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当一回物理学家——电阻串、并联公式的验证

  电荷在导体中运动时,会受到分子和原子等其他粒子的碰撞与摩擦,碰撞和摩擦的结果形成了导体对电流的阻碍,这种阻碍作用最明显的特征是导体消耗电能而发热(或发光)。物体对电流的这种阻碍作用,称为该物体的电阻。因为导体有电阻,所以在电路中造成了能量损耗,甚至发热损坏设备。此时的电阻对于人们来说是及其不友好的,但是在某些特定电路中比如电路对电压或者电流的限制有着苛刻的要求,此时电阻又处在无法替代的地位。所以评价电阻这个特性时,不存在好不好只存在怎么利用。

  那么在电路中,电阻是怎么计算的呢?我们知道欧姆定律I=U/R(在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比),也知道电阻串联总电阻等于各个电阻相加的和、电阻并联时总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。本期实验就是要证明串联与并联电阻的计算公式。

  所需设备:DrDAQ数据记录器,各种电阻值不同的电阻器,小端子块(可选,本实验采用8同一阻值的LED,A1到A4、B1到B4)

1500623976134012.jpg

  实验设置:

  1.将DrDAQ数据记录器连接到PC

  2.将DrDAQ'R'连接器连接到端子板A-1端

  3.将DrDAQ'G'连接器连接到端子板A-4端

  进行试验:

  1.测量电阻

  R_MEASURE接到B-1和B-4,如下图所示。使用PicoScope中的仪表功能来测量电阻,注意该值,然后重复使用不同的值电阻。

1.jpg

  2.测量电阻串联

  连接电阻器测量(R1和R2)到B-1和B-2以及B-3和B-4,如图2所示。

  将电线从A-2连接到A-3,如下图所示。再次使用PicoScope来测量电阻,注意该值,然后重复使用不同的值电阻。

2.jpg

  3.并联测量电阻

  连接电阻器测量(R1和R2)到B-1和B-4,如下图所示。使用PicoScope来测量电阻,注意该值,然后重复使用不同的值电阻。

3.jpg

  问题和讨论结果:

  1.为什么电阻并联连接时电阻较低?

  2.当电阻串联时,为什么电阻较高?

  3.连接“负载”(灯泡,电机等)的好处是什么?

  4.为什么结果还是会存在一点点的误差?原因是什么?

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