电学实验的基本问

1、电学实验的基本问题电学实验的基本问题电学实验的几个问题一、伏安法测电阻1、伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示） 比较项目比较项目 电流表内接法电流表内接法 电流表外接电流表外接法法电路电路误差误差原因原因由于电流表内阻的由于电流表内阻的分压作用，电压表分压作用，电压表测量值偏大测量值偏大由于电压表内阻的分由于电压表内阻的分流作用，电流表测量流作用，电流表测量值偏大值偏大测量测量结果结果适用条件适用条件 RxRA大电阻大电阻 RxRV小电阻小电阻2、实验电路（电流表内外接法）的选择测量未知电阻的原理是R ， 由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时，必然

2、存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差，具体有下列选择方法：电学实验的几个问题电学实验的几个问题_伏安法测电阻伏安法测电阻电学实验的几个问题-伏安法测电阻1）阻值(比值)比较法 : （1）若 或Rx RA， 一般选电流表的内接法。如图（a）所示。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表示通过本身和Rx的电流，所以使用该电路所测电阻 R测 RxRA，比真实值Rx大了RA， 电学实验的几个问题_伏安法测电阻（2）若 或RV Rx ，一般选电流表外接法。如图（b）所示。由于该电路中电压表的读数U表示Rx两端电压，电

3、流表的读数I表示通过Rx与RV并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻 R测 也比真实值Rx略小些， 电学实验的几个问题_伏安法测电阻2）经验结论法：“大内小外”的含义、大电阻选内接；小电阻选外接，、内接测量值偏大；外接测量值偏小。3）电表示数变化试触法：若电压表示数变化明显，则选外接法；若电流表示数变化明显，则选内接法。【例题【例题1 1】 图图1为伏安法测量一个电阻阻值的实验所为伏安法测量一个电阻阻值的实验所 需的需的器材实物图，器材规格如下：器材实物图，器材规格如下： 待测电阻待测电阻Rx（约为（约为100）；）； 电流表（量程电流表（量程0 10mA，内阻，内阻50）；）； 电压表（量

4、程电压表（量程0 3 V，内阻，内阻5K）；）； 蓄电池（电动势蓄电池（电动势4V，内阻不计）；，内阻不计）； 滑动变阻器（阻值范围滑动变阻器（阻值范围0 15，允许最大电，允许最大电流流1A）；）； 电键一个，导线若干条电键一个，导线若干条.图1pbacdef画出实验电路图，并连画出实验电路图，并连接实物图。接实物图。 KRRx VmA图2pba.图3【解析】 因为因为RxRA，故采用电流表外接，故采用电流表外接.又电流表量程又电流表量程I量量=10mA，若变阻器与待测电，若变阻器与待测电阻串联，则电路中最小电流阻串联，则电路中最小电流I=/R4/1650.024A=24mA,超过电流表量程

5、超过电流表量程.所以滑动变阻器只能采用分压接法所以滑动变阻器只能采用分压接法. 电路图如图电路图如图2.实物接线如图实物接线如图3. xRRVRRAVRIUIIUIUR测例题2、在伏安法测电阻的实验中，所用的电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为10，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图1所示.根据各点表示的数据描出IU图线，由此求得该电阻的阻值Rx=.（保留两位有效数字） 画出实验电路图，连接好实物器材. 01.0 3.0 U / V1.5 2.0 I /mA0.51.0图1、22.210 3p ab+p ab+分析与解答分析与解答 描出的

6、IU 图线如图2所示，由Rx= U/I可知，待测电阻阻值为2.210 3，已知RA= 10，RV = 20103，可得临界电阻为：R0= RA+（RA2 + 4RARV）1/2 2 = = 452. 待测电阻阻值RxR0 ，属高阻范围，应采用电流表内接的电路；又根据所加电压从 0 伏开始调节的要求，应采用变阻器分压式接法，故实验电路图与实物接线如图3、4所示.电学实验的几个问题二、滑动变阻器的使用 1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法.电学实

7、验的几个问题滑动变阻器的使用 接法负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻） 负载RL上电流调节范围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法“一上一下” EULE IL EIL 分压接法 “一上二下”0ULE 0IL E（IL+Iap） 比较 分压电路电压调节范围较大 分压电路电流调节范围较大 限流电路能耗较小 电学实验的几个问题-滑动变阻器的使用 2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取.（1）下列三种情况必须选用分压式接法要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导

8、体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法.当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法.若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值（或电表的量程）时，只能采用分压接法.电学实验的几个问题-滑动变阻器的使用（2）下列情况可选用限流式接法测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.没有很高的要求，仅从安全性和精确性

9、角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.【例题【例题1 1】 图图1为伏安法测量一个电阻阻值的实验所为伏安法测量一个电阻阻值的实验所 需的需的器材实物图，器材规格如下：器材实物图，器材规格如下： 待测电阻待测电阻Rx（约为（约为100）；）； 电流表（量程电流表（量程0 10mA，内阻，内阻50）；）； 电压表（量程电压表（量程0 3 V，内阻，内阻5K）；）； 蓄电池（电动势蓄电池（电动势4V，内阻不计）；，内阻不计）； 滑动变阻器（阻值范围滑动变阻器（阻值范围0 15，允许最大电，允许最大电流流1A）；）； 电键一个，导线若干条电键一个，导线若干条.图1pbacde

10、f画出实验电路图，并连画出实验电路图，并连接实物图。接实物图。 KRRx VmA图2pba.图3【解析】 因为因为RxRA，故采用电流表外接，故采用电流表外接.又电流表量程又电流表量程I量量=10mA，若变阻器与待测电，若变阻器与待测电阻串联，则电路中最小电流阻串联，则电路中最小电流I=/R4/1650.024A=24mA,超过电流表量程超过电流表量程.所以滑动变阻器只能采用分压接法所以滑动变阻器只能采用分压接法. 电路图如图电路图如图2.实物接线如图实物接线如图3. xRRVRRAVRIUIIUIUR测例题2、在伏安法测电阻的实验中，所用的电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为10，选择能

11、够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图1所示.根据各点表示的数据描出IU图线，由此求得该电阻的阻值Rx=.（保留两位有效数字） 画出实验电路图，连接好实物器材. 01.0 3.0 U / V1.5 2.0 I /mA0.51.0图1、22.210 3p ab+p ab+分析与解答分析与解答 描出的 IU 图线如图2所示，由Rx= U/I可知，待测电阻阻值为2.210 3，已知RA= 10，RV = 20103，可得临界电阻为：R0= RA+（RA2 + 4RARV）1/2 2 = = 452. 待测电阻阻值RxR0 ，属高阻范围，应采用电流表内接的电路；

12、又根据所加电压从 0 伏开始调节的要求，应采用变阻器分压式接法，故实验电路图与实物接线如图3、4所示.例3某同学为了测电流表A1的内阻精确值，有如下器材：电流表A1（量程300 mA，内阻约为5);电流表A2（量程600 mA，内阻约为1) ; 电压表V（量程15 V，内阻约为3 k) ;定值电阻R0 (5) ;滑动变阻器R1(010，额定电流为1 A);滑动变阻器R2(0250，额定电流为0. 3 A) ;电源E（电动势3 V，内阻较小）导线、开关若干(1)要求电流表 A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差在如图所示线框内画出测量用的电路图，并在图中标出所用仪器的代号(2)

13、若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1 = ；式中各符号的意义是 。 3. (1）电路如图所示 (2 ) I1、I2分别为电流表示数，R0是定值电阻大小电学实验的几个问题电学实验的几个问题三、电学实验器材的选取三、电学实验器材的选取选取原则：安全、准确、方便可行。1、安全性原则安全性原则：保证电表器件不被烧坏保证电表器件不被烧坏2、精确性原则精确性原则：在使用中电表的偏角不能在使用中电表的偏角不能太小（一般不小于量程的太小（一般不小于量程的1/3），否则测量），否则测量误差较大。误差较大。3、方便性原则方便性原则：所选仪器要使电路比较容所选仪器要

14、使电路比较容易调节（主要指滑动变阻器）易调节（主要指滑动变阻器）电学实验的几个问题电学实验器材的选取选取方法：）选取唯一性器材）根据实验的要求和实验的目的,画出实验电路图3)根据I=U/R或P=UI进行估算电路中的U、I的最值，从而选取量程合适的电表4）滑动变阻器接限流一般选电阻值大，电流小的；接分压一般选电阻值小，电流大的(够用即可)5）电源要能提供足够高的电压（半偏法测电表内阻）例例1. (12 分)（2）某同学用图2所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:电流表：A1（量程100 mA，内阻约2）； A2

15、（量程0.6 A，内阻约0.3)；电压表：V1 (量程5 V，内阻约5k )；V2（量程15 V，内阻约15 )；电源：E1（电动势为1.5 V，内阻为0.2）； E2（电动势为4V，内阻约为0.04）。为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_, 电源_.(填器材的符号)电学实验的几个问题 电学实验器材的选取E2V1A2R1电学实验的几个问题-电学实验器材的选取例1、（10分）测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度的器材如下：A待测螺线管L（符号）：绕制螺线管金属丝的电阻率为，电阻RL约为100B螺旋测微器C电流表A1：量程100A，内阻RA1500 D电流表A2：量程0.6A，内

16、阻RA2=15E电压表V1：量程6 V，内阻RV14 kF电压表V2：量程3V，内阻RV22kG定值电阻：R050H滑动变阻器R：全电阻约为1kI电源E：电动势9V，内阻忽略不计J开关S一个，导线若干（1）根据所给实验器材，电流表选用 ，电压表选用 。 （填写实验器材前面的字母）。（2）根据所给实物图，在右侧方框中作出实验原理图。实验电学的几个问题实验电学的几个问题四、电学实验的设计四、电学实验的设计设计原则:安全性好、误差小、仪器少、耗电小、操作方便性注意事项：1）弄清实验的目的（关键）和给出的条件2）电流表的内外接法3）滑动变阻器的分压、限流接法4）电流表不一定测电流，电压表不一定测电压，

17、可以等效、替代、改装（如电压表与电流表的互（如电压表与电流表的互相代替相代替(必须知道电表内阻必须知道电表内阻)、定值电阻或电阻箱、定值电阻或电阻箱替代电表）替代电表）实验电学的几个问题实验电学的几个问题五、连接实物图的方法五、连接实物图的方法1、原则、原则： 走近不走远走近不走远 不交叉，不相连不交叉，不相连 先串后并先串后并实验电学的几个问题2、连接实物图的方法（步骤）、连接实物图的方法（步骤） 依据题目的要求和题给的条件，参照实物图的位置，画出实验电路图 仔细分析 电路图,弄清 选择一条支路元件最多的一条电路，从电源的正极出发，连接到电源的负极。（先串后并） 仔细检查 电表的量程、正负接线柱、内外接法电表的量程、正负接线柱、内外接法滑动变阻器的分压、限流、滑片的位置滑动变阻器的分压、限流、滑片的位置开关的位置开关的位置电表的量程、正负接线柱、内外接法电表的量程、正负接线柱、内外接法滑动变阻器的分压、限流、滑片的位置滑动变阻器的分压、限流、滑片的位置开关的位置（支路开关是否控制对应的元件）开关的位置（支路开关是否控制对应的元件）导线的连接点是否接在接线柱上导线的连接点是否接在接线柱上实验电学的几个问题_连接实物图的方法例1GVE r SR0R例题2有一电流表量程为2.5mA，内阻未知，右图为测定电流表内阻的实验电路图，某同学进行如下操作：A合上K1