王 超 姚小勇
(重慶市開州區(qū)德陽初級中學(xué) 405400)
在近幾年的中考中,特殊方法測電阻這類題出現(xiàn)的頻率較高,考查形式主要有以下三方面:第一,將實(shí)物圖的連接補(bǔ)充完整;第二,將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整,寫出最后的表達(dá)式;第三,給定實(shí)驗(yàn)器材,自己設(shè)計電路圖,寫出實(shí)驗(yàn)步驟和最后表達(dá)式.對于學(xué)生來說,總覺得此類題很難,不知從何入手.具體的說:一是不知線如何連;二是不會補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟;三是不會書寫表達(dá)式.由于知識的儲備不夠,同時又對這類題沒有明確的解題思路,是學(xué)生感到困難的兩個主要原因.基于此,現(xiàn)就這類題的題型及解題思路談?wù)勎业目捶?
題目類型:只有電壓表,一個阻值已知的定值電阻,沒有電流表,設(shè)計測定未知電阻的阻值.
設(shè)計思路:必須將阻值已知的定值電阻與待測電阻串聯(lián),然后利用開關(guān)的斷開與閉合使電壓表測總電壓與分電壓或者兩個電阻的分電壓.
例1現(xiàn)有一個電壓未知的電源(電壓不變),一個阻值已知的定值電阻R0、一個開關(guān)、一個電壓表、一個待測電阻Rx和若干導(dǎo)線,請你利用上述器材設(shè)計一個能測出未知電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn).要求:畫出電路圖(電路元件不能移動);寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和待測電阻Rx的表達(dá)式.
解電路圖設(shè)計如圖1.
實(shí)驗(yàn)步驟:(1)閉合開關(guān)S,讀出電壓表示數(shù)為U1;(2)斷開開關(guān)S,讀出電壓表示數(shù)為U2.
變式與拓展:1.給多個開關(guān)(或者單刀雙擲開關(guān))可以設(shè)計成如圖2所示的電路圖進(jìn)行測量;2.電路元件允許改接,可以設(shè)計成如圖3所示的電路圖進(jìn)行測量;3.將阻值已知的定值電阻換成最大阻值已知的滑動變阻器,可以設(shè)計成如圖4所示的電路圖進(jìn)行測量.
題目類型:只有電流表,一個阻值已知的定值電阻,沒有電壓表,設(shè)計測定未知電阻的阻值.
設(shè)計思路:將阻值已知的定值電阻與待測電阻可以串聯(lián)也可以并聯(lián),只給一個開關(guān)且元件不能移動的前提下仍然是利用開關(guān)的斷開與閉合使電流表測兩種不同情況下的電流.
例2現(xiàn)有一個電壓未知的電源(電壓不變),一個阻值已知的定值電阻R0、一個開關(guān)、一個電流表、一個待測電阻Rx和若干導(dǎo)線,請你利用上述器材設(shè)計一個能測出未知電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn).要求:畫出電路圖(電路元件不能移動);寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和待測電阻Rx的表達(dá)式.
解方法1:將待測電阻與阻值已知的定值電阻組成并聯(lián)電路如圖5所示.
方法2:將待測電阻與阻值已知的定值電阻組成串聯(lián)電路如圖6所示.
變式與拓展:將阻值已知的定值電阻換成最大阻值已知的滑動變阻器,可以設(shè)計成如圖7所示的電路圖進(jìn)行測量.
題目類型1:只有一只電流表,一個電阻箱,測未知電阻的阻值.
設(shè)計思路:可以將電阻箱和未知電阻組成并聯(lián)電路,也可以組成串聯(lián)電路.
例3給你一個電壓不變的電源(電壓未知)、 電流表、電阻箱、 開關(guān)、導(dǎo)線若干、來測定未知電阻RX的阻值.要求:畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,寫出實(shí)驗(yàn)步驟和表達(dá)式.
解方法1:將未知電阻和電阻箱組成并聯(lián)電路如圖8所示.
實(shí)驗(yàn)步驟:(1)閉合S1斷開S2,讀出電流表示數(shù)為I;(2)閉合S2斷開S1,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)仍為I,記下此時電阻箱的示數(shù)為R0.表達(dá)式:Rx=R0
方法2:將未知電阻和電阻箱組成串聯(lián)電路如圖9所示.
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)閉合S,將電阻箱調(diào)到0Ω時,讀出電流表示數(shù)為I;
總之,由于題設(shè)條件的變化,會使特殊方法測定電阻的電路設(shè)計發(fā)生變化,其表達(dá)式隨之變化,但無論怎么變化,其總體設(shè)計思路與上述相同,領(lǐng)會這類題型的解題思路是最為關(guān)鍵的.