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九年级物理 测小灯泡电阻的特殊方法
电阻是初中物理电学中的一个重要物理量，测量小灯泡电阻是初中物理最重要的实验。测电阻的基本原理是欧姆定律（I=U/R）的变形公式：R=U/I。伏安法测电阻是教材中电阻测量的基本方法：电路图如图1所示。其具体方法是：用电流表测量出通过待测小灯泡的电流I，用电压表测出小灯泡两端的电压U，则可以根据求出待测小灯泡的电阻值。为了减小实验误差，可用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压，分别记下几组对应的电压值和电流值，根据每组的数据，算出电阻，最后算出小灯泡电阻的平均值，作为小灯泡的电阻值。这种方法简单方便，易操作。针对这个实验， 图1
中考中已经给出了许多题目，下面谈谈测小灯泡电阻的几种特殊方法，以饷读者。
测小灯泡电阻时，若给出的测量仪表只有电流表，该如何测量呢？
例1：现在手头有一个阻值为30Ω的定值电阻R0，一个电压大约为15V的电源，一个量程只有0～0.6A的电流表，一个最大阻值约为100Ω的滑动变阻器，请设计一个实验，比较精确的测量一个阻值约为40Ω左右的小灯泡Rx的电阻，要求：
（1）画出电路图；
（2）写出实验步骤及标明需要测量哪些量；
（3）用这些测量的量导出计算小灯泡电阻的数学表达式（可以重复组合电路）。
[分析]: 要测小灯泡的电阻Rx，根据欧姆定律的变形公式Rx= Ux/IX ,可知，应知道其电压Ux和电流I x,只有电流表，那Ux怎么测量呢？应利用并联电路各支路两端电压相等，求出电压Ux，所以先利用电流表测出通过R0的电流，根据U=IR算出R0两端的电压，即Rx两端的电压，再用电流表测出通过Rx的电流，再根据R=U/I即可算出Rx的电阻值。要求学生具有将并联电路特点和欧姆定律结合的创造性应用的能力。
解：（1）电路如图2所示 ：
（2）实验步骤：
①如图2所示，连接好电路，闭合开关,调整滑动变阻器 图2
的滑片使电流表偏转，读出通过R0的电流，记为I0，则UAB=I0R0 ;
②把电流表改接到RX的支路中，测得通过Rx的电流，记为Ix。
（3）Rx=UAB / Ix=I0R0 / Ix 。
测小灯泡电阻，若给出的测量仪表只有电压表，又如何测量呢？
例2：若上述例题中,把电流表改换成电压表（量程为0～3V），其它条件不变，该如何测呢？
[分析]： 要测小灯泡的电阻Rx，根据Rx=Ux/Ix，应知道电压Ux和电流Ix，只有电压表，怎样测量Ix？应想到利用串联电路中各处电流相等求出Ix。所以先利用电压表测出R0两端的电压，根据I=U/R算出通过R0电流，即通过Rx的电流，再用电压表测出Rx两端的电压，再根据R=U/I即可算出Rx的电阻值。要求学生具有将串联电路特点和欧姆定律结合的创造性应用的能力。
解：（1）电路如图3所示。
（2）实验步骤：
①如图3所示，连接好电路，闭合开关，调整滑动变阻器的滑片，读出电压表的示数，记为U0，则I=U0 / R0 ;
　　 ②把电压表并联到Rx的两端，测出Rx两端的电压Ux。
（3）Rx=Ux / Ix=UxR0 / U0。
测小灯泡电阻，若没有给定值电阻，利用变阻器是否可以测量呢？
例3：如图4所示是测量小灯泡的电阻Rx的阻值时所用的实 图3
验器材，其中变阻器最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为2A，电源是由多组电池串联而成的，电压小于6V，且使用
过程中电源电压不变，Ｒx约为４Ω。　
（1）请在虚线框内画出你所设计的实验电路图，并用笔画线替代线连接实物图。
（2）简要写出实验步骤（步骤中要明确写出实验中要测量的物理量）。
（3）写出待测量小灯泡电阻Rx的表达式。

图4
[分析]： 要测量小灯泡Rx的电阻，关键是如何测出Ix和Ux，要充分利用滑动变阻器接入电路中阻值最大和最小时，电源电压U保持不变。
解：（1）电路图及实物图如图5所示：

图5
（2）实验步骤：
①调节变阻器滑片至b，使变阻器连入电路中阻值为最大值，闭合开关S，记录电流表示数I1 。
②调节变阻器滑片至a，使变阻器连入电路的电阻为零，记录电流表示数为I2 。
（3）Rx=10I1/（I2-I1）
点评：小灯泡电阻的测定实际是对电学规律的应用和总结，应注重I=U/R的理解及将I=U/R与串联、并联电路的电阻、电流、电压的特点结合起来灵活运用。