为线路接错了的同学是________。

 

  (2)你的判断依据是____________。

 

  (3)如何改正?

 

  (4)实验时电源电压为6V,如果按现有数据不重新实验,你能测出电阻值吗?

 


次数

电压(V)

电流(A)

1

1.50

0.56

2

2.00

0.51

3

2.50

0.44


 


次数

电压(V)

电流(A)

1

1.50

0.31

2

2.00

0.41

3

2.50

0.52


 

  分析  理解了例1,这里的分析就不难了。伏安法测量电阻的实验中,对于一个按常规连接的电路图,待测电阻中的电流变化应随电压的增大而增大。

 

  答案  (1)甲同学。(2)因为待测电阻为定值,随着电压的增加,电流也应增大,而甲同学的测量值却随着电压的增大,电流反而减小。(3)让电压表不再与滑动变阻器并联,而与待测电阻并联。(3)能,把记录数据中的电压一栏对应值改为电源电压减去现有值。其表格设计为:

 


次数

电压(V)

电流(A)

电阻(Ω)

电阻平均值(Ω)

1

4.50

0.56

 

 

2

4.00

0.51

 

3

3.50

0.44

 


 

  请同学们完成表格的填空。

 

  点评  第(4)问难度较大,考查同学们是否真的弄懂了电路的连接形式,是否会结合串联电路的电压特点,利用现有数据创造性的解决问题。

 

  例3(09年湖州)小明观察了市场上自动测高仪后,设计了以下四个电路(其中“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间是滑动变阻器,“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间是定值电阻,电源两极间电压恒定)。其中能实现身高越高,电压表示数越大的电路是(    )

 

“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  简析  图A中的电压表串联在电路中,不会发生变化,图C中的电压表测的是电源电压,也不会随滑动变阻器的阻值变化而变化,图D中随着身高的增加,总电阻增大,电路中的电流减小,定值电阻两端的电压减小,所以电压表的示数减小,也不符合设计要求。

 

  答案  B

 

  总评  这几个““U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间小”问题的解决,为诸如压力表、风力表、油量表等由电压表改装的电学测量仪表提供了范例。分析这些含有滑动变阻器式的电路的电压变化问题,采用“以定研变”的方法,比较容易解决问题,因为滑动变阻器的滑片移动引起电路总阻值的变化,进而整个电路的电流大小也发生了变化,而定值电阻的阻值不变,因而根据“U大I小”典例分析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间易确定定值电阻两端的电压变化,再根据串联电路的电压特点来进一步确定滑动变阻器两端的电压变化情况。

 

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