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文档简介
1、 电学实验(shyn) -专题共一百二十四页 电学实验:一般(ybn)主要考查三个重要内容:伏安法测电阻内、外接法的选择,滑动变阻器限流、分压的选择,仪器、仪表和实验器材的选择 而电学实验的总的原则是:安全.合理.可靠另外,多用表的原理、读数和使用,也应给予关注 共一百二十四页一、电流表内外接法的选择(xunz)二、滑动变阻器的限流接法和分压接法的选择三.把电流表改装为电压表四、多用表的操作规程共一百二十四页、多用表的操作规程:、机械调零和欧姆调零的区别、中值电阻的含义(hny)、红、黑表笔的接法与内外电路的关系、表盘刻度的差异注意:与外电源断开.共一百二十四页 专题一:伏安法测电阻1.测量原
2、理 用电压表测出电阻两端(lin dun)的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R,即R=U/I共一百二十四页2.伏安法测电阻的两种电路 如图1所示,电流表接在电压表两接线柱外侧(wi c),通常叫”外接法”;如图2所示,电流表接在电压表两接线柱内侧,通常叫”内接法”.共一百二十四页3.伏安法测电阻的误差分析 图中,R为待测电阻,因为电流表.电压表分别有分压.分流作用(zuyng),因此两种方法测量电阻都有误差.(1)电流表外接法电压表示数 UV_UR (选 =共一百二十四页强调:”外接法”误差来源于电压表的分流作用,分流越小,误差越小,所以(suy)该
3、电路适合于测量小电阻,即R =共一百二十四页强调:”内接法”误差来源于电流表的分压作用,分压越小,误差越小,所以(suy)该电路适合于测量大电阻,即RRA时,一般采用内接法.共一百二十四页4.伏安法测电阻的电路的选择已知待测电阻的电阻值约RX,电流表的内阻RA和电压表的内阻Rv.(1):阻值判断(pndun)法: 待测电阻值的阻值RXRA即阻值较大,约几千欧以上时,采用内接法误差较小。共一百二十四页(2)倍率比较法 当RX/RARV/RX时,则为_电阻,采用_接法误差小。 当RX/RA=RV/RX时,则_小外大内采用(ciyng)两种接法都可以共一百二十四页(3)试触法若不知RX的大概(dgi
4、)值,为了选择正确的电路接法以以减小误差,可将电路如图所示连接,只空出电压表的一个接头P,然后将P分别与a.b接触一下,观察电压表和电流表的示数变化情况. R a b P V A共一百二十四页 若电压表示数有显著变化(binhu),说明 _ 作用较强,即RX是一个_值电阻,应选用_接法,P应接_测量. 若电流表示数有显著变化,说明 _作用较强,即RX是一个_值电阻,应选用_接法,P应接_测量. R a b P V A电流表的分压小外a电压表的分流(fn li)大内b共一百二十四页电流表与电压表示(biosh)数变化谁明显的判定:谁大就谁的变化显著共一百二十四页1.有一未知电阻Rx,为较准确地测
5、出其阻值,先后用下图(a).(b)两种电路进行(jnxng)测试,利用(a)测得数据为“2.7v、5.0mA”,利用(b)测得数据为“2.8V、4.0mA”,那么,该电阻测得值较准确的数值及它比真实值:A.560 ,偏大 B.560 ,偏小C.700 ,偏小 D.700 ,偏大 答案(d n):D共一百二十四页练习. 用内阻(ni z)为3000的电压表和内阻(ni z)为10的电流表测电阻,在图甲、乙两种情况下,电压表的示数都是60V,电流表的示数都是0.2A,则R1的测量值为_,真实值是_,R2的测量值为_,真实值是_。300290300333共一百二十四页练习. 用伏安法测电阻,采用(c
6、iyng)电流表内接法和外接法,测得某电阻Rx的阻值分别为 R1 和R2 ,则所测的测量值和真实值Rx之间的关系是 ( ) (A)R1RxR2 (B)R1RxR2 (C)R1R2Rx (D)R1R2RA RVR = U/I U/IR时(或两者相差不多),虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制.或两种电路都满足实验要求时但限流电路具有节省电能、电源(dinyun)负担轻、电路连接简便等优点,应选限流电路较好共一百二十四页(2)下列三种情况必须选用分压接法(熟记) (1)要求回路中某部分电路的电流或电压从零开始可连续调节时必须采用分压接法。(2)当被测电阻阻值 Rx 远大于滑动变阻器的最大
7、值R,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。(因为限流接法对电流,电压的调控作用不明显) (3)若采用限流接法,电路中实际电压(电流)总是超过(chogu)实验仪器的量程时,只能采用分压接法。共一百二十四页1、用伏安法测金属电阻Rx(约为5)的值,已知电流表内电阻约为1,量程为0.6A,电压表内阻为几千欧,量程为3V,电源电动势为9V,滑动变阻器为0-6,额定电流为5A,试画出测量(cling)Rx的原理图。注:若采用限流接法,电路中电流超过电流表的量程.共一百二十四页2.有一小灯泡上标有“6V-0.6”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线,已知所用器
8、材有:电流表(00.3,内阻(ni z)约1);电压表(015,内阻(ni z)约20k);滑动变阻器(030,2);学生电源(直流9);开关一只、导线若干为使实验误差尽量减小,画出合理的实验电路图 因为(yn wi)限流接法对电流,电压的调控作用不明显共一百二十四页扩展一:两只同种(tn zhn)电流表或两只同种(tn zhn)电压表,已知其内阻,如何测某电阻?试画电路图和推导表达式。扩展二:两只同种电表,内阻都未知,用一个电阻箱或一定值电阻能否测量电表的内阻?试画出电路图和推导表达式.共一百二十四页总结:1、当电压表或电流表的内阻(ni z)知道时,电压表可当为电流表使用,电流表也可当为电
9、压表使用。2、注意量程,可接定值电阻。共一百二十四页经验总结:1.关于分压与限流:考试多数(dush)考分压;实验要求电压从零开始取的。2.关于滑动电阻器的选择:分压时选小的;限流时选大的。3.关于滑动变阻器在闭合开关前p的位置:分压打到最小;限流打到最大值。共一百二十四页 伏安法测电阻的电路设计1.基本(jbn)原则:减小误差,应多次测量;选好内接和外接。 2、典型的电路:分压器电路,电流表内接法 RXRAAVRX分压器电路,电流表外接法 RXRVVARX限流器电路,电流表内接法 RXRARXAV限流器电路,电流表外接法 RXRVRXVAAV共一百二十四页限流器电路,安培表内接法 RXRAR
10、XAV限流器电路,安培表外接法 RXRVRXVAAV分压器电路,安培表内接法 RXRAAVRX分压器电路,安培表外接法 RXRVVARX 伏安(f n)法测电阻的电路设计1、基本(jbn)原则:减小测量的误差要应多次测量;选择好内接和外接。2、典型的电路:共一百二十四页伏安(f n)法变式共一百二十四页 当电压表或电流表的内阻(ni z)知道时,电压表可当为电流表使用,电流表也可当为电压表使用。共一百二十四页3:欲用伏安法测定一个阻值约12欧的电阻,要求测量结果尽量准确,下列器材中应选(yn xun)用的是_,画出应采用的电路图。A、电池组(6伏,内阻很小)B、电流表(03安,内阻约0.012
11、5欧)C、电流表(00.6安,内阻约0.125欧)D、电压表(03伏,内阻约3千欧)E、电压表(06伏,内阻约6千欧)F、滑动变阻器(020欧,1安)G、滑动变阻器(0200欧,0.3安)H、电键、导线电表(din bio)接入时,用电流表外接法。变阻器可采用限流作用。此题中变阻器也可采用分压作用。共一百二十四页专题三:测定金属电阻率【实验目的】学会用伏安法测量(cling)电阻的阻值,测定金属的电阻率;练习使用螺旋测微器。【实验原理】用刻度尺测一段金属导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d,计算出导线的横截面积S,用伏安法测导线的电阻R;根据电阻定律,金属的电阻率=RS/L=d2R/4L=
12、d2U/4LI。共一百二十四页【实验(shyn)器材】金属丝螺旋测微器安培表伏特表直流电源滑动变阻器电键一个导线若干米尺点拨被测金属丝要选用电阻率大的材料,如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用,直径0.4毫米左右,电阻5-10欧之间为宜,在此前提下,电源选3伏直流电源,电流表选00.6A量程,电压表选0-3V档,滑动变阻器选020欧。共一百二十四页测定金属电阻率【实验目的(md)】学会用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率;练习使用螺旋测微器。【实验原理】用刻度尺测一段金属导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d,计算出导线的横截面积S,用伏安法测导线的电阻R;根据电阻定
13、律,金属的电阻率=RS/L=d2R/4L。【实验器材】金属丝螺旋测微器安培表伏特表直流电源滑动变阻器电键一个导线若干米尺点拨被测金属丝要选用电阻率大的材料,如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用,直径0.4毫米左右,电阻5-10欧之间为宜,在此前提下,电源选3伏直流电源,安培表选0 0.6安量程,伏特表选0-3伏档,滑动变阻器选0.20欧。共一百二十四页【实验步骤】1用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S=D2/4。2将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用毫米刻度尺测量(cling)接入电路中的被测金属导线的有效长度,反
14、复测量(cling)3次,求出其平均值L。共一百二十四页3.按如图所示原理电路图连接好用伏安法测电阻(dinz)的实验电路,把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻(dinz)值最大的位置。(图见P10)点拨为避免接线交叉和正负极性接错,接线顺序应遵循:电源正极电键(断开状态)滑动变阻器用电器电流表正极电流表负极电源负极,最后将电压表并接在待测电路的两端,即先接干路,后接支路。共一百二十四页4.电路经检查无误后,闭合电键(dinjin)S。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,断开电键S,求出导线电阻R的平均值。5将测得的R、L、d值,代入电阻率计算
15、公式中,计算出金属导线的电阻率。6拆去实验线路,整理好实验器材。共一百二十四页点拨测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A以下,本实验由于电流表量程0-0.60A,每次通电时间应尽量短(以能读取电表数据为准),读数完毕立即断开电键(dinjin)S,防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。计算时,务必算出每次的电阻值再求平均值,不能先分别求电压U和电流I的平均值,再由欧姆定律得平均值,否则会带来较大计算误差。共一百二十四页【实验步骤】1用螺旋测微器在被测金属导线(doxin)上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S=D2/4。2将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂
16、直,用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值L。3按如图所示原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验(shyn)电路,把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。点拨为避免接线交叉和正负极性接错,接线顺序应遵循:电源正极电键(断开状态)滑动变阻器用电器安培表正极安培表负极电源负极,最后将伏特表并接在待测电路的两端,即先接干路,后接支路。共一百二十四页4电路经检查确认无误后,闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,断开电键S,求出导线电阻R的平均值。点拨测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A以下,
17、本实验由于电流表量程00.60A,每次通电时间应尽量短(以能读取电表数据为准),读数完毕立即断开电键S,防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。计算(j sun)时,务必算出每次的电阻值再求平均值,不能先分别求电压U和电流I的平均值,再由欧姆定律得平均值,否则会带来较大计算误差。5将测得的R、L、d值,代入电阻率计算公式 中,计算出金属导线的电阻率。6拆去实验线路,整理(zhngl)好实验器材。共一百二十四页【注意事项】1测量被测金属(jnsh)导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度,测量时应将导线拉直。2本实验中被测金属导线
18、的电阻值较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。共一百二十四页3实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属(jnsh)导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。4闭合电键S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。共一百二十四页5在用伏安法测电阻时,通过(tnggu)待测导线的电流强度I的值不宜过大(电流表用0-0.6A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。6测量金属导线的直径时要用螺旋测微器,直接测量的结果要估读下一位数字。共一百二十四页点拨 为了减少电阻的计算
19、误差,可以作U-I图象求出电阻的平均值。如图A,此图斜线穿过(chun u)多数(I,U)坐标点,排除了误差。共一百二十四页 如果一个标有“220伏,60瓦”的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到220伏,在此过程中电压U和电流I的关系可由U-I图线表示,在图中只有_图是符合实际的,这就需要考虑电阻率的明显变化。结合图象斜率去分析,此例还告诉我们,实验原理R=U/I和R=L/S是电阻率没有(mi yu)明显变化为前提条件,所以实验时通电电流不能大,通电时间不能长。B共一百二十四页【误差来源及分析】1.测量金属丝直径和长度时出现(chxin)误差(偶然误差);3.采用外接法则由于电压表的分流影响
20、(系统误差),造成电阻测量值偏大,若误用内接法则电流表分压影响更大;4通电电流太大,时间太长,致使电阻丝发热,电阻率随之变化;5仪表量程太大且读数不准;计算未遵从有效数字运算法则。共一百二十四页实验中易混淆的是:R=U/I和R=L/S两个定律,这两个定律都是实验定律,但前者是研究电阻与电流、电压两者之间关系;后者是研究导体本身的性质即电阻与材料、长度、截面积三者之间关系,与所在的电路因素或是否接入电路无关,注意(zh y)R=U/I中,电阻与U、I无关; R=L/S中,电阻率与L和S无关,使用这两式时是不变的。共一百二十四页易错的是:测量电路(内、外接法)、控制电路(限流式和分压式)、量程的选
21、择及有效数字、电阻(dinz)R平均值的计算等。易忘的是:金属丝未接入电路就测量其长度,用千分尺测直径D前未查零误差、测D时未按三个不同位置测量取平均值。共一百二十四页例1在“测定(cdng)金属的电阻率”实验中,以下操作中错误的是( ) A用米尺量出金属丝的全长三次,算出其平均值B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C用伏安法测电阻时采用电流表的内接法,多次测量后算出其平均值D实验中应保持金属丝的温度不变答案(d n):AC共一百二十四页例2、如图所示,为某电阻丝的伏安特性曲线,对于这 条曲线,下列说法中不正确的是A、OM段接近一条直线,说明在这一测量过程中的电阻 值
22、几乎没有变化B、电阻值可以(ky)用图线的斜率UI求得,OM段的 电阻ROM=tanC、MN段开始出现明显的弯曲,说明在此过程中的电阻 值发生变化,而且电阻值越来越大D、MN段电阻值变化的原因是,电阻丝中通过的电流(dinli)较 大,通电时间较长,再加上散热不好,使电阻丝的 温度明显上升。答:BUImn共一百二十四页例3. 某电压表的内阻在2050k之间,现要测量其内阻,实验室提供下列(xili)可选用的器材: 待测电压表V(量程3V);电流表A1(量程200A);电流表A2(量程5mA);电流表A3(量程0.6A);滑动变阻器R(最大阻值1k);电源E(电动势4V);电键S。所提供的电流表
23、中,应选用_(填写字母代号)。为尽量减小误差,要求测多组数据,画出符合要求的实验电路(其中电源和电键及其连线已画出)。共一百二十四页解答:若将电压全部(qunb)加在待测电压表上,电流的最大值为 Imax0.2 103 200(A),在保证表不被烧坏、且 读数比较准确时,应选电流表A1。为减小实验误差,又保证(bozhng)电压表不损坏(V量程为 3V),应采用分压式接法接入滑动变阻器(因电压 表内阻至少是R的20倍)。若采用限流式接法接入滑 动变阻器时,电压表有可能损坏,所以正确电路如 图所示。共一百二十四页例4.图为伏安法测量一个定值电阻值的实验,所需器材规格如下:(1)待测电阻Rx(约1
24、00)(2)直流mA表(量程(010mA,内阻约50)(3)直流电压表(量程03V,电阻约50k)(4)直流电源(输出电压4V,内阻不计)(5)滑动(hudng)变阻器(阻值范围015,允许最大电流1A)(6)开关一个,导线若干条根据实验器材的规格和要求,在本题的实物图上连线共一百二十四页解析:先确定电流表为外接法.再确定变阻器采用限流还是分压.若采用限流接法 ,则滑动变阻器阻值达最大时电路(dinl)中的电流最小已超过电流表量程,故必须采用分压式电路.电路图如图.实物连线图略.共一百二十四页解析(ji x):先确定为电流表为外接法.再确定变阻器采用限流还是分压.若采用限流接法 ,则滑动变阻器
25、阻值达最大时电路中的电流最小已超过电流表量程(lingchng),故必须采用分压式电路.电路图如图.实物连线图略.共一百二十四页用半偏法测定电流表内阻(ni z)共一百二十四页 1、先断开S2,闭合S1,调节(tioji)R,使电流表满偏;2、然后闭合S2,调节R/,使电流表达到半偏。3、根据rg、Ig和扩大后的量程,计算出需要给电流表串联的电阻R1的值。共一百二十四页 当R比R大很多时,可以认为rg= R。(当R比R大很多时,调节 R基本上不改变电路的总电阻,可认为总电流不变,因此当电流表半满偏时,通过R的电流也是满偏电流的一半,两个分路的电阻相等(xingdng))。 实际上,S2闭合后,
26、总电阻略有减小,总电流略有增大,当电流表半满偏时,通过的R电流比通过电流表的电流稍大,即R比rg稍小,因此此步测量的系统误差,总是使rg的测量值偏小。其中R不必读数,可以用电位器,R需要读数,所以必须用电阻箱。 共一百二十四页把改装的电压表和标准电压表进行校对。校对要每0.5V校对一次,所以电压要从零开始逐渐增大(zn d),因此必须选用分压电路 共一百二十四页共一百二十四页实验六:描绘小灯泡的伏安特性(txng)曲线共一百二十四页作业中出现的问题:1.认为小灯泡电阻是定值,不会变化.2.不画I-U图象就说它是曲线3. I-U图象. 画成折线4.灯的电压(diny)不从零变化,测3组数据就画成
27、 图象了.共一百二十四页一、实验目的 通过实验描绘(miohu)小灯泡的伏安特性曲线,并分析曲线的变化规律。共一百二十四页二、实验原理 根据部分电路欧姆定律,可得,即在I-U坐标系中,图线的斜率等于电阻的倒数。金属物质的电阻率随温度升高而增大,从而使一段金属导体的电阻随温度发生(fshng)相应变化。对一只灯泡来说,不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值相差到几倍到几十倍,它的伏安特性曲线并不是一条直线。共一百二十四页AVBCAS三、实验(shyn)电路共一百二十四页共一百二十四页按实验原理(yunl)要求画出实验电路图选择(xunz)实验所需仪器,按电路图连接电路接通电源,平稳调节滑动变阻器,使
28、滑动变阻器的阻值由小到大逐渐改变测出8-10组电流和电压值,记入设计好的表格实验结束,整理还原实验器材在坐标纸上以I为横轴,U为纵轴,描出对应的点用平滑曲线连接各点,作出小灯泡的电压与对应电流的伏安特性曲线组装试验装置测量对应的电流和电压值用U-I图象处理实验数据返回四、实验步骤共一百二十四页四、实验步骤(1)组装实验装置(zhungzh)按实验原理要求画出实验电路图选择实验所需仪器,按电路图连接电路共一百二十四页测量对应的电流和电压值 接通(ji tn)电源,平稳调节滑动变阻器,使滑动变阻器的阻值由小到大逐渐改变 测出8-10组电流和电压值,记入设计好的表格 实验结束,整理还原实验器材共一百
29、二十四页共一百二十四页次序12345678电压U/V电流I/A返回(fnhu)坐标(zubio)六、实验数据的记录与处理共一百二十四页 4、描绘(miohu)小电珠的伏安特性曲线AVSR0PI/AU/V动画演示(ynsh)共一百二十四页出现的问题(wnt):1.认为小灯泡电阻是定值,不会变化.2.不画I-U图象就说它是曲线3. I-U图象. 画成折线4.灯的电压不从零变化,测3组数据就画成图象了.共一百二十四页例1:关于该实验的系统误差,下列说法中正确:( )系统误差主要是由电压表的分流引起(ynq)系统误差主要是由电流表的分压引起(ynq)系统误差主要是由于忽略电源内阻引起(ynq)的系统误
30、差主要是由读数时的估读引起(ynq)的七、典型(dinxng)例题A共一百二十四页例1. 为了研究一个“2.5V,0.1W”的小灯泡的伏安特性,现有蓄电池一组,电键一个,导线若干,其他(qt)可供选择的器材如下: A量程为 03A,内阻为 0.025 的电流表; B量程为 00.6A,内阻为 0.2的电流表; C量程为 0l00mA,内阻为 5 的电流表; D量程为 03V,内阻为 10K 的电压表; E量程为 015V,内阻为 50k 的电压表; F05 的滑动变阻器,额定电流为1A。 (1)要正确地完成这个实验, 电流表应选 , 电压表应选 (填代号)。 (2)画出电路原理图:CD mAv
31、共一百二十四页描绘小灯泡(dngpo)的伏安特性曲线 1993年高考 描绘出一个“220V 60W”灯泡的UI 图象(t xin),肯定不符合实际的是下图中的 ( )000A B C DUI0UIUIUIA C D上图中,若将 I、U对调,则选 ( )A B D4.若测出一个热敏电阻的U-I图线,正确的应是上图中的( ) C5.画出的UI图象的斜率的物理意义是什么?6.为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大?返回共一百二十四页例3、该小电珠在1V电压下不发光。当时灯丝的实际电阻是多大?该小电珠在2V电压下开始发出(fch)微弱的黄光。当时灯丝的实际电阻又是多大?小电珠在不同电压下的实际电阻为
32、什么不相同?0.30.20.1O 1 2 3 4U/VI/A共一百二十四页例3、在现代电子线路中,各种电子元件在电路中起着不同的作用,如二极管的单向导电作用。现有A、B两种电子元件的电压电注关系如图a、b所示,问:通过对图ab伏安特性曲线(qxin) 的分析,能推测这两种元件在电路中各起的作用各是什么?OU/VI/AOU/VI/A共一百二十四页例4图中所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线,可见两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝(dn s)的温度发生了变化的缘故。参考这根曲线,问:将一个这样的电灯与R0=10的定值电阻串联,接在8V的稳压电源上,求通过电灯的电流及灯泡的电阻值
33、。U/VI/A02 4 6 80.60.20.4共一百二十四页第一(dy)部分高考要求会正确使用的电学仪器有:电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外,其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基本原则是:凡仪器最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度不是10分度的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读。电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻箱测量结果(ji gu)的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的,不再向下估读。一、基本仪器的读数
34、共一百二十四页读数的基本原则是:凡仪器最小刻度(kd)是10分度的,要求读到最小刻度(kd)后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度(kd)不是10分度的,只要求读到最小刻度(kd)所在的这一位,不再往下估读。共一百二十四页例. 下图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程,那么电压表读数为多少(dusho)?若当时使用的是该表的0-15V量程,那么电压表度数又为多少(dusho)?0123V0 51015共一百二十四页解:0-3V量程最小刻度是0.1V,是10分度的,因此要向下估读一位,读1.15V(由于最后(zuhu)一位是估读的,有偶然误差,读成1.14V-1
35、.17V之间都算正确)。0-15V量程最小刻度为0.5V,不是10分度的,因此只要求读到0.1V这一位,所以读5.7V(5.6V-5.8V之间都算正确)。0123V0 51015共一百二十四页例. 下图是电压表的刻度盘。若当时(dngsh)使用的是该表的0-3V量程,那么电压表读数为多少?若当时(dngsh)使用的是该表的0-15V量程,那么电压表度数又为多少?解:0-3V量程最小刻度是0.1V,是10分度的,因此要向下(xin xi)估读一位,读1.15V(由于最后一位是估读的,有偶然误差,读成1.14V-1.17V之间都算正确)。0-15V量程最小刻度为0.5V,不是10分度的,因此只要求
36、读到0.1V这一位,所以读5.7V(5.6V-5.8V之间都算正确)。0123V0 510151、刻度均匀的电表共一百二十四页00.20.40.6A0 1 23V练习(linx):0.150.73共一百二十四页共一百二十四页二、欧姆表RGErIgRg(1) 原理(yunl)闭合电路欧姆定律ERg+ r + RIg=ERg+ r + RRx+Ix=改变(gibin)Rx ,电流Ix 随之改变,Rx 与 Ix 一一对应。(2)中值电阻R =EIg中Rg + r + R=注意:(1) 欧姆表的刻度与其他表刻度相反 且刻度不均匀(2)欧姆表每次换档测电阻前都要调零。 不能带电测量。(3)欧姆表中电池用
37、久了,电动势和内阻要改变,测出的电阻值有较大的误差。所以欧姆表常用来粗测电阻。返回共一百二十四页 共一百二十四页共一百二十四页 共一百二十四页RxRA(比较法测量(cling)电阻)I1ARRxARRxI2I2R =I1 Rx Rx = I2R /I1 (不计电源(dinyun)内阻)四、替代法测量电阻共一百二十四页例2.某同学用以下器材测量电阻(dinz):安培计 电阻(dinz)箱单刀双掷电键(这种电键在掷刀a 倒向b 时ab接通,倒向c 时ac 接通)待测电阻 电源 限流电阻,如图所示,实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路,用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻
38、值。(1)在图中完成电路的连接(其中有二条导线已连接好)(2)本实验中电键应先接通的是含有 ,(填待测电阻或电阻箱)的电路。用电键变换电路,调节电阻箱时,应使两次测量的_大小相同,这时待测电阻的值可以从 _ 上读出。共一百二十四页1765432890176543289017654328901765432890176543289017654328900.1100110000100001001 2RXRSAR03V(2)待测电阻(dinz)电流(dinli)电阻箱共一百二十四页1999年全国(qun u)高考 (7分)图1为测量(cling)电阻的电路Rx为待测电阻R的阻值已知R为保护电阻,阻值未
39、知电源E的电动势未知K1、K2均为单刀双掷开关A为电流表,其内阻不计(1)按图1所示的电路,在图2的实物图上连线(2)测量Rx的步骤为:将K2向d闭合,K1向_闭合,记下电流表读数I1再将K2向c闭合,K1向_闭合,记下电流表读数I2计算Rx 的公式是Rx=_ Rx接线见下页abI2 RI1共一百二十四页Rx解答(jid):(1)如图(3分有任何错,给0分)a bcd(2)实际上是比较法测电阻(dinz), Rx =I2R/I1 (4分, 有错, 给0分)共一百二十四页04年湖北理综22、 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(9001000):电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V
40、1,量程为1.5V,内阻r1750;电压表V2,量程为5V,内阻r22500;滑线变阻器R,最大阻值约为100;单刀单掷开关K,导线若干。(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。(2)根据(gnj)你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。(3)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量 表示Rx的公式为Rx_。 共一百二十四页-+V1V2解1:只有两个(lin )电压表,只能用比较法,电路图如图示:v2v1Rx测出两个(lin )电压表的示数U1、U2,R并/r
41、2=U1/U2解2: 也可将V1、 V2 都看作电流表,由并联电路特点得: I2=I1+Ix即 U2 / r2= U1 / r1 + U1 / Rx Rx= U1r1r2(U2r1 - U1 r2 )注意:要求电压表的读数不小于其量程的1/3,只能用分压器接法,V2的量程大于V1,V2应在干路中.题目上页共一百二十四页解3:仍用比较法,电路图如图示: 测出两个(lin )电压表的示数U1、U2,v2v1Rx解4:将V1、 V2 分别(fnbi)看作电流表和电压表,由伏安法得r1+Rx=U2/I1 = r1 U2/U1 Rx=(U2 - U1 )r1 /U1注意:要求电压表的读数不小于其量程的1
42、/3,只能用分压器接法,V2的量程大于V1,V1应在与Rx串联.题目上页共一百二十四页GS1S2R1R2方法(fngf):1.按图接线,图中R1 R2 为电阻箱,电源(dinyun)为蓄电池,内阻可以不计。2.先合下S1 ,调节R1使电流表指针满偏.3.再合下S2,保持电阻R1不变,调节R2使电流表指针半偏,记下R2的值.4. 若R1100 R2,有Rg=R2思考:1.R1能否用阻值很大的滑动变阻器代替?2.再给一个同样的电流表,如何进行实验?一般情况 R测量R真实五、半偏法测量电流表的内阻共一百二十四页12.(12分)将满偏电流Ig=300A,内阻未知的电流表 改装成电压表并进行校对, 利用
43、如图所示的电路测量电流表 的内阻 (图中电源的电动势 E=4V),先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度 ;再闭合S2,保持R不变,调节R,使电流表指针偏转到满刻度的2/3,读出此时R的阻值为200,则电流表内阻的测量值Rg = . 将该表改装成量程为3V的电压表,需 (填“串联”或 “并联”)阻值为R0 = 的电阻.把改装成的电压表与标准电压表进行校对,试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图.GGGS1S2RR E r解: (1)2Ig Rg /3= Ig R/3 100串联(chunlin)9900 Rg = R/ 2=100(2) Ig (R0 +Rg)=3V R0 =990020
44、05年江苏高考(o ko)12共一百二十四页标准(biozhn)电压表(3)解: 画出电路图如下(rxi)图示,实物连线如右图示。176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890110010100001000001000 VRVGE rSR0共一百二十四页 (一)电流表内阻的测量 例1. 为了测量电流表A1的内阻,采用图示的电路,其中电流表A1的量程是0300A、内阻约为100(待测);A2是标准电流表,量程0-200A;R1为电阻箱,阻值(z zh)范围0999.9;为电池,电动势3V、内阻不计;S1为开关,S2为单刀双
45、掷开关。按电路图接好电路后,将可变电阻器R2和电阻箱R1适当调节后,将单刀双掷开关S2扳到接点1处,接通开关S1,调节可变电阻R2,使两电表的读数都是150A;然后将开关S2扳到接点2,调节电阻箱R1使标准电流表的读数仍是150A,若此时电阻箱各旋钮位置如图,则:(1)电流表A1的内阻Rg=_ .(2)为了保证两电流表的安全使用,限流电阻R3 的阻值应选A.100;B.150;C.10K;D.15K。( ) (3)可变电阻器R2 应选:A.2K; B.5K; C.200;D.500。( )共一百二十四页1765432890176543289017654328901765432890176543
46、289017654328900.1101100010000100A1R1A21 2S1R3R2RgS23V替代法测电阻(dinz) 当R2=0时,要保证两个电流表都不超过(chogu)量程R3=E/Imin =3 / 0.2mA = 15k 选DR2+R3=E/I =3 / 0.15mA = 20 k R2=5 k 选BRg=92.8 共一百二十四页 从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量(cling)电流表A1的内阻r1,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)在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。(2)若选测量数据中的一组来计算,r1,则所用的表达式为r1=
47、_,式中各符号的意义是:_。器材(代号)规格电流表(A1 )量程10mA ,内阻r 1待测(约40 )电流表(A2 )量程500A,内阻r2 =750电压表(V)量程10V,内阻r3 =10k电阻(R1 )阻值约100 ,作保护电阻用滑动变阻器(R2 )总电阻约50 电池(E)电动势1.5V,内阻很小电键(K)导线若干2000年高考(o ko)共一百二十四页解:电流表I1m=10mA, r1 40 R1=100 R2=50 若滑动(hudng)变阻器用限流接法,Imin =1.5/190=0.08A=8mAImax=10mA电流(dinli)的变化范围很小,应该用分压器接法。因为电压表读数很小,Um =0.4V , 不能用伏安法测量,根据并联电路两端电压
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