物理小實驗探究:用伏安法測量電阻
電阻是物質的屬性,是由導體本身因素(材料、長度、粗細)決定的(另外,還與溫度有關係),不會因通電情況的不同而不同。這與以前學過的密度ρ=m/V只與物質本身特性有關而與那塊物質的質量大小、體積大小無關一樣。
用伏安法測量電阻是一個重要的實驗,實驗中要綜合應用多種電學儀器,應以嚴謹的態度、細緻的操作完成這個實驗。
實驗目的:
1.知識與技能:應用歐姆定律,學習一種測量電阻的方法;會同時使用電壓表與電流表,瞭解鎢絲的電阻特性。
2.過程與方法:通過測量小燈泡的電阻,瞭解歐姆定律的應用。
3.情感、態度與價值觀:實驗電路的設計、連線以及測量過程中的興趣培養,愛護實驗器材。
儀器和材料:電流表、電壓表、電源(蓄電池或乾電池組),滑動變阻器、單刀開關、導線若干。
過程與方法:
(1)首先自己設計電路圖(參考課本圖,再在圖基礎上,畫出包括電源、開關、滑動變阻器在內的電路圖)。
(2)根據實驗設計,選擇實驗器材,同時要重溫電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法。
(3)按照電路圖連線電路,注意接線應有序進行,實物接線應和電路圖一致。接線時,開關要斷開,再根據實驗需要接成通路、開路。每次讀數後,開關要及時斷開。
(4)實驗中需要測量三組資料,這隻要改變變阻器的滑片位置,開始時,滑片應置於最大阻值位置,實驗時,將它的阻值逐漸由大向小調節,並儘量選擇電流的讀數只有1位小數的數值,以便於計算。
交流與評估:
下面是某同學擬出的一份實驗報告:
實驗報告
實驗目的
測量電阻Rx的電阻值
實驗原理及電路圖
歐姆定律
實驗步驟
(1)按照電路圖連線電路,調節滑動變阻器R,使電路中的電阻較大;
(2)接通開關S,讀出電流表和電壓表的示數;
(3)根據測量的電壓、電流值算出Rx的阻值。
實驗記錄
電壓(V)
電流(A)
電阻(Ω)
2.8
0.4
實驗討論
略
試回答下列問題:
(1)本實驗報告是否完整,還應添上哪些基本專案?
(2)從“實驗步驟”看,存在的主要缺陷是什麼?
(3)滑動變阻器在實驗中所起的作用是什麼?
(4)假如該同學實驗時,剛一“試觸”就發現電流表的指標迅速擺動最大刻度,其原因可能是哪些?
(5)就該同學的電路圖而言,假若電壓表的電阻不是很大,則電阻值的測量結果將偏大還是偏小?試討論一下造成這種現象的原因。
思路導航:這是一道全面考查“伏安法測電阻”的實驗題,從實驗報告、實驗步驟、線路故障排查到測量誤差分析都進行了考查。答好這道考題的關鍵是平時要注重親自參與實驗,而不是“黑板上做實驗”。
(1)實驗器材、實驗結論(為減小誤差應多次測量求平均值)。
(2)沒有多次測量求平均值。
(3)保護電路;改變R兩端的電壓及電流,以便多次測量。
(4)電源電壓偏高;電流表的量程選擇過小;Rx與R同時短路。
(5)偏小。原因是:這個電路中,電壓測量的是電阻兩端電壓的“真值”,而電流表測量值是電阻中的電流與電壓表中電流之和,由R=U/I計算可知R測<R真。
der-right:windowtext1ptsolid;padding-right:5.4pt;border-top:mediumnone;padding-left:5.4pt;padding-bottom:0cm;border-left:mediumnone;width:271.7pt;padding-top:0cm;border-bottom:windowtext1ptsolid"valign=top>選自:《初中物理自制教具》
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