电阻的教学设计

电阻的教学设计（14篇）

1.电阻的教学设计 篇一

“电阻的测量”教学设计

“电阻的测量”教学设计 福建省南安市华侨中学 林少平1月15日  一、教材分析    1.教材的地位和作用    本单元是闭合电路欧姆定律的运用，既具有联系实际的意义，又能培养学生动手操作能力和分析能力。本单元的内容是本章知识的总结，教学中应当让学生有足够的运用知识分析和解决问题的机会。    学生在初中做过“用电流表、电压表测电阻”的实验，现在，再做“伏安法测电阻”，当然不能仅仅是操作的重复，要考虑电压表和电流表本身电阻给测量结果带来的误差。    2.教学目标    ⑴知识目标：能说出伏安法测电阻的原理；理解伏安法测电阻的误差来源；会用伏安法测定给定电阻器的阻值。    ⑵能力目标：进一步培养学生动手操作能力和分析能力。    3.教学重点、难点：伏安法测电阻的误差分析。    二、学生现状分析：    学生在初中阶段已学习了“用电流表、电压表测电阻”的实验，对本节课的学习提供了一定方便。    三、教学方法：    利用引导、启发、讨论、实验、分析、总结等综合教学方法，学生活动约占课时的1/2，课堂气氛比较活跃。    本节课的`教学设计注意教师为主导、学生为主体的教学思想，培养了学生的探索精神，让学生参与课堂教学讨论、误差分析、实验设计、动手实验等，有利于调动学生的积极性，在培养学生能力方面做了有益尝试。作为物理课，应体现以实验为主，从实验结果入手进行误差分析及电路的选择、思考与讨论，从而加深了对伏安法测电阻原理的理解。    四、教学媒体：    ⑴投影仪和投影片；    ⑵学生分组实验器材：安培表、伏特表、滑动变阻器、干电池若干、电阻、电键、导线若干。    五、教学过程：    (一)新课引入：通过复习、提问引入新课    电阻器是组成电路的主要元件，在各种电路中都要用到它，通常要知道其阻值的大小，那么，怎样才能知道其电阻的大小呢？(测量)    (二)新课教学：    1.通过复习、提问，引导学生自己总结出测电阻的方法、原理、所需器材，并设计出电路图。    问题1：利用什么方法可以测量电阻？    问题2：伏安法测电阻的原理？(个别提问)    问题3：需要什么器材；各器材有何作用？(个别提问)    问题4：请设计出一个电路图（学生练习，请两位学生在黑板上把图画出来）    2.电流表外接法及内接法的误差分析。    问题1：两种电路有何差别？(学生比较、回答)    问题2：两种方法测量电阻都存在误差(学生分组实验)    问题3：伏安法测电阻的误差分析    （引导学生分析得出：由于电压表的分流作用，电流表测出的电流比通过电阻R的电流要大一些，所以采用电流表外接法测电阻计算出的电阻要比真实值小些；由于电流表的分压，电压表测出的电压比电阻R的两端的电压要大一些，故采用内接法所测电阻比真实值大一些。）    3.测量电路的正确选择。    在外接法中，由于R测= RRV/(R+RV)=R/(1+R/RV)，可以知道，RV>>R时，    R/RV→0，R测≈R；    在内接法中，由R测＝R＋RA，可知，当R>>RA时，R测＝R。    （引导学生得出结论：要测量一个电阻，先得估计或粗测一下电阻的阻值，若Rx>>RA，可选内接法；若R<< RV，采用电流表外接法。    (三)反馈练习：    [例1]已知电流表的内阻约为0.1欧姆，电压表内阻为10千欧，若待测电阻约为5欧，应采用何种测量方法。    [例2]用伏安法测定一个电阻，阻值约为10欧，额定功率为2瓦，可供选用的仪器设备有：    电源共有三种：干电池1节，其电动势为1.5V    蓄电池1组，其电动势为6.0V    直流稳压电源1个，输出电压10V    直流电压表共两只：V1量程0－10V，内阻10千欧    V2量程0－30V，内阻30千欧    直流电流表共两只：A1量程0－0.60A，内阻0.5欧    A2量程0－3.0A，内阻0.1欧    滑动变阻器一个：0－10欧    开关、导线等。    要求：选取规格合适的仪表器件，组成正确的电路，并画出电路图。    (四)布置作业：练习十：⑴、⑵    板书    十二、电阻的测量    1.方法：伏安法    2.原理：R＝U/I    3.伏安法测电阻的误差分析    ⑴电流表外接法：电压真实值，电流偏大    据R＝U/I，测量值小于真实值    ⑵电流表内接法：电流真实值，电压偏大    据R＝U/I，测量值大于真实值    4.测量电路的正确选择：    当R>>RA，采用内接法。    当R<< RV，采用外接法___

2.电阻的教学设计 篇二

关键词：MSP430F449单片机,矩阵键盘,电阻筛选测试仪

1 引言

设计一款制动自动电阻筛选测试仪, 测量量程为100Ω、1kΩ、10 kΩ、10MΩ四档。测量准确度为±1%, 能自动显示小数点和单位, 测量速率大于5次/秒。100Ω、1kΩ、10 kΩ三档量程具有自动量程转换功能。即在进行电阻筛选测量时, 用户通过键盘输入要求的阻值和筛选的误差值;测量时, 具有自动筛选功能, 仪器能在显示被测电阻阻值的同时, 给出该电阻是否符合筛选要求的指示, 设计结果表明, 效果比较理想。

2 方案论证与比较

2.1 系统总体设计方案

以TI公司生产MSP430 F449单片机为核心, 外围电路可分为电源模块、数据采集模块、人机交互模块、打印模块、声光报警模块、语音模块、辅助模块等。数据采集模块负责采集电阻阻值;人机交互模块包括键盘输入、12864液晶显示;处理器MSP430F449负责协调整个系统的数据处理, 人机交互等。总体设计框图如图1。

2.2 芯片的选择

采用AT89C51系列单片机编程自由度大, 但其内部总线是8位的, 受其结构本身限制很大。

MSP430系列单片机是16位单片机。具有功耗低, 功能强大, 运行速度快, 接口丰富等特点, 具有简洁的指令结构, 在低功耗方面优越之处是其他系列不可比拟的, 因此MSP430更适合应用于仪器、仪表类产品中, 其基本架构是16位, 同时在其内部的数据总线经过转换还存在8位的总线。

基于上述分析, 考虑到设计时对A/D转换的精度要求, 故选择MPS430F449单片机作为控制主芯片, 既方便程序编写和烧录, 又方便控制功能快捷实现。

2.3 键盘模块

采用独立键盘接口设计时每个按键需要占用一根输入口线即占用一个I/O口, 独立式按键电路配置灵活, 在需要按键较少场合, 会获得较好实用效果。

采用矩阵键盘接口设计, 在需要按键较多场合很实用, 采用常用扫描法对键盘进行识别优点很显著, 缺点也是由于需要不断地扫描, 所以这种设计容易消耗较多的系统资源。由于考虑到本设计需要使用多个按键, MSP430又有丰富的接口, 故可以选择此键盘

2.4 显示模块

LCD12864液晶显示具有可视面积大, 画面效果好, 分辨率高, 抗干扰能力强, 显示内容多, 字码显示柔和, 串口通信, 利用的I/O口少等特点。只要用一块LCD12864显示屏就可以显示设计要求的全部内容。此外, 采用LCD12864液晶显示有着良好人机界面, 控制简单, 编制易懂中文分级菜单界面, 优势明显。

3 系统硬件设计

3.1 硬件系统工作原理

基于欧姆定律, 通以恒定的电压, 用A/D功能采集基准电阻上的分压信号, 转换成数字信号, 得出基准电阻的分压, 然后通过编程控制单片机计算出待测电阻的分压, 求出电流, 从而求得待测电阻阻值, 送入显示模块显示, 用继电器、三极管通过程序来控制档位的切换。

3.2 单元电路的功能设计与分析

3.2.1 电阻测量模块的设计

用四个继电器、四个三极管结合编程实现电阻的测量, 根据阻值控制档位的切换。采集到电阻的分压, 使用电压跟随器连接到单片机的A/D输入端。

3.2.2 按键模块的设计

采用矩阵键盘接口设计, 用键盘扫描法。当按键按下时, 该输入线电平会发生相应变化, 通过检测电平状态就可以判断哪个键被按下, 电路图如图2。

3.2.3 声光报警模块的设计

在筛选器件时, 若达到要求, 蜂鸣器会发出“滴滴”的报警声、指示灯闪烁进行提示。电路图如图3。

4 系统软件设计

4.1 程序总体流程图

在主程序模块中, 需要完成显示模块、按键模块、电阻采集模块、警报模块、各参量和接口的初始化以及中断、计算、循环等工作, 主流程图如图4所示。

4.2 筛选模块流程图

删选流程图如下图5所示:

5 测试结果与分析

5.1 基本部分测试与分析

运用公式:绝对误差=|测得阻值-电阻实际值|。

相对误差=|测得阻值-电阻实际值|/电阻实际值。

测试数序如表1所示, 经测验, 设计此款电阻测试仪误差很小。

5.2 设计展示及分析

通过上述设计, 完成了样机整体设计, 测试效果比较理想, 如图6所示。

参考文献

[1]沈建华, 杨艳琴.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2008.

[2]杨媛如, 徐熙平.小电阻精密测量系统的设计[J].电子测量技术, 2010, 3 (304) :16-18.

[3]闫方举, 刘培顺, 杨卫平.基于MSP430单片机Slope功能的电阻测量[J].科技信息, 2011, 01 (08) :451-452.

[4]谭成豪, 许建明.试述51系列单片机矩阵键盘编程[J].科技传播, 2011, 3 (906) :197-198.

3.“导体的电阻”教学赏析 篇三

2016年4月，第十四届江西省中学物理青年教师教学大赛在美丽之城吉安成功举办。我们以这次教学比赛的课例（荣获一等奖第一名）进行赏析，从中获得教学启发和思考。

一、本课的教学

（一）教学目标的确定

1.知识与技能：认识电阻，了解导体的电阻规律，能用电阻的计算公式进行有关计算。理解电阻率的物理意义。能根据实验要求及器材、设计实验方案，正确连接电路，会根据探究目标整理和分析数据，并得出实验结论。

2.过程与方法：经历决定导体电阻的因素的探究过程，体验运用控制变量的思维方法，体会实验探究和逻辑推理都是重要的科学研究方法。

3.情感、态度与价值观：使学生认识到探究活动是研究物理规律的科学方法，激发学生主动探究的热情。

本课的教学重点为实验探究导体的电阻与长度、横截面积、材料等的定量关系。教学难点是电阻率的理解及探究方案的设计。教学方法方面，在学生科学猜想的基础上，通过实验探究得到规律，通过对电阻率的相关图表的分析，提高学生分析信息，获取知识的能力。

（二）教学过程的实录

1.课题引入

实验：接通电路。其中一根导线的火柴点燃了。（实验引入课题）

设问：是什么原因使得这边导线上的火柴先被点燃？（学生：……）

师：这与我们要探究的课题：导体的电阻有关（课件展示课题）

（设计意图：利用奇趣的实验现象，设置悬念，引出课题，激发学生的学习兴趣和探究欲望）

2.新授过程

（1）科学猜想（课件展示问题：导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系）

（2）实验验证猜想

①实验方法

设问：请同学们思考，要探究电阻与三个物理量之间的关系时应该采用怎样的实验方法？

生：控制变量法（大屏幕展示控制变量法的具体应用）。

师：哪位同学来具体说说？

生：材料、横截面积一定，探究电阻与长度的关系

材料、长度一定，探究电阻与横截面积的关系

长度、横截面积一定，探究电阻与不同材料的关系

②分组实验

下面小组讨论交流，把实验电路图画在表格中。

生：小组讨论，设计出多种不同方案并展示给大家。

学生活动：分组讨论，并设计填写实验方案。展示讨论成果。

学生分组实验报告如下，学生分组实验报告第一组：探究导体电阻R与长度L的关系；第二组：探究导体电阻R与横截面积S的关系；第三组：探究导体电阻R与材料的关系。

③实验结论总结

幻灯片展示：分别展示学生实验报告，朗读学生实验报告上的实验结论。（每展示一个做一次记录）

师：将三种探究结果进行整合，可以得到：同种材料的导体，电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积成反比；导体的电阻还与构成它的材料有关。R∝L，写成R∝■，等式的话可以写成R=K■，在长度、横截面积相同的情况下，比例系数K值越大，导体的电阻就越大，对电流的阻碍作用就大，导电性能就越差。我们把比例系数K命名为材料的电阻率，用符号？籽表示。（课件展示）

（3） 电阻率

电阻率？籽是反映材料导电性能的物理量，单位是欧·米。不同材料其导电性能也是不同的，即电阻率？籽不同，现在请同学们阅读课本58页的几种导体的电阻率表格，同学们能发现哪些规律？

生：对比发现纯金属的电阻率一般比合金的电阻率小，常常用来做连接电路的导线，合金的电阻率比较大，常常用来制作电阻丝。

师：电阻率除了与材料有关，还与什么因素有关呢？（引导学生观察表格上的标头内容）

生：温度。

演示实验：把电源、小灯泡、钨丝、开关串联起来，闭合开关、灯泡亮。对钨丝加热，观察小灯泡的亮度。

实验现象：在导体长度、横截面积几乎不变的情况下，通过实验我们可以得到钨丝的电阻加热后变大，即钨丝的电阻率随温度的升高而增大。

师：金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这一特性，常常用来制作电阻温度计，有些合金的电阻率几乎不受温度影响，常常用来制作标准电阻。

3.课堂小结

通过前面的探究，我们已经知道了同种材料的导体，电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻率不但与材料有关，也与温度有关。

4.创新活动

设问：哪位同学想出办法给火箭点火发射升空？把它罩住我们设计的点火器，接通电源，请同学们仔细观察发热体的变化。火箭成功被点火升空，让我们以热烈的掌声祝贺我们设计的点火器成功发射火箭！

5.作业布置：很多火灾发生都与连接电路的导线有关，针对此问题进行社会调查，写成一篇小论文。

6.板书设计

一、学生猜想

二、实验探究 （1）实验方法 （2）实验结论（3）电阻率

三、创新设计

二、本课的赏析

本节课以探究决定电阻的因素为载体，提供了实验探究和理论探究两种方案，体现了两者都是重要的科学方法，两者结合，可以让学生体验实验的魅力和逻辑的力量，教科书探究方案中，通过理论探究得到导体电阻与长度、横截面积的关系后，再用实验研究导体电阻与材料的关系，本节知识不仅在物理思想方法上有教育意义，在培养学生分析问题的能力上面也有着重要的意义。

“导体的电阻”是人教版普通高中课程标准实验教科书的内容，在初中已经定性研究过导体电阻与材料、长度、横截面积有关，这一节课是定量研究导体电阻与影响因素的关系。如果单纯从理论角度去探究这节课，可能会空洞干瘪、索然无味。但通过巧妙的设置，使这节课精彩纷呈、生动有味，令学生和听课老师回味无穷。

（一）教学设计的创新

其教学设计富有新意，教学流程如下：

（二）亮点的精彩呈现

亮点1：设计引入实验，金属丝点火柴实验。一个点燃火柴演示实验引入课题，用奇趣的物理实验把学生的学习兴趣激发出来，从而有利于后面探究任务的进行。

亮点2：分组实验，探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系。发挥学生主体作用，整个探究过程都是以提出问题、学生猜想、学生实验探究验证为主线来进行，给予了同学们充分的思考空间；通过小组实验活动， 让学生掌握科学探究的方法，體验科学探究的乐趣，培养了学生与人合作的能力和动手能力，以及实事求是的科学态度。

亮点3：演示实验，导体电阻率与温度的关系。在探究学习电阻率与温度的关系时，通过一个简单的演示实验，学生通过观察实验现象来获得电阻率与温度的规律。这一设计避免了对知识强硬灌输，迎合了学生认识规律，通过直观明显的演示实验，学生由感性认识再升华到理性认识。同时实验取材于日光灯的灯丝，体现了物理“瓶瓶罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的教学理念。

亮点4：创新实验，设计电热点火器。课堂结尾的“设计火箭点火装置”创新活动，与课堂导入实验前后呼应，课堂结构紧凑，既很好地解释导入实验原理，也很好地锻炼了同学们的发散思维和丰富了同学们的想象力，学生创新能力得到了很好的培养。这一环节点燃了学生学习物理的热情，让整个课堂达到了新的高潮。

通过这节课，学生真正体会到了从物理走向生活的真谛。本节课最突出的亮点是实验教学细节设计富有创新性，按照知识的内在逻辑顺序创新安排教学活动。

（作者单位：江西省信丰中学）

□责任编辑 黄晓标

4.电阻的教学设计 篇四

一、教学目标

1、知识与技能

知道影响电阻大小的因素和电阻的大小与导体长度、材料与横截面积的关系同时还与温度有关。

2、过程与方法

学生通过控制变量法自主探究，自主归纳出电阻的大小与导体的长度、材料、横截面积及温度的关系。

3、情感态度与价值观

培养学生善于动手动脑的科学素养

二、重点与难点

通过探究实验，知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、材料与横截面积有关。

三、主要探究内容

影响导体电阻的大小与哪些因素有关，有怎样的关系。

四、基本要求

1、能根据展示的电阻丝猜想导体的电阻大小与哪些因素有关。

2、能制定计划，设计方案：利用控制变量法探究导体电阻的大小与哪些因素有关。

3、能对收集的数据：进行分析归纳，总结出探究结论。

五、教学器材

电池组、小灯泡、开关、导线、电流表、电阻丝

六、教学过程

（一）、情境创设

将不同的电阻丝分别接入由电源、开关、导线和电流表组成的同一电路中，通过实物投影仪观察电流表的示数变化。

（二）、引入新课

学生思考引起电流表示数变化的原因。

（三）、新课进行

1、质疑与猜想：猜想导体的电阻大小可能与哪些因素有关？有怎样的关系？并思考这样猜测的理由。

【猜测1】导体的电阻与材料有关

【猜测2】导体的电阻与导体的长度有关 【猜测3】导体的电阻与导体的横截面积有关 【猜测4】导体的电阻与温度有关

2、探究与发现：

（1）、引导学生复习电阻的概念，明白导体对电流有阻碍作用，且导体的电阻存在与电压电流无关。

（2）、实验方法：导体的电阻可能与与多个因素有关，我们应使用什么方法研究呢？——控制变量法。

（3）、实验原理：用电流表的示数变化来反应接入电阻的大小变化。（4）、设计出电路图，制定计划，完成设计表格。

（5）、交流设计方案：学生对照电路图说明怎样使用控制变量法？（6）、分组实验，收集数据并记录。

（7）、交流与评估，每小组通过观察、分析、归纳等方法总结探究结论，然后在全班汇报探究成果。

3、拓展与延伸 了解超导材料。

七、板书设计；探究影响电阻大小的因素

1、提出问题：影响导体电阻大小的因素可能有哪些？

2、猜想：导体的电阻可能与导体的长度、材料、横截面积与温度有关。

3、设计方案（实验用的电路图）

4、收集处理信息，归纳探究结论。

5.测量电阻教学设计 篇五

欧姆定律应用之一

隆尧县 固城中学 刘彦云

学习目标：

1、2、知道利用伏安法测电阻的原理

会用电压表和电流表，会根据欧姆定律算出电阻；能用电压------电流图像来研究导体电阻的变化规律。

3、会设计电路图；会根据电路图连接电路。

学习重难点：

重点：伏安法测电阻的探究过程。难点：探究实验的设计。学习资料：

多媒体课件、电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、定值电阻、导线。学习过程： 新课探究：

用电压表测出一段导体两端的电压是7.2V，用电流表测出通过这段导体的电流为0.4A，这段导体的电阻是多少？（通过该题计算，你们有什么启发？）（学生回答后讨论P76小明设计的电路有什么不足，应怎样改进？）实验原理：R=U/I 设计电路：

学生设计并板演电路图。进行实验

① 根据电路图连接电路

教师巡视指导 学生在实验过程中注意哪些问题。连接电路时开关应处于什么状态？闭合开关前滑动变阻器是否处于最大值处，滑动变阻器在本实验中的作用？电压表电流表正负接线柱是否接反了，是否通过“试触”进行量程的选择，是否认真检查电路确认无误后闭合开关等。

② 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压，并记下相应的电压表示数和电流表示数填在表格中。③ 断开开关，整理器材，结束实验。

④ 算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入如表格 设计表格：

根据表格数据画出U---I图像

分析与讨论：

除了计算出待测电阻的阻值，还能获得什么信息？（学生讨论，教师点评）交流与评估：

完成实验后大家交流在实验中出现了哪些问题，你是如何处理的？

课堂小结：（见课件）拓展练习（课件出示）

在“伏安法”测电阻实验中，如果电压表损坏了，只给你一个电压不变的电源，一只电流表一个阻值已知的电阻R0开关和几根导线，你能测出未知电阻RX的阻值吗？ 要求：①画出电路图

②说出测量步骤

③写出RX的最后表达式。布置作业：1、2、3、4、阅读课文

自我评价P791、2、3 百分百P54～P56

预习下一节等效电阻（结合百分百自主课堂）

板书设计：

1、实验原理：R=U/I

6.《电阻定律》获奖教学设计 篇六

(1)理解电阻定律，能利用电阻定律来进行有关计算。(2)理解电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系。(3)通过分组实验，培养实验设计和实验操作能力。2．过程与方法

通过实验探究的过程，感受“猜想——实验探究——归纳——应用”的学习过程，体验运用控制变量法研究物理问题的思维方法。3．情感、态度与价值观

通过实验探究调动学生的学习主动性，在活动中培养他们的合作精神。

二、教学重难点

重点：探究电阻定律的定量关系。难点：如何设计合理可行的实验方案。

三、教学过程

（一）创设情景、提出课题（3分钟）

首先展示生活中的一些跟电阻有关的图片，如调光台灯，电阻温度计等，从而引出：电阻与哪些因素有关，然后在归纳一些共性的问题，最后利用以下三个情景引导学生作出科学的猜想。

情境一：用滑动变阻器改变灯泡的亮度（调光台灯），请学生思考电阻与什么因素有关？

情境二：对比 “220V，100W”和 “220V，60W” 的2只白炽灯，观察灯丝的粗细，猜想灯泡的亮度，再演示现象，请学生猜想电阻与什么因素有关？

情境三：图片展示不同材料制成的长度和粗细相同的电缆线电阻却有很大差异，说明电阻可能与什么因素有关呢？

经过归纳总结，引出探究课题：研究电阻和这些因素之间的定量关系。此时引出新课：电阻定律

（二）、合作探究（20分钟）1.探究方案制定：

①如何研究电阻与这多个因素之间的关系呢？

从而引出“控制变量法”。物理学中，如果想研究一个量与其他几个量的关系时，可以采用保持其他量不变，只让某一个量发生变化去研究量的变化规律。

②再分小组讨论: 怎样利用控制变量法来制定实验方案呢？学生会提出三个实验方案：

（1）选用材料和横截面积相同的导体，研究电阻和长度的关系（2）选用材料和长度相同的导体，研究电阻和横截面积的关系（3）选用长度和横截面积相同的导体，研究电阻与材料的关系 2.设计实验

引导学生围绕以下几个问题设计实验，通过提问的方式进行层层推进 教师提问1:需要测量哪些物理量？

学生答：长度、横截面积、电阻（L、S、R）问题2:教材是如何测量长度和横截面积？

学生答：刻度尺测量长度，累积法或者游标卡尺测量直径

问题3：研究电阻与长度、横截面积的关系，一定要测出长度、横截面积的数值吗？

学生答：长度可设置为L、2L、3L„，横可设置为S、2S、3S„

问题4:如何测量导线的电阻？ 学生归纳总结实验步骤 ： ①按照实验原理图连接电路 ②将待测电阻丝连入实验电路

③调节滑动变阻器，待示数稳定后读出电流表和电压表的示数并记录 ④更换相应的电阻丝，重复第三步骤 注意事项（学生阅读）

1．连接电路时，开关应该断开，滑动变阻器应该滑动到电压为零处。2．电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法．

3．电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大． 4.分组实验

（1）学生分组:把实验的三个课题分给6个小组，其中1、2小组研究电阻和长度的关系，3、4组研究电阻和横截面积的关系，5、6组研究电阻和材料的关系，这样的可以在有限的课堂教学时间内完成探究任务，提高了探

截面积

究教学的效率。

（2）进行实验：要求学生按照刚才总结出来的是要步骤进行实验操作，在实验过程中首先要求实验的规范性，例如连接电路时断开开关，滑动变阻器滑动到电压为零的位置。也强调学生之间的分工与合作。

（3）数据记录与处理：实验过程中记录电压表电流表的示数，注意读数的准确性。根据记录的数据算出对应电阻丝的电阻值。并归纳总结算出的电阻值与研究因素之间的定量关系。

（4）结论汇报：请各组的发言人总结汇报，总结出电阻与所探究因素之间的关系（注意学生的回答是否控制变量）。让同实验方案的另一组同学进行评判。

（三）、归纳总结（3-5分钟）

请学生对刚才三位同学的结论汇报加以归纳总结，用最精简的语言叙述实验结论，得出电阻定律：

1、内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度成L成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关

2、公式：R= ρL/s，3、电阻率ρ：反应材料导电性能的物理量（导体材料决定）

（四）自主学习（3分钟）

学生自学教材，让学生了解不同材料的电阻率，并总结温度对电阻率的影响。了解导体、绝缘体和半导体。采用自主阅读法。教师在完后评价、鼓励。

（五）课堂练习：（6分钟）

有一段导线，电阻是4Ω，把它对折起来作为一条导线用，电阻是多大？如果把它均匀拉伸，使它长度为原来的两倍，电阻又是多大？

学生完成学案上定时练习，落实本堂课的重要知识，加强知识的理解记忆和迁移。

（六）、课堂小结（3分钟）

总结：本堂课通过实验我们探究了电阻与导体长度、横截面积和材料之间的定量关系，通过控制变量法，得到电阻定律RL，其中电阻率代表S材料的导电性能，与温度有关。材料可以分为导体，半导体和绝缘体。

四、板书设计

电阻定律

1、探究内容：研究电阻与长度、横截面积和材料的定量关系

2、探究方法：控制变量法

3、设计实验： 4:、电阻定律

⑴内容： ⑵表达式：R

⑶电阻率：

7.电阻箱的数字化设计与实现 篇七

关键词：数字化,电阻箱,设计

0 引言

电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器, 由若干个不同阻值的定值电阻按一定的方式连接而成。电阻箱中的定值电阻一般用康铜和锰铜丝绕制, 使电阻值基本不随温度变化。它作为一种常用电阻计量器具, 以其高精度、高稳定度的特点在电磁学和热学计量中有着非常广泛的应用, 是一种重要的计量标准器。

一般的电阻箱是以开关为主的机械结构, 通过开关旋转在不同的位置来改变电阻值, 因此不具备数字测量和通讯功能, 不能适应当前智能化仪器发展的要求。本文将阐述一种数字化的电阻箱[1]设计及实现方法, 使电阻箱具备数字测量和与计算机通讯的功能, 为其发展成为一种智能化的仪器打下基础。

1 设计原理

1.1 电阻箱结构设计

设计的新型数字化电阻箱, 首先要对标准电阻箱的步进开关进行改进, 使其具有数字化测量功能。要实现这些功能, 则需要在原有步进开关的结构基础上增加一层辅助开关, 辅助开关与原有开关同轴相连但不破坏原开关的结构。这样辅助开关与原有开关同步旋转, 通过判别辅助开关的位置就可以判定电阻箱各开关的位置, 从而推断电阻箱的电阻名义值。

1.2 电路设计

电路设计上, 采用单片机进行数字化测量电路设计, 对电阻箱各量程各点位进行检测并识别, 达到以数字形式显示出电阻值的目的。嵌入式单片机通过程序设定的数值范围检索出电阻箱各量程具体点位, 换算出总的电阻值, 通过RS-232C通信接口技术上传给计算机, 编制开发应用程序进行新型电阻箱与计算机之间的数据交互, 完成数据传送, 从而实现电阻箱的数字化及通讯功能。

2 数字化电阻箱的设计与实现

2.1 电阻箱的材料选择

电阻箱作为一种重要的电学计量标准器, 其电阻输出的准确度和长期稳定性是重要的技术指标, 直接决定其能否达到成为标准器的要求, 因此需要选择稳定性好、温度影响系数小的电阻材料进行加工其内部的电阻阵列。

设计电阻箱所用的电阻可采用金属箔电阻技术。该电阻材料采用镍铬系列的Evanohm精密电阻合金[2]经精密轧制而成的金属箔, 由于采用镍铬电阻合金和补偿技术, 温度系数可以做的非常低, 普遍可优于5ppm/℃, 老化特性典型值为12.5ppm/年。金属箔贴在氧化铝陶瓷基片上, 采用半导体刻蚀工艺的电阻栅条图形和焊接区构成电阻芯片, 电阻体采取了平面结构, 分布电感量和分布电容量很小, 频率特性稳定, 工作频带宽, 噪声低。由于采用了类似IC制作的光刻工艺[3]和良好的封装技术, 因此它具备电阻值精密、稳定、可靠的特性, 电阻阻值加工精度可达0.001%, 其性能指标皆优于线绕电阻器和金属膜电阻器。此种材料制作的电阻可以保证使用其生产的电阻箱可以在0℃~40℃的温度范围内, 其相对于20℃的电阻值的相对变化不超过±0.01%, 可适应较宽的使用温度范围, 使其能在复杂的工业现场得到更广泛地使用, 而不必局限于实验室的恒温环境之中。此种电阻材料的高长期稳定性也保证了电阻箱的高年稳定度, 使其具备成为计量标准器的条件。

开关材料选择上, 电阻箱采用紫铜覆银开关[4], 并采用紫铜连接导线和接线端子。开关、接线端子、导线均采用相同的紫铜材料, 从而最大限度地减小电刷接触电阻和因材料不同所带来的热电势, 通过以上措施, 可使得电阻箱的接触电阻变差小于10mΩ, 开关热电势小于100n V, 将由开关的影响量降低到可以忽略的程度。此外, 开关所使用的测试导线均采用高绝缘聚合物履皮, 尽可能提高其绝缘电阻, 减小泄漏电流对测试数据的影响。

2.2 电阻箱的数字化设计

本文中电阻箱的数字化技术采用的是开关位置检测[5]技术, 通过检测电阻箱各旋转拨盘的开关位置来判断电阻箱的输出电阻值, 其工作原理如图一所示。

在原有电阻箱低电势开关的结构基础上增加一层普通开关作为辅助检测层。该层开关与原有开关同轴相连, 具有相同的步进角度和触点位置, 均为每步转角30°, 共计12个触点 (编号为0~11号) 。当电阻箱拨盘旋转时, 辅助检测开关与电阻切换开关同步旋转相同的角度, 这时通过检测各盘辅助检测开关中心抽头与各触点之间的电气通断关系, 就可以判别电阻箱各拨盘所处的位置, 从而知道电阻箱输出电阻的名义值。

在电路设计及实现上, 电阻箱各拨盘的辅助检测开关的各触点 (编号为0~11号) , 按同一编号分别并联, 形成12根检测信号输出线 (编号为0~11号) 。各拨盘辅助检测开关的中心抽头 (编号为A~G号) 均引出1根检测信号输入线 (编号为A~G号) 。采用分时扫描检测法, 控制检测信号分时从各检测信号输入线 (编号为A~G号) 分别输入, 每时刻仅在1根检测信号输入线上保持有检测信号。在某盘的输入检测信号保持时间内, 分别检测各检测信号输出线 (编号为0~11号) 上是否有检测信号存在, 就可以判定该盘辅助检测开关所处的位置, 从而得知该盘输出电阻的名义值。如此循环扫描过各拨盘, 就可以得知电阻箱各拨盘辅助检测开关的位置, 从而得到当前电阻箱的输出电阻的名义值。

3 相关嵌入式系统设计

电阻箱内置一个嵌入式计算机系统[6]来完成各种检测、计算和通讯工作, 从而最终实现电阻箱的数字化和智能化[7], 使其具备与计算机通讯的功能, 成为一台智能仪器。

3.1 硬件设计

总体硬件框图如图二所示。

3.2 MCU型号选择及I/O定义

如图二所示, 根据设计要求, 该仪器MCU系统选用宏晶科技有限公司生产的STC89C58RD+作为核心控制芯片[8]。该芯片不仅运行速度快, 性价比高, 而且其内部电源供电系统、I/O、时钟电路、看门狗电路等均经过特殊处理, 具有超强抗干扰、抗静电功能。其片上集成32KFlash ROM程序存储空间和1280B SRAM数据存储空间, 足够本项目使用。芯片上集成了P0~P4, 共5个输入输出口, 在本项目中P0口和P2口组成8位数据/16位地址总线, 用于控制LCD显示器、8255扩展口等外部设备。P1口保留用于模拟信号输入调试专用;P3口用于RS232串口通讯。

3.3 开关扫描电路

本文中采用8255接口扩展芯片构成开关扫描电路对数字电阻箱的开关位置进行检测, 其电路设计如图三所示。

在本设计中, 8255芯片[9]的PA和PB口设置为输入口, 用于检测开关所处的位置 (0~10) ;8255芯片的PC口设置为输出口, 用于选择某次检测的是哪个开关 (从编号A~G中选择) 。PC口常态为HIGH电平, 通过程序控制PC口按A-G的次序逐个输出LOW电平, 选择各个开关进行检测;通过程序检测PA口和PB口各检测线中哪根检测线处于LOW电平, 就可得到所选择的开关所处的位置;通过从A到G的一次循环, 即可完成对数字电阻箱全部开关位置的检测, 从而可以计算得到电阻箱的电阻名义值。

4 结束语

在智能仪器被普遍使用的今天, 仍然有大量的传统仪器在广泛使用之中, 这些仪器都没有被数字化和智能化[10], 无法与计算机和网络相联接。本文所阐述的电阻箱数字化的设计思路与实现方法为类似仪器的智能化改造和提升提供了一个实例, 通过相对简单的设计方法就可以大幅提高传统仪器的性能, 对类似仪器的设计有一定借鉴意义。

参考文献

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[9]聂文昕, 郑磊.基于单片机的开伞器综合测试仪的研究[J].科技广场, 2012, (11) :59-62.

8.电阻的教学设计 篇八

摘要：为了帮助学生加深电阻式传感器的原理、布片情况、测量电路及其误差处理方法的理解，设计了电阻应变片传感器的远程虚拟实验。该实验包括弹性元件模块、电桥及其调零模块、电阻应变片布片模块、非线性误差计算模块和温度误差计算及补偿模块。该虚拟实验界面生动，操作简便，真实还原了电阻式传感器传统实验的操作过程，激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果。

关键词：电阻应变片传感器;虚拟实验;远程测控;网络化

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0119-02

“传感器技术”是一门实践性非常强的课程，每种传感器的教学都配套相应的实验，但是目前学生主要根据实验指导书进行验证性实验，实验操作训练不足，创新能力难以提升。针对传统实验教学中存在的教学方法单一，理论学习和实验动手操作相互分离，学生缺乏学习主动性和创造性等问题，[1，2]提出了虚拟实验的解决方案。

本文设计了电阻应变式传感器的虚拟实验，采用LabVIEW语言，将电阻式传感器实验进行虚拟化、网络化，构建一个使用方便的实验平台，帮助学生加深理解电阻应变式传感器的原理、弹性元件结构、布片情况、测量电路及其误差处理等内容。

电阻式传感器是利用应变计在受外力的影响下产生机械形变从而导致的阻值变化，即应变效应。该效应的产生导致了电桥输出变化。电阻式传感器实验的主要目是观察电桥输出变化与载荷之间的关系，由于电桥的接桥方式不同，其输出特性亦不相同，通过对单臂、半桥、全桥电路工作的传感器电路分别进行压力测试，观察出不同电桥输出特性的关系。本虚拟实验主要包括虚拟弹性元件型式设计、虚拟电桥设计、虚拟电源和虚拟放大电路设计、虚拟电桥调零电路的设计;除此之外该实验还包括计算不同接桥方式的相对非线性误差、计算不同接桥方式的相对温度误差，设计虚拟温度误差补偿电路;要求界面友好，并能远程操作该虚拟实验。

一、虚拟模型

1.弹性元件的虚拟模型

根据导体材料的应变电阻效应，电阻的相对变化与应变之间的关系为：

（1）

其中K和ε分别为灵敏系数和应变。

为了获得电桥输出与载荷的关系，需要构建弹性元件的数学模型。电阻式传感器的弹性元件结构有圆筒式、柱环式、悬梁式和轮辐式四种基本类型，各种不同的结构型式的弹性元件应变ε与载荷F的关系如下所示。

（1）柱筒式弹性元件

（2）

其中E为弹性模量，A为横截面积。

（2）柱环式弹性元件

（3）

其中R0為内环半径，b为柱环宽度，h为柱环厚度，E为弹性模量。

（3）悬梁式弹性元件

（4）

其中l为有效长度，b为悬梁宽度，h为悬梁厚度，E为弹性模量。

（4）轮辐式弹性元件

（5）

其中b为轮辐条厚度，h为轮辐条宽度，G为剪切模量。

将四种弹性元件类型设计在一个子VI中，通过操作“弹性元件类型”下拉列表进行选择。

2.虚拟电桥模型

电桥是目前常用的电阻式传感器测量电路，整个电桥电路由四个桥臂组成，当桥臂接入应变电阻时则成为应变电桥。当有一个臂被接入应变电阻时，被称为单臂电桥;两个臂被接入应变电阻时则为双臂电桥（也称半桥）;四个臂均被接入应变电阻时则称为全桥。在桥路中均未接入应变电阻时，其输出电压为：

（6）

不同的接桥方式对应的电桥输出特性亦不同。当单臂工作时，输出电压为：

（7）

当双臂接入，即半桥工作时，输出电压为：

（8）

当四臂接入，即全桥工作时，输出电压为

（9）

将公式（9）展开，略去二阶项，

当时，式（9）即可表示为线性输出：

（10）

其中为桥臂比。

3.电阻属性和接桥方式设计

前面板（如图1所示）上电桥部分的电阻属性分为固定电阻、应变电阻和平衡电阻三种，应变电阻的贴片方式分为受拉应力和受压应力。

（1）电阻属性。图1中的电阻R1的属性只有两种：应变电阻和固定电阻。该属性通过操作“R1” 设置开关进行选择。若R1为应变电阻属性，其阻值会随载荷F的增减而产生相应的ΔR1以及因温度变化产生的ΔR1t。

电阻R2的属性与R1相同。通过操作“R2” 设置开关可以选择R2的属性。若R2作为应变电阻，则会随载荷F的增减而产生相应的ΔR2以及因温度变化产生的ΔR2t。若操作“差动设置”开关，则可使R2的受力方式为受压应力，从而会随载荷F的增减而产生相应的-ΔR2以及因温度变化产生的ΔR2t。

R3，R4需要参与调平电路的设计，因此接线也会相对复杂。

通过操作“R3”和“R4”设置开关对该电阻进行属性操作。图中出现的Rr显示框为调零电路中的R5的右半部分与R6串联然后再与R3并联后的阻值。Rl显示框为R5的左半部分与R6串联后再与R4并联后的阻值。

（2）接桥方式的设计。虚拟前面板上的电桥工作方式分别为：不工作、单臂工作，半桥工作和全电桥工作方式四大类型。对于半桥和全桥方式，其中应变片又分为差动和非差动两种布片方式。

不工作方式指的是R1，R2，R3和R4都设置成固定电阻。该方式无论怎样施加外力，输出始终为零。

单臂工作时将R1设置为应变电阻，R2、R3、R4设置为固定电阻。此时，按“R1”按钮，“R1”按钮变绿，图中应变电阻R1如果显示向上的箭头，表明该应变电阻受拉应力，对应电阻值增大;如果应变电阻R1显示向下的箭头，表明该应变电阻受压应力，对应电阻值减小。

半桥非差动工作时，R1、R2设置为应变电阻，R3、R4设置为固定电阻。按下“R1”、“R2”两个按钮，两者均变绿表示接入工作臂，同时电阻R1、R2上的箭头方向一致，表示应变片受到相同性质的应力，此时电桥输出基本为零。

半桥差动工作时，R1、R2设置为应变电阻，R3、R4设置为固定电阻。按下“R1”、“R2”两个按钮，两者均变绿表示接入工作臂，同时电阻R1显示向上箭头，R2显示向下的箭头，表示对应的应变片受到拉应力和压应力。

全桥非差动工作时R1、R2、R3、R4属性均为应变电阻，此时，按下“R1”、“R2”、“R3”、“R4”按钮，均变为绿色。四个电阻上的箭头方向一致，表明四个电阻受相同性质的应力，此时电桥输出基本为零。全桥差动工作时，“R1”、“R3”电阻箭头向上，表示受拉应力;“R2”“R4”箭头向下，表示受压应力。

4.温度误差计算及补偿

在讨论应变计的工作特性时通常是以温度恒定为前提的，但在实际应用过程中，工作温度可能会发生变化，从而导致应变电阻的阻值发生变化。设工作温度变化为Δt℃，则由此引起粘贴在试件上的应变电阻的相对变化为：

（11）

式中，αt为敏感栅材料的电阻温度系数，K为应变计的灵敏系数，βs、βt分别为试件和敏感栅材料的线膨胀系数。

将公式（11）代入公式（7）-（10），即可以计算出温度变化时的电桥输出，该输出即为温度误差。

单臂工作时，采用补偿块法进行温度误差补偿，该方法利用两块参数相同的应变计R1、R2，R1贴于试件上并接入工作臂，R2贴于与试件材料相同温度环境的补偿块上，但该补偿块不参与机械应变，同时接入电桥相邻臂作为补偿臂。当接通电源并施加负载时，补偿臂产生的热输出与工作臂产生的热输出相同，则可达到温度误差补偿的目的。对于半桥差动和全桥差动工作方式，根据公式（10）的和差特性即能进行温度误差补偿。

5.非线性误差计算及补偿

公式（10）是对公式（9）进行线性化后的输出，

为线性输出，为非线性输出，则非线性误差为：

（11）

对于单臂工作时，非线性误差可以通过在电路中加入补偿臂（该臂不受外加应力作用）。对于半桥差动和全桥差动工作方式，不需要外接补偿电路，因为差动工作方式具有很好的非线性补偿作用。

二、虚拟操作面板的设计

用LabVIEW软件开发虚拟仪器，用户能“量身定制”仪器的操作面板。本实验根据真实的电阻式传感器实验电路接线图作为虚拟仪器的操作面板，能直观地阐述电阻式传感器实验原理及操作方式，虚拟面板如图1所示，主要包括虚拟弹性元件选择、应变电阻布片方式选择、电桥接法选择、电桥调零模块、差动放大模块、直流电源模块。此外前面板还包括电阻、外力、温度的赋值等。

三、远程虚拟实验的演示步骤

电阻式传感器实验的远程操作分别由DataSocket技术与Web网络发布工具来实现。DataSocket技术以及网络化技术的结合使虚拟仪器的远程控制成为可能，可在若干计算机上对传感器虚拟实验进行操作及数据处理。这为传感器虚拟实验的互动教学提升了便捷性。

电阻式传感器虚拟实验的远程操作过程如下：

第一步，打开服务器网页。

第二步，输入R1、R2、R3、R4的阻值。

第三步，选择弹性元件类型。

第四步，设置接桥和布片方式。

第五步，打开电源开关。

第六步，调节调零电位计，直至电桥近似达到初始平衡状态。

第七步，点击“施力F”按钮。

第八步，查看客户端网页，查看电桥输出曲线。

第十步，点击服务器面板中的“复位键”，使所有选项、开关及输入数据均清零和初始化。

第十一步，关闭电源开关。

四、结束语

电阻应变片传感器远程虚拟实验设计充分利用了LabVIEW虚拟仪器开发环境的优势及特性，实现了较为完善的仿真真实仪器的实验操作过程，人机操作界面友好。结合DataSocket及Web发布等工具实现了虚拟实验的远程测控，大大提升了该虚拟实验的实用性。在做传统电阻式应变片传感器实验之前，学生可以随时随地进行该传感器的虚拟实验，不仅能使学生加深对传感器理论知识的理解，而且能帮助学生在做传统实验时减少接线错误，理解传统实验的输出特性。该虚拟实验是传统实验的有益补充。

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9.电阻教学反思 篇九

在本节课的教学活动过程中，学生再一次体验了物理的研究方法----控制变量法，从探究活动中深刻地体会了控制变量法的实质，结合转换法的来认识影响电阻大小的因素。在探究活动中锻炼了学生之间的合作能力，培养了学自学能力和团队协作意识。从学生的检测和调查反馈情况来看，就学生的学习这一块的目标基本达到，应该是一节比较成功的课。

原本计划为了节约课堂时间，能完整的进行完本节所有课程内容，打算将学生的探究活动设计为教师的演示实验，但是，根据初中物理课程标准提出，物理课堂注重科学探究，提倡课堂教学方式的多样化。后来，我就想着，我们要转变思想，把课堂还给学生，把教师“解放”出来，因而在本节课的教学中，我还是大胆的采用小组课前自主学习、课堂上小组的合作讨论探究小组间竞争、教师的启发引导相结合的方法来，希望能充分发挥学生的主体性，让学生体验自己的学习过程。

从学生课堂活动情况以及结果来看，我的尝试还是很成功的：喜爱这样课堂的人达到了88%，原因大多是：教师讲的少，自己动手机会多；课堂比较轻松；具有挑战性。这样的课堂总是美中不足，有个别同学没有积极性，不敢在小组中发挥自己的作用，什么也没学到；而同学太霸道没有别人动手的机会。这也就留给我们老师要去思考、去想办法如何协调组内成员间的工作任务分配？怎样在探究的过程中加强同学间的协作让每一个学生都得到相应的发展是教师必须关注的问题，也反映出在新的课堂模式下教师的驾驭课堂能力有待进一步提高。

10.电阻的教学设计 篇十

例1.在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。图1是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（ ）。

A.都是红灯 B.都是绿灯

C.L1是红灯，L2是绿灯 D.L1是绿灯，L2是红灯

【解析】本题旨在考查电磁铁的工作过程的知识，考查同学们对电磁铁原理的理解。根据光控开关的作用，分析左侧控制电路的通断，再分析两灯的工作状态即可解题。

由题意可知，当车位已停车时，光控开关被遮光而闭合，由图1可知，此时左侧控制电路连通，电磁继电器中的电磁铁产生磁性，吸下衔铁，L2灯泡电路被接通，所以L2为红灯；当车位未停车时，光控开关有光照而断开，电磁铁中无磁性，弹簧将衔铁拉起，L1电路接通而发光，所以L1为绿灯。故答案为D。

【点拨】本题考查电磁继电器的应用，但理解光控开关遮光时开关闭合，未遮光开关断开是解题的关键。

例2.为倡导节能环保，某科研机构设计了新型路灯，工作原理如下图所示。

控制电路中R2为半导体硅制成的光敏电阻，R2阻值随光强（国际单位坎德拉，符号：cd）变化的规律如表1所示。工作电路中开关S2的状态由R2两端的电压决定：光照足够强时，R2两端的电压很小，开关S2与b点接触，处于断开状态，路灯L关闭；当光强降为20cd时，R2两端的电压刚好升至2V。开关S2与c点接触，电路接通，路灯L正常工作。

已知，控制电路和工作电路中电源电压分别为6V和220V，路灯L正常工作时电流为1A。求：

（1）若路灯L每天正常工作8小时，其消耗的电能；

（2）工作电路刚好接通时，R1接入电路的阻值；

（3）保持R1接入电路的阻值不变，当R2两端的电压为1V时，R2的阻值是多大？分析表格中光强与电阻数据的规律，确定此时光强是多大；

（4）为了节约能源，使路灯更晚一些打开，应怎样调节R1。

【解析】（1）由于工作电路图中只有路灯L，已知电源电压、路灯L正常工作电流和工作时间，由W=UIt计算其消耗电能。

由题路灯两端电压U=220V，正常工作电流1A，所以正常工作8小时消耗的电能：

W=UIt=220V×1A×8×3600s=6.336×106J；

（2）控制电路图中R1与R2串联，工作电路接通时R2电压为2V，由表格数据知此时R2的电阻大小，再由欧姆定律计算电路中电流。

当光强度为20cd时，R2两端的电压刚好升至2V，再关S2与c点接触，电路接通，路灯L正常工作。

由表格数据可知，当光照强度为20cd时，R2的阻值为10Ω，又因为用控制电路中R1与R2串联，

所以I1=I2=[U2R2]=[2V10Ω]=0.2A，

U1=U′-U2=6V-2V=4V，

所以R1=[U1I1]=[4V0.2A]=20Ω；

（3）保持R1接入电路的阻值不变，当R2两端的电压为1V时，根据串联电路特点，根据欧姆定律计算出电路中电流，从而求得R2的阻值。

U1′=U′-U2′=6V-1V=5V，

所以I2′=I1′=[U1′R1]=[5V20Ω]=0.25A，

R2的阻值：R2=[U2′I2′]=[1V0.25A]=4Ω；

由表格數据可知，R2的电阻与光强成反比，由表格第一次电阻40Ω时，光强为5cd，则电阻为4Ω时，光强为50cd；

（4）使路灯L要晚一些灯打开，即光强变小，R2阻值变大，为使其电压仍为2V时接通工作电路，根据串联电路的分压原理，R1的阻值应适当调大。

【答案】（1）若路灯L每天正常工作8小时，其消耗的电能为6.336×106J；

（2）工作电路刚好接通时，R1接入电路的阻值20Ω；

（3）保持R1接入电路的阻值不变，当R2两端的电压为1V时，R2的阻值是4Ω，此时光强是50cd；

（4）为了节约能源，使路灯L要晚一些打开，R1的阻值应适当调大。

【点拨】本题考查了电能、电阻的计算，要明确题意，正确分析工作电路和控制电路的电路结构，关键是从表格找到在不同光强R2电阻值。

11.电阻的教学设计 篇十一

触摸屏作为智能仪器、仪表的输入设备,是具有简单、方便、自然的人机交互方式。按照工作原理和传输信息介质的不同,触摸屏主要分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线式触摸屏及表面声波触摸屏4类。电阻式触摸屏对外完全隔离,不怕油污、灰尘、水,经济性很好,适应于各种领域,其产品在触摸屏产品中占90%的市场份额。现介绍电阻式触摸屏的结构及接口设计。

1 电阻式触摸屏的结构

电阻式触摸屏的检测部件是一块与显示器表面紧密配合的多层复合薄膜[1,2],由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层阻性导体层(如铟锡氧化物ITO),上面再盖有一层外表面被硬化处理、光滑防刮的塑料层,塑料层的内表面也涂有一层阻性导体层。在两导体层之间有一层具有许多细小隔离点的隔离层,把两导体层隔开绝缘,如图1所示。当手指触摸屏幕时,两导体层在触摸点位置产生了接触,控制器检测到这个接通点后计算出X,Y坐标,这就是电阻式触摸屏的检测原理。

电阻式触摸屏根据引出线数的多少,分为4~8线等多种结构。4线电阻触摸屏最具代表性,其检测原理如图2所示。在外ITO层的上、下两边各渡一个狭长电极,引出端为Y+,Y-,在内ITO层的左、右两边分别渡上狭长电极,引出端为X+,X-。为了获得触摸点在X方向的位置信号,在内ITO层的两电极X+,X-上分别加VREF,0 V电压,使内ITO层上形成了从0~VREF的电压梯度,触摸点至X-端的电压为该两端电阻对VREF的分压,分压值代表了触摸点在X方向的位置,然后将外ITO层的一个电极(如Y-)端悬空,可从另一电极(Y+)取出这一分压,将该分压进行A/D转换,并与VREF进行比较,便可得到触摸点的X坐标。

为了获得触摸点在Y方向的位置信号,需要在外ITO层的两电极Y+,Y-上分别加VREF,0 V电压,而将内ITO层的一个电极(X-)悬空,从另一电极(X+)上取出触摸点在Y方向的分压[3]。

2 ADS7846的特性

2.1 基本特性

ADS7846是美国BB公司推出的新一代4线制触摸屏控制器,他由低导通电阻模拟开关,具有采样/保持功能的逐次逼近型ADC、异步串行数据接口、温度传感器等组成[4,5]。ADC是ADS7846的核心,其转换速率可达125 kHz,分辨率可编程为8位或12位。该器件不仅具有X,Y坐标测量功能,还具有电池电压、芯片温度、触摸压力和外模拟量4种测量功能,其工作方式可由控制字决定,片内的6选1模拟多路开关可根据微控制器送来的命令字选择6个电压量之一(X+,Y+,Y-,VBAT,TEMP,AUX-IN),并将其送入A/D转换器转换,然后再通过SPI接口将转换值送入微控制器。ADS7846还集成有触摸识别电路,当检测到有触摸时,该电路会在$\overline{\text{Ρ}\text{E}\text{Ν}\text{Ι}\text{R}\text{Q}}$引脚输出一个低电平信号,向微控制器提出测量触点坐标的中断请求。该芯片采用单电源供电,工作电压为2.2~5.25 V,且内部自带+2.5 V的参考电压。

2.2 引脚功能

ADS7846的引脚排列如图3所示,引脚功能见表1。

2.3 控制字

ADS7846的控制功能主要是实现触摸屏电极电压的切换及触摸点位置信号的A/D转换。ADS7846的控制字如下:

S:数据传输起始标志位。为1 表示一个新的控制字节到来;为0则忽略DIN引脚上数据。

A2A1A0:通道选择位。用于控制通道选择器的输入,触摸信号驱动开关及ADC的参考输入电压。当A2A1A0=001时,采集Y坐标信号;当A2A1A0=101时,采集X坐标信号。

MODE:用来选择A/D转换的精度。为1选择8位精度;为0选择12位精度。

$\text{S}\text{E}\text{R}/\overline{\text{D}\text{F}\text{R}}$:用来选择参考电压的输入模式。1为参考电压非差动输入模式;0为参考电压差动输入模式。

PD1,PD0:低功率模式选择位。若为11,器件总处于供电状态;若为00,器件在两次变换之间处于低功率模式。

2.4 转换时序

ADS7846的转换时序如图4所示。一次完整的电极电压切换和A/D转换,需要ADS7846和微处理器进行3次串行数据传送,每次传送需要8个时钟[6]周期。第一次传送由微处理器向ADS7846发送控制字,接下来的两次传送是微处理器从ADS7846读取转换结果(最后4位自动补0)。由于串口支持双向同时进行传送,并且在一次读数与下一次发控制字之间可以重叠,所以转换速率可以提高到每次16个时钟周期。

2.5 触摸坐标计算

由于四线电阻触摸屏中,Y方向位置电压从下向上逐渐增加,X方向位置电压从右向左逐渐增加[7],因此Y,X位置电压对应的坐标原点在触摸屏的右下角。为了获得工程上使用的X,Y坐标值(即将坐标原点移为左下角),应将X位置电压转换值求补。另外,X,Y位置电压转换值还必须与显示屏幕的点阵(采用的液晶为240×160点阵)相对应。因此校正后的X,Y坐标计算公式为:

$\begin{array}{l}x=(X{}_{\max }-X)\times 160/(X{}_{\max }-X{}_{\min })(1)\\ y=(Y-Y{}_{\min })\times 240/(Y{}_{\max }-Y{}_{\min })(2)\end{array}$

式中:Xmax,Xmin为X位置电压转换结果的最大、最小值;Ymax,Ymin为Y位置电压转换结果的最大、最小值;Y,X为触摸点位置电压的转换值;x,y为校正后的触摸点坐标。

3 触摸屏与微机的接口

3.1 接口电路

应用ADS7846实现触摸屏与单片机80C55的接口电路如图5所示[8,9,10],触摸屏的X+,X-,Y+,Y-分别与ADS7846的相应端连接,当控制字中A2A1A0=001时,通过片内模拟开关的切换,将X+ 接电源VCC,X-接地,将Y+与Y- 端以差动形式接到A/D转换器的输入端,A/D转换器的结果就是Y位置电压。类似当控制字中A2A1A0=101时,A/D转换器的结果就是X位置电压。单片机与 ADS7846间的数据传送采用串行通信方式时,由于单片机串口方式1~3为异部通信方式,与 ADS7846的时序不相配;串口方式0为移存器方式, 虽然与ADS7846时序可以配合,但串口数据输入/输出使用同一端子RXD(TXD为同步脉冲输出端),ADS7846数据输入/输出采用不同端子DIN,DOUT。为了实现正确的数据双向传送,设计了双向数据芯片GAL,该芯片的功能是当E=0时,数据传送方向为Y到A;当E=1时,传送方向为B到Y。ADS7846的笔中断信号$\overline{\text{Ρ}\text{E}\text{Ν}\text{Ι}\text{R}\text{Q}}$接P2.4,当$\overline{\text{Ρ}\text{E}\text{Ν}\text{Ι}\text{R}\text{Q}}$信号有效时,单片机发送控制字。ADS7846的忙信号BUSY接P2.6,在BUSY信号的下降沿,单片机接收A/D转换结果。

3.2 接口程序

当触摸触摸屏时,ADS7846中断信号$\overline{\text{Ρ}\text{E}\text{Ν}\text{Ι}\text{R}\text{Q}}$有效,单片机检测到这一有效信号后,先送测量X坐标控制字,并检测BUSY信号是否有下降沿到来,下降沿到来后,读X位置电压;再送测量Y坐标控制字,获取Y位置电压。将得到的X,Y位置电压用式(1)、式(2)进行计算便得到触摸点的X,Y坐标。软件流程如图6所示。

4 结 语

设计的触摸屏接口电路具有下列优点:通过增加双向传输GAL芯片,解决了51系列单片机与触摸屏控制器ADS7846的串行通信问题;通过对触摸点位置电压进行校正,获得了正确的触摸坐标;接口电路易于实现,实用性强。

摘要：分析了电阻式触摸屏的结构,确定了触摸点坐标校正的方法。针对51系列单片机与触摸屏控制器ADS7846串行通信时,单片机串口方式13与ADS7846时序不相配,而方式0虽然与ADS7846时序相配,但输入/输出端数不相配。为此,提出了在单片机串口方式0的基础上增加双向传输GAL芯片,并据此设计了触摸屏接口电路及软件。分析和实验表明,这种接口系统能够正确获得触摸点坐标,电路简化且易于实现,实用性强。

关键词：电阻式触摸屏,触摸屏控制器,触摸点坐标,接口电路,串行通信

参考文献

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[2]邓亚平,贾颢.基于C8051F021和ADS7846的触摸屏系统设计[J].电子元器件应用,2009,11(8):31-33.

[3]王晖,马鸣锦.基于触摸屏控制器ADS7846的触点坐标和压力的测量与计算[J].电子设计应用,2003(9):80-81.

[4]崔如春,谭海燕.电阻式触摸屏的坐标定位与笔画处理技术[J].仪表技术与传感器,2004(8):49-50.

[5]韦作凯,杜秋,臧晓明,等.基于单片机实现触摸屏的实时数据采集[J].大连民族学院学报,2008,10(5):32-34.

[6]冯达,吴星明.基于C8051F SPI接口液晶触摸屏的控制设计[J].微计算机信息,2005,21(7):62-64.

[7]程凯,杨晓.51单片机系统中的触摸屏坐标算法[J].单片机与嵌入式系统应用,2003(8):74-75.

[8]石杨,闵子建.基于触摸屏控制器的在线动态数据采集及预处理[J].微计算机信息,2008,24(28):154-156.

[9]周美娟,肖来胜.单片机技术及系统设计[M].北京:清华大学出版社,2007.

12.电阻的教学设计 篇十二

根据课程标准的要求，本节课重点突出了科学探究的完整过程，涵盖了探究的七个要素，组织好学生的探究活动是本节课的关键。所以备课时本人严格按照课程标准要求设计上课思维和过程：首先引导学生提出问题，做出猜想和假设，帮助学生设计实验，进行试验，对实验数据进行分析和论证，最后评估。思路很清晰、明了。课堂上，学生在前两个环节表现的很不错，在教师的引导下说得头头是道，但我在放手给学生互相讨论设计实验时，发现大部分学生都是不知所措，不知道从哪做起，大部分学生无法自己动手完成试验探究。最后我只好和学生一起设计试验，一起完成了试验活动。对此，我做了以下几点反思：

一、课堂教学的实效，学生是关键。

备学生是教师备课不可缺少的一部分，学情分析很重要。在备课时，我也考虑到了本班学生各方面的实际情况，备课时有点高估学生的实际水平，就本班学生的实际水平和能力，很多学生最基本的乘除运算都不会，更别说探究能力了，导致很多同学在课堂上无法完成实验设计和操作。因此教师应该先演示，讲实验方法和步骤，再让学生动手做，效果可能会好一点。

二、以实际情况进行教学，还给学生轻松自主的课堂

根据课程标准的要求和安排，这一节内容可以用一个课时完成。结合我们学校学生的实际水平和能力，我觉得应该把这一节内容分解为三个部分来进行，第一部分先探究《电流与电压的关系》;第二部分再探究《电流与电阻的关系》;第三部分，最后总结出电流与电压、电阻三者之间的关系——欧姆定律。最少要三个课时来完成教学任务，多给学生一些思考的空间，培养学生的自主学习和观察能力，促进学生发散思维的形成，以期完成教学目标。

13.电阻的教学设计 篇十三

变压器绕组直流电阻的测量是其日常试验中的重要项目, 通过直流电阻的测量, 可检查线圈质量、分接开关位置接触是否良好、线圈或引线有无折断、并联支路的正确性、有无短路现象, 是确定短路损耗的重要数据。因此在交接、预试、大修和调换分接开关后均需进行此项试验。近年来, 随着电力系统容量的越来越大, 变压器的容量也不断加大。变压器的容量越大, 电压等级越高, 电感与电阻的比值就越大。因此, 大型变压器的绕组直流回路的稳定时间可能长达数十分钟甚至更长, 如何快速准确测量电力变压器绕组的直流电阻成为了人们研究和追求的主要目标。

1 系统结构

本装置以80C196单片机为核心组成单片机控制单元, 通过数据存储器和I/O口扩展, 完成测试与控制功能。电源部分是通过一个开关电源产生单片机工作电源+5 V和±1 2 V, 其中, 继电器工作电源+12V由变压器降压, 整流桥整流产生。键盘只有四个按键, 通过按键来实现功能选择, 完成测试、存储和打印功能, 测试结果通过L C D显示输出。

单片机控制单元主要由80C196单片机为核心, 外部扩展程序存储器EPROM27128, 数据存储器RAM6264和E2PROM2864, 译码电路由两片7 4 L S 1 3 8实现。地址锁存由74LS373完成, I/O口扩展由一片8255实现, 实现对打印机的控制, 输出继电器的控制, 键盘的输入和液晶显示的控制。

恒流源电路主要由恒流源的采样电路、比较电路等, 将交流电通过整流桥将交流电变为直流电, 经电流调整和电流反馈, 最后实现0.1 A~1 0 A范围的稳流输出。

测量回路主要由恒流源输出稳定电流直接通过电力变压器绕组, 不接入标准电阻 (将串入电阻用继电器短接) , 测量充电电流, 当充电电流达到设定值时将继电器断开, 将电阻串入测量回路中。为了保证单片机供电稳定性, 继电器控制电源单独供电。

由于绕组电感的存在, 残余电流对使用者和测试设备将构成威胁, 因此必须有电流放电回路, 电流放电回路由放电电阻和一个反向二极管构成, 充电时二极管关断, 电源对绕组充电, 断电时二极管导通, 绕组通过二极管和放电电阻放电。

测量结束时, 将继电器K1断开, 因变压器绕组具有大电感, 电流不能立即降为零, 这样就会产生很大的电势, 因此必须加有放电回路, 在本放电回路中, 当继电器K1断开后, 二极管D1导通, 绕组中电流通过放电电阻R4和二极管形成回路, 完成放电过程。放电电阻的选择要适当, 放电电阻越大。电阻上消耗的功率越, 放电时间越短, 放电回路两端的电压越高。因此放电电阻的选择既要控制放电电压值是安全的, 又要使放电时间尽可能短。

信号采集是针对8 0 C 1 9 6单片机而言的, 为实现测量结果的显示及保护等功能, 必须有采样计算电路, 一方面可利用80C196单片机8路10位A/D转换器以及CPU的计算处理功能, 另一方面可以使用单独的A/D转换器件, 故选取了AD1674, 但是, 进入A/D转换器和单片机的信号必须是经过调理的信号, 它要求符合以下条件: (1) 信号幅值不能超过±5V; (2) 进入AD1674和单片机输入口的信号是电压信号; (3) 输入信号不能干扰系统的正常工作。

因此, 对于进入AD1674和单片机的信号必须经过适当的处理。这个过程需要将进入A D 1 6 7 4和单片机的电流信号要转换成电压信号, 此过程可利用电阻实现;对于高压、交变信号要转换成低压才能进入单片机。

在该设计中, 采用直流采样。被测变压器绕组两端的电压通过滤波、放大和缓冲等环节送入AD1674的采集端口, 滤波采用R、C滤波, 缓冲采用电压跟随器。

转换电路是使用A D 1 6 7 4通过外部适当连线可以实现单极性输入, 也可以实现双极型输入。输入信号均以模拟的A G N D为基准, 模拟输入信号的一端必须与A G相连, 并且接点尽量靠近AGND引脚, 接线应短, 片内1 0 V基准电压输出引脚R E F O U T也是以A G N D为基准, 通常数字地D G N D与A G N D连在一起。所有电位器 (调增益和调零点用) 均应采用低温度系数电位器。例如金属模陶瓷电位器。

目前, 为单片机应用系统配置的微型打印机中, 比较流行的选用T P?P系列的点阵微型打印机。这种打印机整机体积小, 重量轻, 功能完善, 操作简单, 连接方便。故选用该系列中的一种面板式超小型点阵通用打印机T P?P-A 4 0 P。

2 结语

测试仪设计完成后, 经过计算机仿真, 通过对仿真数据结果的计算, 可以有效的减少直流电阻的测量时间, 并且可保证较高的准确性, 验证了设计的合理性和可行性。在今后的学习和研究中, 工作的重点是更有效的减少测量时间, 以应对变压器不断增长的容量对绕组测量的影响。

参考文献

[1]林春耀.大型变压器直流电阻的快速测量法及注意事项[J].广东电力, 1997, (2) :38-39

[2]王景吾.变压器实验技术[J], 变压器.1998, 35 (12) :39-42.

[3]王朗珠, 姚一平.“助磁法”在大型变压器低压侧直流电阻测试中的运用[J].高压电器, 2003, 39 (2) :59-60.

[4]王亮.电力变压器直流电阻快速测量的研究[D].保定:华北电力大学图书馆, 2002.

[5]刘凯.新型电力变压器绕组直流电阻速测仪的研制[D].武汉:武汉大学图书馆, 2004.

14.高考热点——电阻的测量问题例析 篇十四

下面结合例题，对两种方法(伏安法、半偏法)进行说明，并适当拓展。

1 用电流表、电压表测电阻的大小(伏安法)

要掌握以下几点：

（1）测量电路——电流表内接法和外接法选择。内接法测大电阻，外接法测小电阻。

（2）供电电路——滑动变阻器改变电路中电流时（串联限流式）是用大电阻控制小电阻；改变电压时（并联分压式）是用小电阻控制大电阻。

（3）电表量程的选择等。

选用实验器材一般应根据实验原理掌握“可行”、“精确”和“方便”的原则。

可行——是指选用的实验器材要能保持实验的正常进行；

精确——是指选用的实验器材在条件允许的前提下要尽可能减小实验误差(如电表的指针偏转要求较大，一般超过三分之一量程)；

方便——是指选用的实验器材要便于操作。如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小在实验操作中是否调节方便。

根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面入手：

(1)根据不让电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程。然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转(一般取满偏的1／3-2／3左右)，以减少测读的误差。

（2）根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动变阻器。注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值。对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不宜采用。

（3）应根据实验的基本要求来选择仪器。对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能做出恰当的选择。

对器材的选择的一般步骤是：

找出唯一性的器材草画电路图(暂不把电表接入)估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值)考虑能否都使电表达到满偏的1／3以上。

在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内电阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，一者可方便调节，二者可减少误差。

在滑动变阻器作限流作用时，为使负载Rx（即接入电路的其他电阻）既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻R0大于Rx，一般在2~5倍为好。

在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1Rx~0.5Rx(Rx为负载）之间为好。

1.1 常规法——直接用电流表、电压表测电阻的大小

运用常规接法，要注意以下几点：电流表内接法和外接法的选择；滑动变阻器的串联限流和并联分压两种接法的选择；电表量程的选择等。

例1 已知电阻丝的电阻约为10Ω，现利用下列部分器材测量该电阻，应选用的器材有（只填代号）。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。

A.量程是0.6A，内阻是0.5Ω电流表；B.量程是3A，内阻是0.1Ω的电流表；C.量程是3V，内阻是6kΩ的电压表；D.量程是15V，内阻是30kΩ的电压表；E.阻值为0~1Ω，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F.阻值为0~10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；G.蓄电池（6V）；H.开关一个，导线若干。

析与解 ①先选电源：G。

②选电流表

电源选定后可估算总电流，不连入滑动变阻器时干路电流最大值Imax=610A=0.6A，因此电流表选A。若选B表，会有以下不足：首先0.6A电流太小，指针偏转范围不足刻度盘的三分之一，读数时误差较大；其次电流表满偏电流越大，最小刻度即精确度越低，故不选B。

③选电压表

若选C表，量程3V，则干路总电流要被控制在0．3A以下，由上所选A电流表，指针偏转可较大。

若选D表，量程15V，电源6V，即615=12.5，此时电压表指针偏转范围不能很好满足指针在13~23刻度盘范围，加之15V量程时，精确度太低，为实现电压和电流表精确度的匹配，应选C表而不选D表。

④选变阻器

由于已选量程是3V的电压表，滑动变阻器用限流接法时，选0~10Ω的阻值太小(回路电流超电流表量程)，选用0~1000Ω的阻值太大(调节不方便)。因此决定滑动变阻采用分压电路连接方式。由于电阻丝阻值约为10Ω，为在3V、0．3A以下范围内调节滑动变阻器，读取几组测量值；滑动变阻器应选0~10Ω的。不应选用0~1000Ω的滑动变阻器，一是因为其阻值太大，调压不灵敏，二是满足要求的情况下，应尽量选用小规格的器材。

⑤确定电流表的接法。由Rx=10Ω，RA=0.5Ω，RV=6kΩ可得。为减小RA分压带来误差，应选电流表外接。

2 非常规法

指电表在使用过程中不按常规的接法。已知电表的内阻，电流表可以测量电压；电压表可以测量电流

“安安”法：是利用两块电流表(安培表)测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电流表测电压（或算电压)，此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

利用“安安”法测电流表的内阻

例2 从下列实验器材中选出适当的器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。

(1)画出电路图，标明所用器材的代号。

A.待测电流表(A1)量程10mA，内阻r1待测(约40Ω)；B.电流表（A2)量程500μA，内阻r2=750Ω；C.电压表(V)量程10V，内阻r3=10KΩ；D.电阻(R1)阻值约100Ω，作保护电阻用；E.滑动变阻器(R2)总阻值约50Ω；F.电池(E)电动势1．5V，内值很小。开关一只，导线若干。

（2)若选测量数据中的一组来计算r1，列出计算电流表A1所用的表达式并说明各符号的意义。

析与解 流过电流表A1的电流可自己读出，只要测出电流表两端的电压，根据欧姆定律可求得电压表的内阻。估计电流表A1满偏时两端的电压约为0．4V，用电压表测量电压指针偏转太小，不合适。由于电流表A2的内阻和满偏电流已知，可用作电压表使用，量程为U=I2r2=0．375V。为了安全，用电阻R1与电流表A1串联，起保护作用。由于滑动变阻器的最大阻值约50Ω，电流表内阻和保护电阻之和约140Ω，为了提高测量的精确度（流过电流表的电流变化较大），滑动变阻器需分压接法。电路图如图2所示。

若在某次测量中，电流表A1和电流表A2的读数分别为I1和I2，则r1=I2r2I1

“伏伏”法：是利用两块电压表（伏特表）测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。