第4节电学实验基础

1、第第4 4节电学实验基础节电学实验基础一、电流表、电压表的使用和读数一、电流表、电压表的使用和读数串串+ +- -百分百分110并并高高低低二、滑动变阻器的使用二、滑动变阻器的使用(控制电路的选择控制电路的选择)1滑动变阻器示意图滑动变阻器示意图2滑动变阻器的使用滑动变阻器的使用A作限流用时，把滑动变阻器串联在被限电流的电路中，作限流用时，把滑动变阻器串联在被限电流的电路中，可以接同一端的两个接线柱可以接同一端的两个接线柱 或或 ，也可以，也可以接对角线上的两接线柱接对角线上的两接线柱 或或 ，开始时，应，开始时，应使接入的电阻使接入的电阻 B作分压用时，先把电阻丝串上电键，接到电源两极上，作

2、分压用时，先把电阻丝串上电键，接到电源两极上，再在电阻丝的一端与滑键之间接上用电器如下图所再在电阻丝的一端与滑键之间接上用电器如下图所示开始时，应使用电器上的电压为示开始时，应使用电器上的电压为_A、CB、DA、DB、C最大最大03.两种接法的比较两种接法的比较选用滑动变阻器时，先要确保电路中电流不超过变选用滑动变阻器时，先要确保电路中电流不超过变阻器允许通过的最大电流若用阻器允许通过的最大电流若用“限流式限流式”一般选阻一般选阻值适当大一点的，但不是越大越好因阻值太大时，值适当大一点的，但不是越大越好因阻值太大时，在实验中，可能只用到其阻值较小的一部分，滑动触在实验中，可能只用到其阻值较小的

3、一部分，滑动触头只能在很短的距离内移动，使用起来很不方便一头只能在很短的距离内移动，使用起来很不方便一般是选变阻器总阻值与用电器的阻值比较接近的般是选变阻器总阻值与用电器的阻值比较接近的若用若用“分压式分压式”，应选择总阻值适当小一些的滑动变，应选择总阻值适当小一些的滑动变阻器，这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动距阻器，这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动距离成正比例改变，调节起来比较方便离成正比例改变，调节起来比较方便2选用器材的一般步骤：选用器材的一般步骤：a先找出实验中必须应用的器材先找出实验中必须应用的器材b画出实验电路图画出实验电路图c估算待测电路中估算待测电路中I和和U的最大

4、值的最大值d考虑能否使电表指针在半偏以上考虑能否使电表指针在半偏以上e选择合适量程的电压表、电流表，合适的滑选择合适量程的电压表、电流表，合适的滑动变阻器和电源动变阻器和电源1.1.电流表的内接法和外接法的比较电流表的内接法和外接法的比较四、伏安法测电阻四、伏安法测电阻题型一：实际电表对电路的影响题型一：实际电表对电路的影响例例1 1 如图甲所示，电压表如图甲所示，电压表V V1 1、V V2 2串联接入电路中时，示串联接入电路中时，示数分别为数分别为6 V6 V和和4 V4 V，当只有电压表，当只有电压表V V2 2接入电路中时，如接入电路中时，如图乙所示，示数为图乙所示，示数为9 V9 V

5、，电源的电动势为，电源的电动势为( () )A A9.8 V B9.8 V B10 V10 VC C10.8 V D10.8 V D11.2 V11.2 V【思路点拨【思路点拨】实际的电压表是有一定的内阻的，其电压实际的电压表是有一定的内阻的，其电压读数跟其内阻的比值即为通过电压表的电流，再运用闭读数跟其内阻的比值即为通过电压表的电流，再运用闭合电路路端电压公式合电路路端电压公式UEIr即可求解即可求解【答案【答案】C【方法与知识感悟【方法与知识感悟】1.理想电表：理想电表：(1)理想电压表的内阻看作无穷大，故视为断路理想电压表的内阻看作无穷大，故视为断路(2)理想电流表的内阻看作为零，故视为

6、短路理想电流表的内阻看作为零，故视为短路2实际电表实际电表(不能忽略电表内阻对电路的影响不能忽略电表内阻对电路的影响)：(1)电表在电路中的作用是能够显示电流、电压的定值电电表在电路中的作用是能够显示电流、电压的定值电阻阻(2)已知内阻的电流表可当电压表使用；已知内阻的电压已知内阻的电流表可当电压表使用；已知内阻的电压表可当电流表使用表可当电流表使用例例2 2 图为用伏安法测量电阻图为用伏安法测量电阻的原理图图中，的原理图图中，V V为电压表，为电压表，内阻为内阻为4000 4000 ；mAmA为电流表，为电流表，内阻为内阻为50 50 ；E E为电源，为电源，R R为电阻箱，为电阻箱，R R

7、x x为待测电阻，为待测电阻，S S为开关为开关 (1)(1)当开关闭合后，电压表读数当开关闭合后，电压表读数U U1.6 V1.6 V，电流表读，电流表读数数I I2.0 mA2.0 mA. .若将若将R Rx x作为测量值，所得结果的百分误作为测量值，所得结果的百分误差是差是_题型二：电阻测量电路的选取题型二：电阻测量电路的选取【思路点拨【思路点拨】伏安法测电阻时，电流表外接法的测伏安法测电阻时，电流表外接法的测量值是待测电阻量值是待测电阻RX的真实值与电压表内阻并联的总的真实值与电压表内阻并联的总阻值，内接法的测量值是待测电阻阻值，内接法的测量值是待测电阻RX的真实值与电的真实值与电流表

8、内阻串联的总阻值流表内阻串联的总阻值【答案【答案】(1)20%(2)5%实验试探法：按右图接实验试探法：按右图接好电路，让电压表接线好电路，让电压表接线柱柱P先后与先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法表的示数变化不大，则可采用电流表内接法2本章两个测电阻实验的测量电路的选取本章两个测电阻实验的测量电路的选取本章实验本章实验测定金属丝的电

9、阻率测定金属丝的电阻率和和描绘小灯泡的描绘小灯泡的伏安特性曲线伏安特性曲线中由于所测金属丝和小灯泡的电阻都中由于所测金属丝和小灯泡的电阻都较小，故都采用了电流表的外接法较小，故都采用了电流表的外接法例例3 3 某同学若采用伏安法测量某待某同学若采用伏安法测量某待测电阻测电阻( (约约10 )10 )，其能够使用的器，其能够使用的器材如下：电源材如下：电源( (电动势约电动势约6 V)6 V)、电压、电压表表( (量程量程3 V3 V，内阻约，内阻约5 k5 k) )、电流表、电流表( (量程量程0.6 A0.6 A，内阻约，内阻约0.5 )0.5 )、滑动变阻器、滑动变阻器(0(010 )10

10、 )、开关一个、导线若干他采用了如图所示的实验电路图，开关一个、导线若干他采用了如图所示的实验电路图，他的实验是否可行？若不可行，请你设计一个更好的实他的实验是否可行？若不可行，请你设计一个更好的实验电路图验电路图【思路点拨【思路点拨】计算限流接法的最小调节电压，电压表计算限流接法的最小调节电压，电压表的量程是否够用的量程是否够用题型三：控制电路的选取题型三：控制电路的选取察和操作察和操作若采用限流接法，电路中实际电压若采用限流接法，电路中实际电压(或电流或电流)的最小的最小值仍超过值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法的额定值时，只能采用分压接法2下列情况可选用限流式接法下列情况可选用限流

11、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，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，且只是小范围内测量，且RL与与R0接近或接近或RL略小于略小于R0，采，采用限流式接法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角度分析两没有很高的要求，仅从安全性和精确性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式接法3本章两个有关伏安法测电阻

12、的实验中控制电路的本章两个有关伏安法测电阻的实验中控制电路的选取选取(1)实验实验测定金属丝的电阻率测定金属丝的电阻率中采用滑动变阻器的中采用滑动变阻器的限流式接法；限流式接法；(2)实验实验描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线中由于电压要中由于电压要从零开始调节测多组数据，故采用滑动变阻器的分压从零开始调节测多组数据，故采用滑动变阻器的分压式接法式接法1读出下列电表的示数读出下列电表的示数.接接03 V量程时读数为量程时读数为 V.接接015 V量程时，读数量程时，读数为为10.7 V 接接00.6 A量程时读数量程时读数 A.接接03 A量程时，读数为量程时，读数为080 A

13、2.132.170.162.有一待测电阻有一待测电阻R，其阻值在，其阻值在1 0001100 之间，实之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：电压表电压表V(量程量程015 V，内电阻约，内电阻约20 k)电流表电流表A1(量程量程010 mA，内电阻约，内电阻约20 )电流表电流表A2(量程量程0300 mA，内电阻约，内电阻约40 )滑动变阻器滑动变阻器R1(最大阻值为最大阻值为2 0，额定电流为，额定电流为1 A)滑动变阻器滑动变阻器R2(最大阻值为最大阻值为300 ，额定电流为，额定电流为0.1 A)直流电源直流电源E(电动势为电动势为9 V

14、、内电阻约为、内电阻约为0.5 )开关及导线若干开关及导线若干实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流电压的关系图线，为流、电压值，以便画出电流电压的关系图线，为了实验能正常进行，减少测量误差，还要求滑动变了实验能正常进行，减少测量误差，还要求滑动变阻器便于调节，则阻器便于调节，则(1)电流表应选用电流表应选用_(填实验器材的代号填实验器材的代号)(2)滑动变阻器应选用滑动变阻器应选用_(填实验器材的代号填实验器材的代号)(3)甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是是_图图A

15、1R1丙丙3某同学用伏安法测一个未知某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，他先将电压表接电阻的阻值，他先将电压表接在在a点，读得两表示数分别为点，读得两表示数分别为U13.0 V，I13.0 mA，然后将电压表改接在，然后将电压表改接在b点，点，读得两表示数分别为读得两表示数分别为U22.9 V，I24.0 mA，如图，如图所示，由此可知电压表应接到所示，由此可知电压表应接到_点误差较小，测点误差较小，测得得R值应为值应为 .a1 000【巩固基础【巩固基础】1用伏安法测电阻，可采用下图所示的甲乙两种接用伏安法测电阻，可采用下图所示的甲乙两种接法如所用电压表内阻为法如所用电压表内阻为5000 ，

16、电流表内阻为，电流表内阻为 0.5 .(1)当测量当测量100 左右的电阻时，宜采用左右的电阻时，宜采用_电路电路(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为分别为10 V、0.5 A，则此电阻的测量值为，则此电阻的测量值为_，真，真实值为实值为 .甲甲2020.082如图所示为伏安法测电如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路以下分阻的一种常用电路以下分析正确的是析正确的是( )A此接法的测量值大于真实值此接法的测量值大于真实值B此接法的测量值小于真实值此接法的测量值小于真实值C此接法要求待测电阻值小于电流表内阻此接法要求待测电阻值小于电流

17、表内阻D开始实验时滑动变阻器动头开始实验时滑动变阻器动头P应处在最左端应处在最左端A3 3用伏安法测金属电阻用伏安法测金属电阻R Rx x( (约为约为5 )5 )的值，已知电流的值，已知电流表内阻为表内阻为1 1 ，量程为，量程为0.6 A0.6 A，电压表内阻为几千欧，电压表内阻为几千欧，量程为量程为3 V3 V，电源电动势为，电源电动势为9 V9 V，滑动变阻器的阻值为，滑动变阻器的阻值为0 06 6 ，额定电流为，额定电流为5 A5 A，试画出测量，试画出测量R Rx x的原理图的原理图【提升能力【提升能力】4测一个阻值约为测一个阻值约为25 k的电阻，备有下列器材：的电阻，备有下列器

18、材：A电流表电流表(量程量程100 A，内阻，内阻2 k)B电流表电流表(量程量程500 A，内阻，内阻300 )C电压表电压表(量程量程10 V，内阻，内阻100 k)D电压表电压表(量程量程50 V，内阻，内阻500 k)E直流稳压电源直流稳压电源(电动势电动势15 V，允许最大电流，允许最大电流1 A)F滑动变阻器滑动变阻器(最大电阻最大电阻1 k，额定功率，额定功率1 W)G电键、导线若干电键、导线若干(1)电流表应选电流表应选 ，电压表应选，电压表应选 .(2)画出测量画出测量Rx的量程图的量程图BC电流表内接，分压式如图所示电流表内接，分压式如图所示5一直流电压表，量程为一直流电压

19、表，量程为1 V，内阻为，内阻为1000 ，现将一，现将一阻值大约为阻值大约为50007000 之间的固定电阻之间的固定电阻R1与此电压表与此电压表串联，以扩大电压表的量程为求得扩大后量程的准确串联，以扩大电压表的量程为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源值，再给定一直流电源(电动势电动势E约为约为67 V，内阻可忽，内阻可忽略不计略不计)，一阻值，一阻值R22000 的固定电阻，两个单刀开的固定电阻，两个单刀开关关S1、S2及若干导线及若干导线(1)为达到上述目的，把下图连成一个完整的实验电路为达到上述目的，把下图连成一个完整的实验电路图图答案如下图答案如下图(2)连线完成以后，当连线完

20、成以后，当S1与与S2均闭合时，电压表的示数为均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当；当S1闭合，闭合，S2断开时，电压表的示数为断开时，电压表的示数为0.70 V，由此可以计算出改装后电压表的量程为由此可以计算出改装后电压表的量程为 V，电源，电源电动势为电动势为 V.76.36某研究性学习小组设计了图所示的电路，用来研某研究性学习小组设计了图所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系图中究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系图中E为直流为直流电源，电源，K为开关，为开关，K1为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，V为电压表，为电压表，A为多量程电流表，为多量程电流表，R为滑动变阻器，为滑动变

21、阻器，Rx为待测稀盐水为待测稀盐水溶液液柱溶液液柱(1)实验时，闭合实验时，闭合K之前将之前将R的滑片的滑片P置于置于 (填填“C”或或“D”)端；当用电流表外接法测量端；当用电流表外接法测量Rx的阻值时，的阻值时，K1应置于位置应置于位置 (填填“1”或或“2”)(2)在一定条件下，用电流表内、外接法得到在一定条件下，用电流表内、外接法得到Rx的电阻的电阻率随浓度变化的两条曲线如图率随浓度变化的两条曲线如图4所示所示(不计由于通电导不计由于通电导致的化学变化致的化学变化)实验中实验中Rx的通电面积为的通电面积为20 cm2，长度，长度为为20 cm，用内接法测量，用内接法测量Rx的阻值是的阻

22、值是3500 ，则其电，则其电阻率为阻率为 m，由图中对应曲线，由图中对应曲线 (填填“1”或或“2”)可得此时溶液浓度约为可得此时溶液浓度约为 %(结果保留结果保留2位有位有效数字效数字)D13510.0127如图所示是有两个量程的电如图所示是有两个量程的电流表，当使用流表，当使用a、b两个端点时，两个端点时，量程为量程为1 A，当使用，当使用a、c两个端两个端点时，量程为点时，量程为0.1 A，已知表头的内阻，已知表头的内阻Rg为为200 ，满偏电流满偏电流Ig为为2 mA，求电阻，求电阻R1、R2的值的值【解析【解析】当使用当使用a、b两个端点时，有两个端点时，有Ig(RgR2)(I1Ig)R1，其中其中I11 A当使用当使用a、c两个端点时，有两个端点时，有IgRg(I2Ig)(R1R2)，其中，其中I20.1 A代入数据整理解得代入数据整理解得R10.4 ，R23.6 .8 8为了测定电流表为了测定电流表A A1 1的内阻，采的内阻，采用如右图所示的电路其中：用如右图所示的电路其中：A A1 1是是待测电流表，量程为待测电流表，量程为300 A300 A，内阻，内阻约为约为100 100 ；A A2 2是标准电流表，量程是是标准电流表，量程是200 A200 A；R R1 1是电阻箱，阻值范围是是电阻箱，阻