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图14-5 伏伏法测量电阻
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图14-6 安安法测量电阻
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3.为什么电流表必须串联在被测的电路中,而电压表必须并联在被测的电路两端?
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电流表和电压表的内部均设计有电路,同学们只要拆开电流表和电压表就会看见其内部的电路。电路中总是有电阻的,通常把电表内部电路中的电阻,统称为电表内阻,如图14-7中圆圈内的电阻所示。
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图14-7
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一般情况下,电流表内阻的设计都是非常小的,而电压表内阻的设计都是非常大的。这样设计的道理在哪里呢?
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当电流表串联在被测电路中时,因为串联电路中的电流处处相等,因此,一方面确保电流表测量的电流跟被测电路中的电流一致;另一方面因电流表的内阻很小,在串联的电路中分担的电压就很小,对被测电路的影响也非常小,可视为次要因素而被忽略。
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当电压表并联在被测电路的两端时,因为并联各支路两端的电压相等,因此,一方面确保电压表测量的电压跟被测电路两端的电压一致;另一方面因电压表的内阻很大,跟被测电路并联时,通过它的电流就非常小,对被测电路的影响也非常小,可视为次要因素而被忽略。
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上述就是电流表必须串联在被测电路中,而电压表必须并联在被测电路两端的原因,也是“主要矛盾(因素)起决定性作用”这一辩证思想观点的应用。
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叩开学习物理的门与道 本章值得思考与探究的问题
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1.某同学单独测量电源两极之间的电压和测量当电源在为电路供电时其两极之间的电压时,发现它们略有差异,单独测量电源两极之间的电压比供电时测量电源两极之间的电压要略大一些,这是为什么?
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2.请读下面一段内容,你认为欧姆成功的原因是什么?
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欧姆当时受到科学家傅立叶热传导理论的影响,即导热杆中两点间热流量(当时没有热量概念)跟温度差成正比。于是,他应用联想并采用类比的方法猜想电流量是否也跟电势差(电压)成正比。
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当时人们对电流、电压和电阻这些概念都不那么清楚,适用的电流计也正在探索之中,伏特电池还没有普遍使用,在这样艰难的条件下,欧姆受惠于父亲的精湛技艺,用当时的温差发电装置和电流扭秤设计并动手制作实验装置进行探究,收集数据,进而归纳总结出用自己名字命名的欧姆定律。
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3.在课本欧姆定律应用一节中用伏安法测量小灯泡的电阻实验中,发现灯泡在不亮、暗红、微弱发光和正常发光四种情况下测算出的电阻不同,似乎难以确定小灯泡的电阻。那么,这个实验给你的收获是什么呢?
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4.通过本章第一节提供的几种导电材料的电阻,想一想,为什么不用铜、铝丝绕制滑动变阻器?若用1mm2的镍铬丝绕制50Ω的滑动变阻器,那么,需要多少镍铬丝?
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图14-8
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5.在图14-8所示的伏伏法测量电阻的电路中,假设定值电阻(黑色)为10Ω,一只电压表的示数为2.5V,另一只电压表的示数为1.5V,那么,未知电阻的电阻值是多少?
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