高中物理恒定电流电实验小结素材新人教选修

1、电学试验小结 一. 学问要点： 1. 电阻的测量 伏 安法测电阻： （ 1）电流表内接法和外接法的比较 电流表的内接 电流表的外接法 电路 误差缘由 V V 电 A RX A RX 由于电流表的内阻分压, 电压表 由于电压表内阻的分流作用, 测量结果 测量值偏大； 流表测量值偏大； RURA Rx Rx RURv / Rx Rx I I 测 并联 测量值偏大 测 测量值偏小 适用条件 Rx RA ,即大电阻 Rx Rv 即小电阻 （ 2）伏安法测电阻中内接法与外接法的选择 所谓伏安法测电阻中的内,外接法是相对电流表而言；不论内接法,仍是外接法, 由于 电表内阻的影响,都会给测量带来误差,但合理

2、选择接法就可以减小误差； 2. 滑动变阻器的限流接法和分压接法 （ 1）两种电路的比较 RL abRL A 限流接法 分压接法 以上两种电路都能调剂负载的电压电流,但在相同条件下,它们调剂的成效不同； （ 2）两种电路的选择 在通常情形下（中意安全条件） 先考虑以限流电流为主； 有几种情形应选用分压接法 ,由于限流电路能耗较小,结构连接简洁,因此,优 a. 要使某部分电路的电压或电流从零开头连续调剂,只有分压电路才能中意； b. 假如试验所供应的电压表,电流表量程或电阻元件答应最大电流较小,接受限流法 时,无论怎样调剂, 电路中实际电流 （压）都会超过电表量程或电阻元件答应的最大电流 （压）,

3、 为了保证电表和电阻元件免受损坏,必需接受分压法连接电路； c. 伏安法测电阻试验中,如所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,接受限流接法时, 即使变阻器触头从一端滑到另一端, 量求平均值或图象法处理数据； 待测电阻上的电流（压） 变化也很小,这不利于多次测 第 1 页,共 6 页为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值时也能大范畴地调剂待测电阻上的电流（压） , 应选择变阻器的分压接法； 3. 描画小电珠的伏安特性曲线 4. 测定金属的电阻率 5. 电压表和电流表 （ 1）电流表（表头）改装成电压表 原理：利用串联电路的分压作用 分压电阻的运算： 设电流表满编电流为 I g ,内阻为 Rg ,满偏电压

4、为 U ,利用串联电阻的分压作用,可 将电流表串一电阻 R 串 ,使电流表改装成电压表； 如电压表的量程为 U ：就 I g UgUUgRg R 串 分压电阻： RUUgRg U U g 1 Rg U g 串（ 2）电流表扩大量程 原理：利用并联电阻的分流作用 分流电阻的运算,将电流的量程扩大到 I,要并联的电阻为 R 并 I g Rg I I g R RI g Rg I I g 并并 （ 3）把电流表改装成电压表的试验 要找到电流表的三个参数, I g, Rg 和 U g 用半偏法测电流表的内阻 把改装的电压表跟标准电压表进行核对 G 6. 测定电源的电动势和内阻 R2 S2 E U 1 I

5、1 r S1 R 1 （ 1）试验原理 Ir 代入测量数据 由闭合电路欧姆定律 E UE U 2 I 2 r 第 2 页,共 6 页得 E I 2U 1 I 1U 2 I 2I 1 rU 2 U 1 I 1 I 2 （ 2）试验电路 A V V 乙 A 甲 甲电路：因 的分流作用, 所测的电流小于电源的总电流,而引起试验误差,要 减小误差,应中意 内阻 RV r；E 和 r 均偏小； 乙电路：因 的分压作用, 所测得电压值小于电源的路端电压而引起试验误差, 要减小误差,应中意电流表内阻 RA r,E 精确, r 偏大； （ 3）误差分析 二 .【典型例题 】 例 1 闭合电路的 U I 图象；

6、 下图中 a 为电源的 U I 图象； b 为外电阻的 U I 图象；两者的交点坐标表示该电阻 接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率； a 的率的确定值表示内阻大小； b 的斜率的确定值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即 斜 内,外电阻相等时图中矩形面积最大, 一半,电流是最大电流的一半） ； 即输出功率最大 （可以看出当时路端电压是电动势的 如以下图, 图线 a 是某一蓄电池组的伏安特性曲线, 图线 b 是一只某种型号的定值电阻 的伏安特性曲线如已知该蓄电池组的内阻为 ,就这只定值电阻的阻值为 ； 现有 4 只这种规格的定值电阻, 可任意选取其中的如干

7、只进行组合, 作为该蓄电池组的外电 路,就所组成的这些外电路中,输出功率最大时是 W ； 第 3 页,共 6 页U/V 6；用 3 只这种 20 ba15 10 5oI/A 解： 由图象可知蓄电池的电动势为 20V ,由斜率关系知外电阻阻值为 电阻并联作为外电阻,外电阻等于 2,因此输出功率最大为 50W ； 例 2 滑动变阻器的两种特别接法； 在电路图中,滑动变阻器有两种接法要特别引起重视： （ 1）下图电路中,当滑动变阻器的滑动触头 P 从 a 端滑向 b 端的过程中,到达中点位 置时外电阻最大,总电流最小；所以电流表 A 的示数先减小后增大；可以证明： A 1 的示数 始终减小,而 A

8、2 的示数始终增大； （ 2）下图电路中,设路端电压 U 不变；当滑动变阻器的滑动触头 P 从 a 端滑向 b 端的 过程中,总电阻逐步减小；总电流 I 逐步增大； RX 两端的电压逐步增大,电流 IX 也逐步增 大（这是试验中常用的分压电路的原理） ；滑动变阻器 r 左半部的电流 I 先减小后增大； 例 3 如图示电路中,电源电动势为 ,内电阻不计,电容器的电容为 C,电阻 R1 : R2 : R3 3 : 2 : 1 , R4 R3 ,开关 S 原先是断开的,现将开关 S 闭合,就通过电阻 R4 的电量为 ； R1 R2 CS R4 R3 U分析与解答： S 断开时, R1 , R2 ,电

9、源构成闭合回路； C 与 R2 并联,共 R2 2； 5R1 R2 且上极板带正电, S 闭合时, R1 串 R2 后与 R3 并,跟电源构成闭合回路； C, R1 并联, U R1 3,上极板带负电； R1 R2 5 流过 R4 的电量为 Q U U C C 例 4 如图示, a,b 两端的电压 U 恒定,如 c, d 间接电压表,就示数为 60V ,如 c, d 间 接电流表,就示数为 ,如 c, d 间接电阻 R3 ,就三个电阻上消耗的电功率相等,求电 阻 R1 , R2 , R3 的值和电压 U？ aCR2 R1 db分析与解答： cd 间接电压表有： R2 U 60 R1 R2 Uc

10、d 间接电流表, R2 被短路有 3R1 2Ucd 间接电阻 R3 P1 P2 P3 由 P 得 R2 R3 R由 P I 2 R, I 1 2 I 得 R 2 4 R 可得 R1 25 R2 100 R3 100 U 75V 例 5 如以下图电路,电源电动势 18V ,内电阻 r 1,两平行金属板水平位置,相 距 d 2cm,当变阻器 R2 的滑片 P 恰好移到中点时,一带电量 q 110 C 的液滴刚好 7静止在电容器两板的正中心,此时电流表的读数为 2A,已知定值电阻 R1 2,求： （ 1）滑动变阻器 R2 阻值的最大值； （ 2）带电液滴的质量； （ 3）当把滑动变阻器的滑动片 动能多大？ P 快速移到 C 点后,液滴将如何运动？到达金属板时的 第 5 页,共 6 页A rP R1 qA R2 B C分析与解答： （ 1） U AB Ir 16 V RUAB 16 8 10 5 kg I 2外 R 外 R 1R2m R 2 m 2 R 外 R 12 2（ 2）液滴静止在极板中心