對(duì)于物理教學(xué)上的新應(yīng)用發(fā)展模式有哪些呢?應(yīng)該如何來(lái)促使現(xiàn)在電路教學(xué)的管理改革發(fā)展呢?在本文是一篇職業(yè)教學(xué)論文。本文對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，定值電阻(或電阻箱)具有重要作用，當(dāng)實(shí)驗(yàn)器材中出現(xiàn)定值電阻時(shí)，就要從電路的安全性、測(cè)量的精確性、操作的可控性等方面分析，以確定定值電阻在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)發(fā)揮的作用。

　　摘要：高考對(duì)電路實(shí)驗(yàn)的考查，大多從電路設(shè)計(jì)、器材選擇、實(shí)驗(yàn)程序、數(shù)據(jù)處理、實(shí)物圖連接等方面進(jìn)行，其巾器材選擇中對(duì)定值電阻的選擇，最易出錯(cuò)，導(dǎo)致功虧一簣。現(xiàn)從定值電阻在電路實(shí)驗(yàn)中的功能，展現(xiàn)如何正確使用定值電阻。

　　關(guān)鍵詞：電路實(shí)驗(yàn)教學(xué),電力技術(shù)發(fā)展,職業(yè)教學(xué)論文

　　一、用定值電阻保護(hù)電路

　　例1， 實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電流表A1(滿偏電流約500μA，內(nèi)阻約500 Ω，電流表A2(量程0～300μA，內(nèi)阻1000Ω，電流表A3(量程0～1mA，內(nèi)阻100Ω，定值電阻R0(阻值1 kΩ)，滑動(dòng)變阻器R(0～5Ω，額定電流2A)，電池(電動(dòng)勢(shì)2 V，內(nèi)阻不計(jì))，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

　　職業(yè)論文發(fā)表推薦：《物理教學(xué)探討》，《物理教學(xué)探討》創(chuàng)刊于1980年，原名《重慶物理教學(xué)》，自1983年初改為現(xiàn)名。本刊由西南大學(xué)(原西南師范大學(xué))主管，西南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院主辦，中國(guó)教育學(xué)會(huì)物理教學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)合辦，中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)(CAJCED)來(lái)源期刊;《中國(guó)期刊網(wǎng)》全文收錄期刊;被萬(wàn)方數(shù)據(jù)、中國(guó)知網(wǎng)、龍?jiān)雌诳⒅貞c維普等數(shù)十字專(zhuān)業(yè)期刊網(wǎng)站全文收錄。

　　要較精確地測(cè)出電流表A1的內(nèi)阻和滿偏電流：①畫(huà)出測(cè)量電路原理圖。②應(yīng)讀取的物理量是

　　。③)用這些量讀取的電流表A1的滿偏電流IR=____，電流表A1的內(nèi)阻rg=____。

　　解析：因?yàn)橐獪y(cè)量電流表A，的滿偏電流和內(nèi)阻，所以電流表Al的表針雖能偏轉(zhuǎn)但不能顯示具體的電流值。因?yàn)殡娏鞅鞟2、A3的內(nèi)阻精確已知，可由電流表A2與A1并聯(lián)充當(dāng)電壓表，可將A3接在測(cè)量干路中與A2配合提供電流數(shù)值。當(dāng)A1滿偏時(shí)，流過(guò)A3的電流最大只能為0.70 mA.此時(shí)加在三表組成的測(cè)量電路兩端的電壓最大為0.325V，與電源電動(dòng)勢(shì)相比，滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍過(guò)小，同時(shí)考慮到保護(hù)電表的因素，就需要在測(cè)量電路中串聯(lián)一保護(hù)電阻，可由R0承擔(dān)。因此實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖1所示。

　　以題說(shuō)法：關(guān)于保護(hù)電阻的使用，大多是與被測(cè)量部分串聯(lián)以保護(hù)電表，同時(shí)增加滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍，有時(shí)出現(xiàn)與電源直接串聯(lián)的電阻箱或滑動(dòng)變阻器時(shí)，為了防止調(diào)節(jié)過(guò)程中因操作不當(dāng)造成短路，也需用定值電阻進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)電阻的使用原則是根據(jù)測(cè)量情況和測(cè)量對(duì)象科學(xué)分析，頭腦中既要有保護(hù)電阻的意識(shí)，但也不可濫用保護(hù)電阻。如：對(duì)改裝后的電流表進(jìn)行校對(duì)電路設(shè)計(jì)時(shí)，因電流表內(nèi)阻很小，一般都需要保護(hù)電阻;而對(duì)改裝后的電壓表進(jìn)行校對(duì)電路設(shè)計(jì)時(shí)，因電壓表內(nèi)阻很大，具有自保功能，一般不需要保護(hù)電阻。

　　二、用定值電阻實(shí)現(xiàn)電壓表的作用

　　例2 某同學(xué)做測(cè)量電流表A1內(nèi)阻的精確值實(shí)驗(yàn)時(shí)，有如下器材：電流表A1(量程300 mA，內(nèi)阻約為5Ω)，電流表A2(量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω)，電壓表V(量程15V，內(nèi)阻約為3kΩ)，定值電阻R。(阻值5Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(電阻為0～10Ω，額定電流1A)，滑動(dòng)變阻器R2(電阻為0～250Ω，額定電流0.3A)，穩(wěn)壓電源E(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻較小)，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。

　　要求待測(cè)電流表的示數(shù)從零開(kāi)始變化，且能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，盡可能地減小誤差，從以上給定的器材中選擇恰當(dāng)?shù)钠鞑模O(shè)計(jì)測(cè)量用的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)出所用器材的代號(hào)。若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算電流表A1的內(nèi)阻r1，則r1的表達(dá)式為_(kāi)___。

　　解析：因?yàn)榇郎y(cè)電流表A1可自報(bào)電流值，電壓表V的量程太大不能用，電流表A2的內(nèi)阻不定，不能與A1并聯(lián)當(dāng)電壓表使用，所以此時(shí)只能充分利用定值電阻R0。將R。與待測(cè)表A1并聯(lián)，將電流表A2串聯(lián)在測(cè)量干路中，由電路結(jié)構(gòu)可知R0的電流，進(jìn)而可知R0兩端的電壓，由此通過(guò)Ro實(shí)現(xiàn)了電壓表的作用，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2所示。由電路原理可知，電流表A1的內(nèi)阻

　　以題說(shuō)法：伏安法測(cè)電阻，不能簡(jiǎn)單地理解為一定得有電壓表、電流表，即便伏、安表齊全，也還要認(rèn)真分析電表的量程特點(diǎn)，以便確定可不可用，若某一類(lèi)電表多余(如本題中的電流表)，再看其內(nèi)阻是否精確已知，若是，則可通用，若不是，就要通過(guò)定值電阻實(shí)現(xiàn)短缺電表的作用。

　　三、用定值電阻實(shí)現(xiàn)電流表的作用

　　例3 為了測(cè)量量程為3 V的電壓表V的內(nèi)阻(約2000Ω)，可供選擇的器材有：

　　電流表A1，量程為0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω;電壓表V2，量程為SV，內(nèi)阻約3500Ω;變阻箱R1，阻值范圍為0～9 999Ω;變阻箱R2，阻值范圍為0～99.9Ω;滑動(dòng)變阻器R3，最大阻值約為100Ω，額定電流1.5A;電源E，電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約0.5Ω;單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。

　　(1)請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路，畫(huà)出電路原理圖(電路原理圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)，要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確。

　　(2)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)所要測(cè)量的量_____;寫(xiě)出計(jì)算電壓表V內(nèi)阻Rv的計(jì)算式為RV一____。

　　解析：由題意知待測(cè)電壓表允許通過(guò)的最大電流約為1.5mA，故題給電流表不可用，測(cè)量待測(cè)電壓表通過(guò)的電流只有用定值電阻配合電壓表V2完成。將待測(cè)電壓表與定值電阻串聯(lián)后再與電壓表V2并聯(lián)，就可實(shí)現(xiàn)用定值電阻測(cè)電流的目的，所以，實(shí)驗(yàn)電路如圖3所示。需要測(cè)量的量有：待測(cè)電壓表V的示數(shù)U、電壓表V2的示數(shù)U2 、使兩表指針盡可能滿偏并穩(wěn)定時(shí)電阻箱R1的讀數(shù)R1，待測(cè)電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式為　以題說(shuō)法：對(duì)于伏安法測(cè)量中出現(xiàn)一類(lèi)電表短缺，需要一個(gè)電阻充當(dāng)電表作用時(shí)，必要時(shí)也可用電阻箱，不一定非得用定值電阻，如圖4所示的測(cè)電阻Rx的電路設(shè)計(jì)中，電阻箱就發(fā)揮了電壓表的作用。

　　四、用定值電阻擴(kuò)大電表量程

　　例4 在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有以下器材：電流表G(量程3mA，內(nèi)阻rg=10Ω);電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω);滑動(dòng)變阻器R1(0～20Ω，10A);滑動(dòng)變阻器R。(0～1750Ω，1A);定值電阻R3=990 Q;被測(cè)干電池E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)電阻小于1Ω);開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

　　(1)請(qǐng)根據(jù)題中要求畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。(用所給器材符號(hào)表示)

　　(2)現(xiàn)已將所測(cè)數(shù)據(jù)描繪在如圖5所示的坐標(biāo)系中，則被測(cè)電動(dòng)勢(shì)E=___，內(nèi)阻r=___。

　　解析：(1)因?yàn)槠鞑闹袥](méi)有電阻箱，定值電阻也只有一個(gè)，所以只能用伏安法測(cè)量。雖缺少電壓表，但可由內(nèi)阻精確的電流表G替代，只是需要串聯(lián)定值電阻R3以擴(kuò)大量程，改裝擴(kuò)程后的等效內(nèi)阻為1000Ω，量程為3V，因此實(shí)驗(yàn)電路圖如圖6所示。

　　(2)由電路圖可知，坐標(biāo)系的縱軸應(yīng)是電流表G的示數(shù)，其值乘以1000即為改裝后電壓表的讀數(shù)——路端

　　電壓，由平均思想將坐標(biāo)中各點(diǎn)連成一條傾斜的直線，再由閉合電路的歐姆定律U=E-Ir可知，縱軸截距乘以1000即為電動(dòng)勢(shì)，約為1.45V，橫軸截距等于路端電壓為1.0V時(shí)通過(guò)電源的電流，約為0.55A，解得電源內(nèi)阻約為0.80Ω。

　　以題說(shuō)法：一般的，電流表G叫做電流計(jì)表頭，其電流及電壓滿偏值都較小，若器材中給了這類(lèi)表，使用時(shí)都需要串聯(lián)或并聯(lián)一電阻以擴(kuò)大量程，這就自然考查了電表的改裝原理。當(dāng)然，不是所有的題口給出電壓表V和電流表A都合適，這就需要認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)要求，必要時(shí)，對(duì)量程較小的電壓表或電流表進(jìn)行改裝擴(kuò)程，以完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

　　跟蹤訓(xùn)練

　　1.現(xiàn)要測(cè)量某一電壓表V的內(nèi)阻，給定的器材有：待測(cè)電壓表V(量程2V，內(nèi)阻約4kΩ);電流表A(量程1.2 mA，內(nèi)阻約500Ω);直流電源E(電動(dòng)勢(shì)約2.4V，內(nèi)阻不計(jì));固定電阻三個(gè)，R1 =4 kΩ，R2=10kΩ，R3=15kΩ滑動(dòng)變阻器R;開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。要求測(cè)量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其量程的一半。

　　(1)試從三個(gè)固定電阻中選用一個(gè)，與其他器材一起組成測(cè)量電路，面出測(cè)量電路的原理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出)

　　(2)電路接通后，若電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為，，則電壓表內(nèi)阻Rv=____。

　　2.常用電流表有內(nèi)阻，現(xiàn)要測(cè)量電流表G，的內(nèi)阻r1，電路如圖7甲所示，供選擇的器材如下：

　　A.待測(cè)電流表G1(0～5mA、內(nèi)阻約為300Ω)

　　B.電流表G20～10 mA、內(nèi)阻約為100Ω)

　　C.定值電阻R1(阻值30Ω)

　　D.定值電阻R2(阻值300Ω)

　　E.定值電阻R3(阻值3 kΩ)

　　F.滑動(dòng)變阻器R4(0～20Ω)

　　G.電源F(電動(dòng)勢(shì)6.0V，內(nèi)阻不計(jì))

　　H.開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干

　　(1)電路中Lj電流表G1并聯(lián)的電阻應(yīng)選____，保護(hù)電阻應(yīng)選____。(填寫(xiě)器材前的字母序號(hào))

　　(2)根據(jù)電路在圖7乙中連接實(shí)物圖，要求閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P處于正確位置。

　　(3)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟：①按電路圖連接電路;②閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P至某一位置，記錄G2、G2的讀數(shù)I1、I2;③____;④以I1為縱軸，I12/sub>為橫軸，作出相應(yīng)圖像如圖7丙所示。

　　(4)由I1一I2圖像的斜率k及定值電阻.寫(xiě)出電流表G，內(nèi)阻的表達(dá)式r1=____。

　　3.一節(jié)電動(dòng)勢(shì)約為9V，內(nèi)阻約為2Ω的電池，允許通過(guò)的最大電流為500mA。為了精確測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，選用了總電阻為50Ω的滑動(dòng)變阻器以及電流表和電壓表，連成如圖8所示的電路。

　　(1)為了防止誤將滑動(dòng)變阻器電阻調(diào)為零而損壞器材，需要在電路中接入一個(gè)定值電阻R，最適合的電阻是(

　　)。

　　A.10Ω，5W

　　B.10Ω.0.5W

　　C.20Ω，5W

　　D.20Ω，0.5W

　　(2)在其他器材不變的情況下，再取一個(gè)上述規(guī)格的電池，與原來(lái)的電池串聯(lián)組成電池組，測(cè)量這個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，且操作無(wú)誤，試面出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。