电学实验复习

电学实验2．滑动变阻器的选择：滑动变阻器在电路中主要是起调节电压或电流的作用，其额定电流不能小于实验电路中最大电流．同时根据电路类型来选择，如果接成限流电路，往往选择与待测电阻阻值相当的滑动变阻器，如果接成分压电路，往往需要选择阻值较小的滑动变阻器．一、电学实验仪器的选择1．电流表、电压表的选择：对于电表，量程首先要达到测量的范围，电流表或电压表量程要大于等于所测量的最大值，同时量程又不能太大，务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3)，以减小读数带来的误差．1．电流表的内、外接法根据电流表和待测电阻相对于电压表的位置，分为电流表外接法和电流表内接法，分别如图(甲)和(乙)所示，简称外接法和内接法．二、电路的选择当(即Rx为小电阻)时用外接法．当(即Rx为大电阻)时用内接法．内接法测量值比真实值偏大，内接法适合测量较大的电阻；外接法测量值比真实值偏小，外接法适合测量较小的电阻。2．滑动变阻器的分压、限流接法为了改变待测电阻两端的电压(或通过的电流)，常把滑动变阻器与电源连接作为供电控制电路，滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式，如图(甲)、(乙)所示，分别叫限流式接法和分压式接法．②待测电阻供电电压的最大调节范围：(不计电源内阻)

⑴滑动变阻器的限流式接法：如图，Rx为待测电阻，R为滑动变阻器的总电阻．①电路连接特点：它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联．③该电路的优点是电路耗能小，操作简单．从该表达式中，可以看出：其电压变化范围较小，Rx比R大得越多，变化范围越小．⑵滑动变阻器的分压式接法：③该电路优点是电压调节范围宽，但该电路较为复杂，操作也复杂，耗能也较大．①电路连接特点：接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联．②待测电阻供电电压的调节范围是：0～E(不计电源内阻)如图，Rx为待测电阻，R为滑动变阻器的总电阻．③采用限流式接法时，电路不能安全工作，如电路中的最小电流(电压)仍超过电流表(电压表)的量程或超过用电器的额定电流(电压)时，应采用分压式接法．⑶实际选择的原则：以下几种使用分压式接法：（其余情况用限流式接法）①要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法．②待测电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时，须用分压式接法．在这种情况下，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电路中的电流变化仍极小，待测电阻的电流（电压）变化范围很小。选用实验器材一般应根据实验原理掌握“可行”、“精确”和“方便”的原则。“可行”是指选用的实验器材要能保持实验的正常进行；“精确”是指选用的实验器材要考虑尽可能减小实验误差（如电表的指针偏转要求较大）；“方便”是指选用的实验器材要便于操作。在用伏安法测电阻（待测电阻约为2KΩ）的实验中，所用电压表的内阻约为20KΩ，电流表的内阻约为10Ω，使用滑动变阻器的总电阻为50Ω，选择能够减小误差的电路进行实验，画出此实验的电路原理图。例与练解析：故电流表应采用内接法。滑动变阻器的总电阻R=50Ω远小于待测电阻的阻值，故采用滑动变阻器的分压接法。若采用限流式接法，待测电阻上电流和电压的变化很不明显，测量误差较大。AVRxR用伏安法测金属电阻Rx（约为5Ω）的值，已知电流表内阻为1Ω，量程为0.6A，电压表内阻为几KΩ，量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为0~6Ω，额定电流为5A，试画出测量Rx的原理图。例与练解析：故电流表应采用外接法。如果采用变阻器限流接法，待测电阻Rx的电压变化范围约为45/12~9V，显然所提供的电压表量程不够，所以变阻器采用分压接法。RVARxRVARx根据电路图，用实线代替导线在所给的实验器材图中连成电路。测金属的电阻率已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有

（只填代号）。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。A、量程是0.6A，内阻是0.5Ω的电流表；B、量程是3A，内阻是0.1Ω电流表；C、量程是3V，内阻是6kΩ电压表；D、量程是15V，内阻是30kΩ电压表E、阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F、阻值为0~10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；G、蓄电池（6V）；H、开关一个，导线若干；例与练若选B表，会有以下不足：首先0.6A电流太小，指针偏转范围不足刻度盘的三分之一，读数时误差较大，其次电流表满偏电流越大，最小刻度即精确度越低，故不选B。①先选电源：G。②选电流表电源选定后可估算总电流，不连入滑动变阻器时干路电流最大值：Imax=6/10A=0.6A因此电流表选A③选电压表若选C表，量程3V，则干路总电流要被控制在0.3A以下，由上所选A电流表，指针偏转可较大。若选D表，量程15V，电源6V，6/15=1/2.5，此时电压表指针偏转范围不满足指针在1/3~2/3刻度盘范围，加之15V量程时，精确度太低，为实现电压和电流表精确度的匹配，应选C表而不选D表。解析：④选变阻器由上已选量程是3V的电压表，滑动变阻器用限流接法时，选0~10Ω的阻值太小（待测电阻的电压超电压表量程），选用0~1000Ω的阻值太大（调节不方便）。因此决定滑动变阻器采用分压电路连接方式。由于电阻丝阻值约为10Ω，为在3V、0.3A以下范围内调节滑动变阻器，读取几组测量值，滑动变阻器应选0~10Ω的。不应选用0~1000Ω的滑动变阻器，一是因为其阻值太大，调压不灵敏，二是满足要求的情况下，应尽量选用小规格的器材。由Rx=10Ω，RA=0.5Ω，Rv=6kΩ可得。为减小RA分压带来误差，应选电流表外接。⑤确定电流表的接法选择的器材为：G、A、C、F、H。RVARx⑥画电路图：在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω.实验室备有下列实验器材：A．电压表V1(量程0～3V，内阻约为15kΩ)B．电压表V2(量程0～15V，内阻约为75kΩ)C．电流表A1(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)D．电流表A2(量程0～0.6A，内阻约为11Ω)E．变阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．变阻器R2(0～200Ω，0.6A)G．电池组E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H．开关S，导线若干(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________．ADEGH【例与练】(2)为减小实验误差，应选用图中________(填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如下图所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________Ω.乙0.6355.42描绘小灯泡的伏安特性曲线返回

实验：测定电源的电动势和内阻一、实验原理1．实验依据：闭合电路欧姆定律2．实验电路：如图所示．(1)解方程组法：利用测得的两组数据，得解得3．E、r的求解方法(2)图象法：多测几组数据，然后在U—I图中描点作图，所得直线与纵轴交点为电动势E的值，图线斜率的绝对值即为内阻r的值．，如图所示．电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路．如图所示．三、实验步骤2.把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端．3.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)．用同样方法测量几组I、U值，记录在表格中．4.断开开关，拆除电路，整理好器材．二、实验器材5.取坐标纸，以电流I为横轴，路端电压U为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成U—I图线．延长U—I图线，它与坐标轴有两个交点，读取E、I短，进一步可以算出四、注意事项1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的旧干电池)．2.在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r变化明显．3.测出不少于5组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值．4.在画UI图线时，要让尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差．5.干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐标系中数据点将呈现如图(甲)所示的状况，使下部大面积空间得不到利用．为此，可使纵坐标不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)，如图(乙)所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小．此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势．要在直线上任取两个相距较远的点，用计算出电池的内阻r.五、误差分析1．读数误差和电表线性不良引起误差．2．用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差．如图是某电源的路端电压与电流的U—I图象，下列说法中正确的是（）A．该电源的电动势是2.8VB．该电源的短路电流是1.0AC．该电源的内电阻是2.8ΩD．该电源的内电阻是0.8ΩAD【例与练】【例与练】用如图所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：A．电压表V：0～3V和0～15V两个量程B．电流表A：0～0.6A和0～3AC．滑动变阻器R1(最大电阻为20Ω)D．滑动变阻器R2(最大电阻为100Ω)E．开关S和导线若干(1)电流表应选用_____量程；电压表应选用_____量程；滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)．0.6A3VR1(2)如图所示U－I图上是根据实验测得的7组数据标出的点．请你画出图线，并由图线求出E＝________V，r＝________Ω.1.50.5一、实验原理

1、多用电表的构成及功能

多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程,如图甲所示,上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻着各种测量项目和量程;另外,还有欧姆表的调零旋钮,机械调零旋钮和测试表笔的插孔.第八课时实验：练习使用多用电表2．欧姆表原理(1)内部结构：欧姆表的结构如图所示，G是内阻为Rg，满偏电流为Ig的电流计，R是可变电阻也叫调零电阻，电源的电动势是E，内电阻是r.当红黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有故每一个未知电阻都对应一个电流值I，我们在刻度盘上直接算出I对应的Rx的值，并标在刻度盘上，即可从刻度盘上直接读出所测电阻Rx.(2)原理：欧姆挡测电阻的原理是闭合电路欧姆定律．当红黑表笔接触时，相当于被测电阻Rx＝0，调节R使电流计满偏，此时应满足关系(3)欧姆挡刻度盘特点①由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的．其对应的电阻刻度是不均匀的，越往左刻度越密．②电阻的零刻度在电流满偏处，即刻度盘的最右端．③当Rx＝Rg＋r＋R时，I＝Ig/2指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻．二、实验器材多用电表，定值电阻(大、中、小)三个三、实验步骤1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度，若不指零则用小螺丝刀进行机械调零．3．将红黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔4．根据所测电阻的大约阻值，选取合适的挡位，两表笔短接调节欧姆挡调零旋钮，使指针指在电流满刻度．5．将待测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数．6．读出指针在刻度盘上所指示的数值，观察选择开关所对应的倍率，用读数乘以倍率即得测量结果．7．重复4、5、6步骤测另外两个电阻的阻值．四、注意事项1．欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘(1)左∞右0：电阻无限大与电流、电压零重合，电阻零与电流、电压最大刻度重合．(2)刻度不均匀：左密右疏．(3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数再乘以挡上的倍率．电流、电压挡是量程范围挡．(4)欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率．为了减小读数误差，指针应指表盘1/3到2/3的部分，即中央刻度附近．2．多用电表测量电阻时