高二物理27第二章实验伏安法测电阻和滑动变阻器的接法

1、精选优质文档-倾情为你奉上高二物理：伏安法测电阻和滑动变阻器的接法 课型：新授课 编号： 时间：10月22号 姓名： 主备人：张会峰 第11周 第1课时总第28课时 学生等级： 备课组长签字：陈富宾 段长签字：教学目标 1、知识目标1、学习、掌握伏安法测电阻的原理和方法，加深对电阻概念的理解；2、学习分析系统误差及其修正方法；3、学习根据误差要求和误差分配原则，对实验仪器作出合理的选择；4、进一步掌握正确使用电压表和电流表的方法。2、过程与方法掌握内接和外接的判断方法及滑动变阻器的接法3、情感态度与价值观实验电路的设计、连接以及测量过程中的兴趣培养，爱护实验器材教学重难点重点：内接和外接的判断

2、方法及滑动变阻器的接法难点： 滑动变阻器的接法学法指导 本讲主要是实验，学生要阅读好补充知识，然后思考问题。补充知识一、内接法与外接法的选择伏安法测电阻是电学的基础实验之一。它的原理是欧姆定律。根据欧姆定律的变形公式可知，要测某一电阻的阻值，只要用电压表测出两端的电压，用电流表测出通过的电流，代入公式即可计算出电阻的阻值。但是，由于所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表的内阻并非趋近无穷大，电流表也在内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。为了减少测量过程中的系统误差，通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：内接法和外接法那么对于这两个基本电路该如何选择呢？下面从误差入手进行

3、分析。外接法：在外接法中，考虑电表内阻的存在，则电压表的测量值为两端的电压，电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，此时测得的电阻为与的并联总电阻，即：（电阻的真实值）此时给测量带来的系统误差主要来源于的分流作用，系统的相对误差为：（1）内接法：在内接法中，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，即：（电阻的真实值）此时给测量带来的系统误差主要来源于的分压作用，其相对误差为：（2）综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实值，即“内大”；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“外小”。从（1）式

4、可知，只有当时，才有0，进而有，否则电表接入误差就不可忽略。同样，从（2）式也可以得到，只有当时，才有0，进而。从前面的分析可以知道，当时，选择电流表外接法误差更小；当时，选择电流表内接法误差更小。但这只给定了待测电阻的一个大概的取值范围，在具体的测量中究竟如何根据给定的待测电阻的值来确定测量电路的选择呢？从（1）和（2）式可知，伏安法测电阻时的相对误差不仅与电流表和电压表的内阻有关，而且与待测电阻的大小也有关。这里我们可以使内接法和外接法分别测电阻时两相对误差相等，即：计算处理可得：考虑到，则：由此可对内、外接法的选择作如下判断：当时，内接法和外接法测电阻的相对误差相等；当时，采用内接法测电

5、阻产生的误差较小；当时，采用上接法测电阻产生的误差较小。当待测电阻的阻值完全未知时，常采用内、外接试触法，连接方式如图所示。电压表右端与b相接时两表的示数为（，电压表右端与相接时两表的示数为，如果，即电流表的示数相对变化小，说明电流表的分压作用显著，待测电阻的阻值与电流表的内阻可以相比拟，误差主要来源于电流表，应选择电流表外接法；如果，即电流表的示数相对变化大，说明电压表的分流作用显著，待测电阻的阻与电压表的内阻可以相比拟，误差主要来源于电压表，应选择电流表内接法。二、滑动变阻器的限流式接法与分压式接法的选择 图4限流电路为了减小系统误差，保护仪器，节能、需要正确选择滑动变阻器的接法。变阻器控

6、制电路有限流电路和分压电路两种接法，其功能分别为限流和分压。如图所示电路中，变阻器起限流作用，变阻器电阻调到最大时，电路中仍有电流，电路中电流的变化范围为到，其中为电源电动势（电源内阻不计），为滑动变阻器的最大电阻。待测电阻两端电压调节的范围为到。如果，电流变化范围小，变阻器起不到变阻作用，此时采用该接法就不能满足多次测量的要求。一般来说，以下三种情况不能采用限流接法而采用分压接法：1）电路中最小电流仍超过电流表最大量程或超过待测元件的额定电流；2）要求待测电阻的电压、电流从零开始连续变化；3）待测电阻值远大于变阻器的全部电阻值。如图所示电路中，变阻器起分压作用。待测电阻两端电压的变化范围是0

7、到（电源电动势，不计电源内阻），电压调节范围比限流接法大。但是当通过待测电阻的电流一定时，图（5）中干路电流大于图（4）中干路电流。图（5）中电路消耗的功率较大，而且图（5）中的接法没有图（4）简单。分压电路好处：电压可以从0开始调节。探究问题1.（C级）使用各种电表应注意哪些主要问题？2、（C级）用伏安法测电阻实验中，如何减小、消除电表的接入误差？3、（B级）用伏安法测电阻的电路中，已知电源电压为6V，电阻Rx约为60，实验中电压表量程用03V，电流表量程用03A，两表量程选择是否得当？应如何选择量程？4、（A级）用伏安法测量一段电阻线的电阻，估计它的阻值约为120，电源用铅蓄电池，滑动变阻

8、器铭牌上标有“50，2A”，电压表有3V和15V两个量程，电流表有0.6A和3A两个量程，问：（1）滑动变阻器是否能用？（2）电源应取几节蓄电池串联？（3）电表量程应如何选择？ 难点探究1若 时，选用电流表内接法。由于该电路中电压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I 表示通过Rx的电流，所以使用该电路所测电阻，比真实值Rx大了RA 2.若 时，选用电流表的外接法，如上图所示。由于该电路中电压表的读数U表示 Rx 两端电压，电流表的读数 I 表示通过 Rx 与 RV 并联电路的总电流，所以使用该电路所测电阻，比真实值 Rx 略小些。典型例题1.（C级）用伏安法测量定

9、值电阻的阻值，备用器材如下： 待测电阻 Rx (阻值约为25K) 电流表 A1 (量程 100A，内阻约为 2K)电流表 A2 (量程 500A，内阻约为 300)电压表 V1 (量程 10V，内阻约为 100 k)电压表 V2 (量程 50V，内阻约为 500 k)电 源 E (电动势 15V，允许通过的最大电流 1A)滑动变阻器 R (最大阻值 1 k)电 键 S，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。(1)电流表应选_，电压表应选_。(2)画出实验电路图。2.（B级）有一个未知电阻R，用下图中(a)和(b)两种电路分别对它进行测量，用图(a)电路测量时，两表读数分别为6 V、6

10、mA，用图(b)电路测量时，两表读数分别为5.9 V、10 mA，则用_图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值Rx_，测量值比真实值偏_(选填“大”或“小”)(电流表内阻很小，约为0.1 ，电压表内阻很大，约为3 000 以上)课堂检测1(C级) 现要测定一个额定电压为4 V、电阻约为10 (设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线要求所测电压范围为0.1 V4 V.现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)，电压表V(量程4.5 V，内阻约为4×102 )，电流表A1(量程250 mA，内阻约为2 )，电流表A2(量程500 mA，内阻约为1 )，滑动变阻器R(最大阻值约为30

11、 )，开关S，导线若干如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是_，上图所示的甲、乙两个电路应该选用的是_3（C级）现要测定一个额定电压约4 V，额定电流约为0.5 A的小灯泡正常发光时的电阻，电压表应该选择_，电流表应选择_，电路连接时应采用_(选填“电流表内接法”或“电流表外接法”)AV1量程4.5 V，内阻约4×103 BV2量程10 V，内阻约8×103 CA1量程3 A，内阻约0.4 DA2量程0.6 A，内阻约2 课后作业1（C级）有一灯泡上标有“6 V0.1 A”字样，现要测绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用：A电压表(05 V，内阻2

12、.0 k)B电压表(010 V，内阻3.0 k)C电流表(00.3 A，内阻2.0 )D电流表(06 A，内阻1.5 )E滑动变阻器(30 ，2 A)F滑动变阻器(100 ，0.5 A)G学生电源(直流9 V)及开关、导线等(1)实验中所用的电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(2)画出实验电路图，要求电压从零开始测量2. （C级）在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从0 V开始变化(1)实验中滑动变阻器应采用_接法(填“分压”或“限流”)(2)某同学已连接如下图所示的电路，在连接最后一根导

13、线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正A_B_【作业布置】 做课后习题课后反思：考 勤 ：典型例题例1解析：从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑，两电表及电表与电源间的配置要合理。注意到电源电动势远小于电压表V2的量程，而跟电压表V1的量程较接近，若选用电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程的1/3，读数时偶然误差太大，所以选用V1较恰当；而此时通过电流表的最大电流 ，因此，电流表A2与V1配置较好。又因为 所以测量电路应选内接法。 例2：解析：从两组读数可以看出，电流值有明显的改变，说明电压表的分流作用不能忽略，故采用(a)图进行测量误差较小，此时电

14、阻为Rx1 k.电阻的真实值应为R真RxRA.所以有RxR真，偏大课堂检测1. 解析：小灯泡的额定电流约为IU/R A0.4 A，故电流表应选用A2；小灯泡的电阻R约为10 ，电流表A2内阻约为1 ，故应选电流表外接法，即电路图甲2. (1)根据给出的数据在坐标纸上描点，用平滑的曲线连接，如右图所示由图可以看出当U1.40 V时，灯泡电压近似与电流成正比，灯丝电阻基本不变；U1.40 V时，由UI图线可知，图线斜率逐渐增大，故其电阻随温度的升高而增大(2)从图线的斜率可知导体的电阻随温度的升高而增大 答案：(1)UI图线见解析正基本不变增大(2)增大3. 解析：灯泡正常工作时的电压是4 V，故电压表的量程必须大于等于4 V，两只电压表都符合要求，但用V1测量4 V电压时，接近满偏，测量要精确一些，故选V1.同理可知电流表应选A2.灯泡的电阻值约为Rx8 ，V1的内阻与待测电阻的比为：200，待测电阻与A2的内阻的比为：4，显然可以