电学测量性实验

课题：电学测量性实验电路设计授课人：谭锦生课题提出依据《考试大纲》能力要求之“5.实验能力”：（3）能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器处理问题，包括简单的设计性实验。课题方法提炼1、测定金属的电阻率：伏安法测电阻(电流表外接法)、滑动变阻器限流式接法（通常）2、描绘小电珠的伏安特性曲线：电路的连接（电流表外接法、滑动变阻器的分压式接法）、发现问题（非线性曲线、斜率的变化特点）3、测定电源的电动势和内阻：学会电流表外接和内接的误差分析导学目标：1、介绍电学测量性实验常用的器材及其功能；2、教给学生决定安培表内、外接的方法；3、教给学生滑动变阻器采用分压式还是限流式的方法；4、教给学生设计测量性电路的方法。导学重点：设计测量性电路的思路导学难点：通过“看”给定的器材预知电路测量部分的结构A学习目标：1、知道电学测量性实验常用的器材及其功能；2、会判断安培表的内、外接；3、会判断滑动变阻器采用分压式还是限流式的方法；4、能设计简单的测量性实验电路。学习重点：学会设计测量性电路的思路学习难点：通过“看”给定的器材预知电路测量部分的结构A【诊断】教学过程2知能缺陷知识1、不知道定值电阻的作用；2、不知道已知内阻的电压表可用作测电流；3、不会选择电表；4、不知道“要求测量时两电表的指针的偏转均超过其量程的一半”这句话的含义。技能1、不知道解答实验题的程序；2、不会测电阻的方法；3、不会判断滑动变阻器的解法；4、缺乏变通能力。电阻箱电流表电压表滑动变阻器阻值可微小跳跃变化但不可读的电阻阻值很小、电流可读的定值电阻阻值很大、电压可读的定值电阻阻值可变、阻值可读的电阻定值阻器阻值唯一的电阻可代替定值电阻器一、常用的电学器材及其功能可保护电表、串联分压、并联分流、改装电表、做电源的等效内阻……【05年全国Ⅰ卷22（2）】测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R′，电键K，导线若干。①画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。②实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E=

，r=

。（用I1、I2、U1、U2及R表示）【答案】（2013年高考四川理综卷）电流表电压表定值电阻变换特征效果伏安法伏伏法安安法伏阻法安阻法量程选择电压表电流表原则：保证测量中电表读数尽可能大，一般应不小于表盘幅度的。根据电源的电动势或者待测用电器的额定电压根据待测电流的最大值二、电流表

内、外接法的选择A项目电流表内接法电流表外接法电路误差来源电流表的分压电压表的分流测量结果R测=＞Rx，偏大R测=＜Rx，偏小适用条件三、滑动变阻器分压式和限流式的选择出现以下情况时选择分压式电路：1、要求测量部分的电压读数范围尽可能大或从0开始；2、滑动变阻器的阻值太小，远小于待测电阻（限不住电流）；3、所给电表的量程太小，远小于路端电压或干路电流；4、要求给用电器加定值电压（如在额定功率下工作）。项目限流式接法分压式接法电路电压调节范围

E

0

E动能损耗节能耗能【诊断】2可以作电流表用，Im=3mAAR1VR22验证所画电路的合理性【例】某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：为了较准确地描绘出灯泡L完整的伏安特性曲线，请用所给器材设计实验电路图。（图中要标注器材代号）改装电压0~4.0V，电流0~0.7A改装为4.0V改装为0.72A【答案】实验的设计流程：器材要求有缺或改装算变量程过小量程过大量程恰当试扩充“V+R”-A法V-“R∥A”法内接法外接法变用安-安法伏-伏法所给电表量程太小电压变化范围足够大、所给滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值、无上述要求分压式连接限流式连接检看超额定值连接电路测量部分控制部分【练习题1】在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：A.电源为干电池（电动势为E，内阻为r）B.电流表（0~0.6A，内电阻约0.1Ω）C.灵敏电流计（满偏电流Ig=200μA，内阻rg=500Ω）D.滑动变阻器（0~20Ω、2.0A）E.电阻箱R（0~9999.9Ω）F.开关，导线若干。请画出实验电路图。G【练习题2】有以下可供选用的器材和导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流。A.待测电流表（满偏电流Im约为700~800μA，内阻约为100Ω，已知表盘刻度均匀、总格数为N）B.电流表（量程为0.6A，内电阻为0.1Ω）C.电压表（量程3V，内阻为3kΩ）D.滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）E.电源E（电动势约为3V，内电阻约为1.5Ω）F.开关S一个。（1）根据你的测量需要，电表应选择

（填序号）；（2）请画出你设计的实验电路图。（3）在测量过程中测出了多组数据，其中一组数据中待测电流表的指针恰好偏转了n格，可算出满偏电流Im=

，式中除N、n外，其它字母代表的物理量意义是

。AA0VA0【练习题3】用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：电源E（具有一定内阻，电动势约为9.0V）电压表

（量程为1.5V，内阻r1＝750Ω）电压表（量程为5V，内阻r2＝2500Ω）滑动变阻器R（最大阻值约为100Ω）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，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）若电压表

的读数用U1表示，电压表

的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx＝_________________。V1V2V1V2【练习题1】【练习题2】（1）C（2）电路图为

（3）(U为电流表