《電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)》PPT課件.ppt
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1、物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 常用的電壓表和電流表都是由 小量程的電流表改裝而成的 G _ + 一、電流表的構(gòu)造和工作原理 1、構(gòu)造:永磁鐵和放入永磁鐵磁 場(chǎng)的可轉(zhuǎn)動(dòng)線圈組成 I Ug G Ig Rg 2、電路圖: 大約零點(diǎn)幾伏 約幾十微安到幾毫安。 ( 1) 滿偏電流 :電流表指針偏轉(zhuǎn)到最 大刻度時(shí)的電流 Ig ( 2) 電流表的內(nèi)阻 :表頭 G的電阻 Rg ( 3) 滿偏電壓 :電流表 G通過(guò)滿偏電 流時(shí) ,加在它兩端的電壓 Ug Ug=IgRg 大約幾歐到幾十歐 二、把靈敏電流計(jì)改為電壓表 電路圖 G Ig Rg Ug UR R V Ig U
2、RV () gg g g gg U U U I RR U U R R Ug 據(jù) 串 聯(lián) 電 路 的 特 點(diǎn) 得 : 解 得 : ( 2)電壓表的內(nèi)阻: Rv=Rg+R 三、把靈敏電流計(jì) G改為電流表 A G Ig Rg IR R A U I RA 電路圖 () g g g g gg g U I R I I R IR R II 據(jù) 并 聯(lián) 電 路 的 特 點(diǎn) 得 : 解 得 : ( 2)電流表的內(nèi)阻: RA=Rg R/(R+Rg) 1)、限流式: 2)、分壓式: A V RX RL A V RL RX 四、滑動(dòng)變阻器的兩種接法 優(yōu)點(diǎn):電路簡(jiǎn)單,省電 不足:電壓
3、不能 從零開始 優(yōu)點(diǎn):電壓 能 從零開始 不足:電路復(fù)雜,費(fèi)電 A V S E, r R BA C V A S ( 2)、滑動(dòng)變阻器電路 R0 R V 、限流電路 負(fù)載電阻兩端的電壓變化范圍為: R0 R RR R 0 當(dāng) R< 4、壓表分流 引起的。 誤差產(chǎn)生的原因: 內(nèi)接法 RX V A RX A V 外接法 XRVR 若 時(shí),采用電流表外接法。 比值法 b.選擇方法: 內(nèi)接法與外接法的選擇 a.條件:已給出 R的估計(jì)阻值 內(nèi)接法 RX V A R X A V 外接法 結(jié)論: 與 哪個(gè)比值大 Rx就與對(duì)應(yīng)表 “近接” R A Rx RV Rx 若 時(shí),采用電流表內(nèi)接法。 XR AR XRVR 若 時(shí),采用電流表外接法。 1、采用電流表內(nèi)接法的條件: RxRA 采用電流表外接法的條件: RvRx 例 題 解 析 電流表內(nèi)、外接判斷方法 5、 用試觸法進(jìn)行判斷 當(dāng) (即 )時(shí)用內(nèi)接法 大 x A VR R R 2、當(dāng)不滿足 RxRA和 RvRx關(guān)系時(shí) 當(dāng) (即 )時(shí)用外接法 小 x A VR R R 當(dāng) 時(shí),用內(nèi)、外接法均可 x A VR R R 3、當(dāng) Rx、 RA、 Rv的阻值未知時(shí) xv Ax RR RR xv Ax RR RR xR xR 試觸法 b.選擇方法:將電壓表分別接 a、 b兩點(diǎn) 結(jié)論:兩次接觸,那個(gè)表示數(shù)變化明顯 , Rx就與那 個(gè)表 “ 近接 ” a.條件:未給出 RX的估計(jì)阻值 RX V A P a b 如果電流表示數(shù)有顯著變化 6、,說(shuō)明電壓表的分流作用較強(qiáng), 不滿足 RX 7、用測(cè)電壓 條件:已知電流表 A2的內(nèi)阻 ,將 A2看成一個(gè)電壓表使用 1“伏安法”測(cè)電壓表的電阻 V A 電壓表(電流表)是一個(gè)能讀出其 兩端電壓(通過(guò)其電流)的電阻 沒有系統(tǒng)誤差 I UR V 21 22 II RIR A x 1 22 1 I RIR A A 沒有系 統(tǒng)誤差 此電路能否測(cè)量出電流表的內(nèi)阻? 根據(jù)并聯(lián)分流進(jìn)行測(cè)量 沒有系 統(tǒng)誤差 V1 v2 Rx V2 v1 3“伏伏法” 電壓表的創(chuàng)新使用測(cè)電流 2 2 1 1 VV RU UR 22 1 Vx RU UR 條件:已知電壓表 V2的內(nèi)阻 ,將 V2看成一個(gè)電流表使 8、用 沒有系 統(tǒng)誤差 存在系 統(tǒng)誤差 Rx V2 v1 2 2 21 Vx RU UUR R0 V2 v1 0 21 2 2 RUU UR V 能否消除? 根據(jù)串聯(lián)分壓進(jìn)行測(cè)量 沒有系 統(tǒng)誤差 沒有系 統(tǒng)誤差 【 備考提示 】 在很多情況下,電壓表和電流表(已知內(nèi)阻)的功用可以互換。 有時(shí)利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實(shí)際上就是部分電 路歐姆定律的變形運(yùn)用。在處理時(shí),一定要明確原理,靈活運(yùn)用。 替代 比 較 法測(cè) 電阻 替代法測(cè)量電阻 Rx R A 比較法測(cè)量電阻 I1 A R Rx A R Rx I2 I2R =I1 R 9、x Rx = I2R /I1 ( 不計(jì)電源內(nèi)阻) 4.儀器的選擇 安全性原則 要保證所用儀器的安全,電源最大允許通過(guò)的 電流、電壓表和電流表的量程、滑動(dòng)變阻器允許通 過(guò)的最大電流、用電器的額定電壓電流等。選擇電 源、電表和用電器時(shí),保證其電流和電壓均不超過(guò) 使用的量程。 精確性原則 盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。選擇電表時(shí),在保證電流和 電壓均不超過(guò)使用量程的前提下,合理選擇量程。務(wù) 必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏度的 2/3), 電表 達(dá)不到滿偏的 1/3是不允許的。 操作性原則: 如滑動(dòng)變阻器的選擇,既要考慮它的額定電流, 又要考慮它的阻值范圍,當(dāng)其阻值大于用電器 10、的阻值 時(shí)用限流電路調(diào)節(jié)電路的電壓 (電流 )比較方便;當(dāng)其 阻值小于用電器的電阻時(shí)用分壓電路調(diào)節(jié)電路的電壓 (電流 )比較方便 選擇的一般步驟 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路; 找出唯一性的器材; 估算電路中電壓和電流的最大值或最小值,結(jié) 合已知器材的規(guī)格選定電源、選定電壓表和電流表以 及所用的量程; 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求和待測(cè)電阻的阻值選擇滑動(dòng)變 阻器 . 例 1.用伏安法測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻 R,試把圖中給出的器 材連接成測(cè)量 R的合適的電路。圖中安培表的量程為 0.6A,內(nèi)阻接近 1,伏特表的量程為 3V,內(nèi)阻為 5K; 電源的電動(dòng)勢(shì)為 6V,變阻器的阻值為 0 20 。 11、在閉合 電鍵前,變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。 解:金屬導(dǎo)線的電阻不大,安培表應(yīng)外接,變阻器電 阻比較大,可用限流接法,畫出電路圖如下: + - RX A V + + 例 2:有一個(gè)電阻 Rx,其阻值大約是 25k ,可供選擇 的器材是: 電流表 A1 (0----100A, 2k) 電流表 A2 (0----500A, 300) 電壓表 V1 (0----10V, 100k) 電壓表 V2 (0----50V, 500K) 直流穩(wěn)壓電源 E( 15V, 1A) 12、 滑動(dòng)變阻器 R (1k, 1W) 電鍵 K和若干根導(dǎo)線 試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模x取適當(dāng)?shù)碾娐?,使測(cè)量盡可能 準(zhǔn)確,并畫出電路圖,再將如圖示的實(shí)物連線。 解:( 1)電壓表、電流表的選擇 由于滑動(dòng)變阻器的電阻明顯小于待測(cè)電阻,因此滑動(dòng) 變阻器必須用分壓器接法。 若電壓表選 V2( 50V),因?yàn)殡娫措妷?15V不足其量程 的 1/3,所以電壓表應(yīng)選 V1( 10V)。 + ( 2)電流表內(nèi)接法和外接法的選擇 實(shí)驗(yàn)電路圖 E=15V 25K 1K RX 13、 A2 V1 因?yàn)?RX=25K RA=300,所以采用電流表內(nèi)接法 由于用分壓器接法時(shí),電阻 RX 中的最大電流為 Imax= 10V /25K = 0.4mA = 400A 所以電流表選 A2( 500 A ) 例 3. 如圖為用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí) 物圖 , 器材規(guī)格如下: (1)待測(cè)電阻 Rx( 約 100) (2)直流毫安表 ( 量程 0 10mA, 內(nèi)阻 50) (3)直流電壓表 ( 量程 0 3V, 內(nèi)阻 5k) (4)直流電源 ( 輸出電壓 4V, 內(nèi)阻可不計(jì) ) (5)滑動(dòng)變阻器 ( 阻值范圍 0 15, 允許最大電流 1A) (6) 14、電鍵一個(gè) , 導(dǎo)線若干條 根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求, 在本題的實(shí)物圖上連線 + RX A V 答: 因毫安表內(nèi)阻與待測(cè)電阻相近,必須“外接” 因?yàn)樽冏杵麟娮韬苄?,電源和滑?dòng)變阻器連接 成分壓電路, (全題 6分電源、滑動(dòng)變阻器連接成分壓電路,占 3分除 電鍵接錯(cuò)扣 1分外,其它任何錯(cuò)都不給這 3分伏安法測(cè)電阻 的電路占 3分,其中電流表應(yīng)外接,即電壓表應(yīng)直接與待測(cè) 電阻并聯(lián)這部分接線中有任何錯(cuò)誤都不給這 3分) RX A V + A1 例 4 某電壓表的內(nèi)阻在 20 50k之間 ,現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi) 阻 ,實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材 : 待測(cè)電壓表 V(量程 3V) 電流 15、表 A1(量程 200A ) 電流表 A2(量程 5mA) 電流表 A3(量程 0.6A) 滑動(dòng)變阻器 R(最大阻 1K) 電源 (電動(dòng)勢(shì) 4V) 電鍵 K. (1)所提供的電流表中 ,應(yīng)選用 _______(填寫字母代號(hào) ). (2)為了盡量減小誤差 ,要求測(cè)多組數(shù)據(jù) .試在方框中畫出 符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖 V A1 解析:由于滑動(dòng)變阻器用分壓接法時(shí),伏特表兩端電壓變化范 圍較大,可以多測(cè)幾組數(shù)據(jù),故滑動(dòng)變阻器用分壓接法由于 電壓表中通過(guò)的最大電流為 Imax= 3V/20K = 150A,因此電 流表應(yīng)選用 A1 【 例題 2】 ( 2006年全國(guó) 、 ) 現(xiàn)要測(cè)量某一 16、電壓表 的內(nèi)阻。給定的器 材有:待測(cè)電壓表 (量程 2V,內(nèi)阻約 4k);電流表 (量程 1.2mA, 內(nèi)阻約 500);直流電源 E(電動(dòng)勢(shì)約 2.4V,內(nèi)阻不計(jì));固定電阻 3個(gè): R1=4000, R2=10000, R3=15000;電鍵 S及導(dǎo)線若干。要求測(cè)量時(shí)兩 電表指針偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其量程的一半。 試從 3個(gè)固定電阻中選用 1個(gè),與其它器材一起組成測(cè)量電路,并在虛線 框內(nèi)畫出測(cè)量電路的原理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出。) 電路接通后,若電壓表讀數(shù)為 U,電流表讀數(shù)為 I,則電壓表內(nèi)阻 RV =_________。 V V A 【命題意圖】 17、本題考查了 電壓表內(nèi)阻的測(cè)量,實(shí)驗(yàn)中真 正的 難點(diǎn)在于如何獲得電壓表中流過(guò)的電流大小 ,此時(shí) 可以用電流表與定值電阻配合完成電流表的功能。原理 還是部分電路的歐姆定律,關(guān)鍵是靈活的運(yùn)用。 R1 S E A V 1R UI U 從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材, 設(shè)計(jì)一電路來(lái) 測(cè)量電流表 A1的內(nèi)阻 r1, 要求方法簡(jiǎn)捷,有盡可 能高的測(cè)量精度,并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。( 1)在虛線方框中畫出 電路圖,標(biāo)明所用器材的代號(hào)。( 2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái) 計(jì)算, r1,則所用的表達(dá)式為 r1=_____________,式中各符號(hào) 的意義是: ________________ 18、_________________。 器材(代號(hào)) 規(guī)格 電流表 (A1 ) 量程 10mA ,內(nèi)阻 r 1待測(cè)(約 40) 電流表 (A2 ) 量程 500A,內(nèi)阻 r2 =750 電壓表 (V) 量程 10V,內(nèi)阻 r3 =10k 電阻 (R1 ) 阻值約 100 ,作保護(hù)電阻用 滑動(dòng)變阻器 (R2 ) 總電阻約 50 電池 (E) 電動(dòng)勢(shì) 1.5V,內(nèi)阻很小 電鍵 (K) 導(dǎo)線若干 2000年高考 根據(jù) 并聯(lián)電路兩端電壓相等 , 將兩電流表并聯(lián),如圖示: 解: 電流表 I1m=10mA, r1 40 R1=100 R2=50 若滑動(dòng)變阻器用限流接法 19、, Imin =1.5/190=0.08A=8mA Imax=10mA 電流的變化范圍很小,應(yīng)該用 分壓器接法。 因?yàn)殡妷罕碜x數(shù)很小, Um =0.4V , 不能用伏安法量, 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻,測(cè) 出多組兩電流表的讀數(shù), 由 I1 r1 =I2 r2 得 r1= I2 r2 I1 A1 A2 R1=100 R2=50 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) .( 1)如圖所示( 5分。若電阻 R1與電池串聯(lián),不扣分;若 R2用作 限流電阻,正確的同樣給分。)( 2) I1表示通過(guò)電流表 A1的電流, I2表示通 過(guò)電流表 A2的電流, r2表示電流表 A2的內(nèi)阻。( 3分,未說(shuō)明 r2的不扣分。) 四 20、 關(guān)于電流表和電壓表的讀數(shù)方法: 目前中學(xué)實(shí)驗(yàn)室學(xué)生用電流表和電壓表多數(shù)為 磁電式電表,標(biāo)為 2.5級(jí),即滿刻度的百分比誤差為 2.5,可按下面的方法讀數(shù) : 電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí) 量程為 0.6A的電流表,滿刻度絕對(duì) 誤差最大為 0.015A,最小分格為 0.02A,指針偏轉(zhuǎn)不夠一個(gè)分格的部 分用半格估讀法,讀數(shù)為兩位小數(shù)。 如圖,電流表讀數(shù)為 0.15A. 0 0.2 0.4 A 0.6 量程為 3A的電流表,滿刻度絕對(duì) 誤差最大為 0.075A,最小分格為 0.1A,指針偏轉(zhuǎn)不夠一個(gè)分格的部分 用 1/10格估讀法,讀數(shù)為兩位小數(shù)。 如圖,電流表讀數(shù)為 0.74A 21、. 0 1 2 A 3 量程為 3V的電壓表,滿刻度絕對(duì) 誤差最大為 0.075V,最小分格為 0.1V,指針偏轉(zhuǎn)不夠一個(gè)分格的部分 用 1/10格估讀法,讀數(shù)為兩位小數(shù)。 如圖,電壓表讀數(shù)為 2.38V. 0 1 2 V 3 量程為 15V的電壓表,滿刻度絕對(duì) 誤差最大為 0.375V,最小分格為 0.5V,指針偏轉(zhuǎn)不夠一個(gè)分格的部分 用 1/5格估讀法,讀數(shù)為一位小數(shù)。如 圖,電壓表讀數(shù)為 11.7V. 0 5 10 V 15 ( 1)電路應(yīng)采用 電流表外接 法( 為什么? ) ( 2)滑線變阻器應(yīng)采用 分壓式接法 。 描繪小電珠的伏安特性曲線 ( 3 ) 采 22、用 “ 4V、 0.7 A”小燈泡較好,在 0 3V內(nèi)已能反映出非線形特性(如圖)。因此, 電壓表用 3V量程,電流表用 0.6A量程。測(cè)量范 圍不要超過(guò) 3V和 0.6A。否則,要選用 15V、 3A, 將會(huì)帶來(lái)較大的讀數(shù)誤差。 ( 4)應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的阻值由小向大 (A---B) 逐漸改變 ,在電壓表 0 3V范圍內(nèi)讀取并記錄下 12組左右不同的電壓值 U和電流值 I。在坐標(biāo)紙 上以 U為橫軸,以 I為縱軸,畫出 U--I曲線,分 析曲線變化的規(guī)律 . 曲線不為直線的原因是 例 3( 04上海)、小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變 大 .某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象,用實(shí)驗(yàn) 23、得到如下數(shù)據(jù)( I和 U分別表示小燈泡上的電流和電壓): I/A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 ( 1)在左下框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 . 可用的器材有:電壓表、 電流表、滑線變阻器(變化范圍 0 10電源、小燈泡、電 鍵、導(dǎo)線若干 . ( 2)在右圖中畫出小煤泡的 U I曲線 . ( 3)如果某一電池的電動(dòng)勢(shì)是 1.5V,內(nèi)阻是 2.0.問(wèn) :將本題 中的燈泡接在該電池兩端 ,小燈泡的實(shí)際功率是多少 ?(簡(jiǎn)要 寫出求解 24、過(guò)程 ;若需作圖 ,可直接畫在第( 2)小題的方格圖 中) 解:( 1)見下圖 ; ( 2)見下圖 ( 3)作出 U=E Ir圖線,可得小燈泡工作電流為 0.35安,工作電壓為 0.80伏,因此小燈泡實(shí)際功率 為 0.28瓦 例 4、使用如圖 1所示的器材 測(cè)定小燈泡在不同電壓下的 電功率,并且作出小燈泡的 電功率與它兩端電壓的平方 的關(guān)系曲線已知小燈泡上 標(biāo)有“ 6V, 3W”字樣,電源 是 3個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)組成的 電池組 ,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是 “ 5 2A”.要求: 把圖 1中實(shí)物連成實(shí)驗(yàn) 電路; 圖 2的 4個(gè)圖象中哪個(gè)可能是正確的?簡(jiǎn)單說(shuō)明理 由 解:變阻器通常用 25、來(lái)控制電路中的電流或電壓, 可以有限流與分壓兩種接法,根據(jù)題意,燈 泡電阻約為 R= 62 /3= 12 ,若采用限流, 即使變阻器阻值用到最大,燈泡電壓最小值 可達(dá) 4V左右,其電壓調(diào)節(jié),范圍約在 4V 6V間,顯然不宜選取合理數(shù)據(jù)范圍作電功率 與兩端電壓平方關(guān)系圖線而采用分壓接法 則燈泡兩端電壓變化范圍為 0V 6V間,便于 選取數(shù)據(jù)作相應(yīng)圖線,至于電壓表與電流表 采用內(nèi)接、外接,題目未給表的內(nèi)阻,但實(shí) 驗(yàn)學(xué)生用表在電阻為 10左右時(shí),內(nèi)、外接 表誤差差別不大,本題不作要求,連線時(shí)應(yīng) 注意量程選擇與表“”、“一”接線柱接 法,接線如圖 3 例 4的實(shí)物連線圖 圖 2中所繪圖線,由 橫 26、、縱坐標(biāo)可知為 P U2圖線,小燈泡在點(diǎn)亮 時(shí)燈絲溫度可高達(dá)上千 攝氏度隨電壓升高, 燈絲溫度升高,相應(yīng)電 阻率增大,電阻增大, 與相應(yīng)電阻不變時(shí)的功 率相比要減少,或者說(shuō) 由 P =U2/R可 知,該 圖線斜率為 1/R ,隨 P增大, R增大,斜率減小,因此 D圖可能正確,而 B圖對(duì)應(yīng)斜率不變、即 R不變的情況, 與本題實(shí)際不符。 測(cè)電阻率 b a 圖 4 1 5 2 0 5 1 0 0 2 0 2 5 3 0 1 5 1 0 U R I 原 理 L R S 1 0 40 45 0 5 圖 1 b a c 保護(hù)電阻 圖 2 A 電壓表 0 27、3V 內(nèi)電阻約 30K B 電流表 0 0.6A 內(nèi)電阻約 0.5K C 電池組:電動(dòng)勢(shì) 3V 內(nèi)電阻很小 D 保護(hù)電阻 R0 E 電鍵 F 螺旋測(cè)微器 ( 1) 用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑 , 其刻度位置如 圖 1所示 , 讀數(shù)為 ________mm。 ( 2) 試將圖 2中提供的器材連成實(shí)驗(yàn)電路 , 要求: 避免由于電流的熱效應(yīng)而使電阻絲的電阻率隨電流的變 化而發(fā)生變化能進(jìn)行多次測(cè)量 根據(jù)圖 3所示的數(shù)據(jù)點(diǎn)描繪出圖線 。 根據(jù)描繪出的圖線結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出該電阻絲的 電阻率 _______.m(保留兩位有效數(shù)字 ) 有一根固定在直尺上的均勻 28、電阻絲 ( 總阻值小于 5) , 兩端各有一個(gè)固定的接線 柱 a和 b, 直尺的之間有一個(gè)可沿直尺滑動(dòng)的觸頭 c, c的上端為接線柱 , 觸頭 c與電阻絲 通常不接觸 , 當(dāng)用手按下時(shí) , 才與電阻絲接觸 , 且可在直尺上讀出觸點(diǎn)的位置 , 現(xiàn)給 你如下器材 , 要求測(cè)量該電阻絲的電阻率 G 連接用導(dǎo)線若干 ( 3) 通過(guò)改變滑動(dòng)觸頭 c的位置 , 分別測(cè)量出了五組 與長(zhǎng)度 L對(duì)應(yīng)的電壓 U的數(shù)據(jù) ( 電流表示數(shù)保持在 0.5A不變 ) , 并已描在坐標(biāo)紙上 , 如圖 3 所示 4、 0.5 1.0 1.5 2.0 圖 3 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 29、 0 0.6 0.8 0.7 U/V L/m 例 有一根固定在直尺上的均勻電阻絲 ( 總 阻值小于 5) , 兩端各有一個(gè)固定的接線 柱 a和 b, 直尺的之間有一個(gè)可沿直尺滑動(dòng) 的觸頭 c, c的上端為接線柱 , 觸頭 c與電阻 絲通常不接觸 , 當(dāng)用手按下時(shí) , 才與電阻 絲接觸 , 且可在直尺上讀出觸點(diǎn)的位置 , 現(xiàn)給你如下器材 , 要求測(cè)量該電阻絲的電 阻率 b a c 保護(hù)電阻 圖 2 1 0 40 45 0 5 圖 1 A電壓表 0 3V 內(nèi)電阻約 30K B電流表 0 0.6A 內(nèi)電阻約 0.5K C電池組:電動(dòng)勢(shì) 3V 內(nèi) 30、電阻很小 D保護(hù)電阻 R0 E電鍵 F螺旋測(cè)微器 ( 1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑,其刻度位置如 圖 1所示,讀數(shù)為 ________mm。 ( 2) 試將圖 2中提供的器材連成實(shí)驗(yàn)電路,要求: 避免由于電流的熱效應(yīng)而使電阻絲的電阻率隨電流的變 化而發(fā)生變化能進(jìn)行多次測(cè)量 根據(jù)圖 3所示的數(shù)據(jù)點(diǎn)描繪出圖線。 根據(jù)描繪出的圖線結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出該電阻絲的 電阻率 _______.m(保留兩位有效數(shù)字 ) ( 3) 通過(guò)改變滑動(dòng)觸頭 c的位置 , 分別測(cè)量出了五組 與長(zhǎng)度 L對(duì)應(yīng)的電壓 U的數(shù)據(jù) ( 電流表示數(shù)保持在 0.5A不變 31、) , 并已描在 坐標(biāo)紙上 , 如圖 3所示 L/m U/V G 連接用導(dǎo)線若干 1 0 40 45 0 5 圖 1 分析: ( 1) 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是: 讀數(shù)固定刻度數(shù) ( 包括半毫米刻度 ) 可動(dòng)刻度數(shù) 精度 由圖 1可得 , 電阻絲的直徑 d 1.980mm (2)由電阻定律 可得 , 測(cè)量電阻絲的電阻率 的原理式子為 為了避免由于電流的熱效應(yīng)而使電阻絲的電阻率隨電流的變化而變化 , 本實(shí) 驗(yàn)中采用了控制度量法 , 即 保持電流 I不變 , 這樣實(shí)驗(yàn)中只需改變滑動(dòng)觸頭的位 置 , 測(cè)量多組 U、 L值 , 利用 U-L圖像 32、就可以計(jì)算電阻率 。 I UR S LR == 及 IL Ud IL SU 4= 2 b a c 保護(hù)電阻 圖 4 滿足實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)電路實(shí)物接線圖如圖 4所示 。 15 20 5 10 0 20 25 30 15 10 ( 3)由實(shí)驗(yàn)原理可知 , 由此,理論上 U-L圖線應(yīng)該是一條 過(guò)原點(diǎn)的直線,但是由于實(shí)驗(yàn)的偶然誤差,描出的點(diǎn)并不在一條直 線上,在描圖線時(shí),應(yīng)通過(guò)盡可能多的點(diǎn)畫一條直線, L U 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.6 0.8 0.7 0.5 1.0 1.5 2.0 U/V L/m 圖 5 并使不在直線上的各點(diǎn)分布在 直線兩側(cè)的 33、點(diǎn)的數(shù)目大致相同 。 這樣 , 才能使各次實(shí)驗(yàn)的偶然 誤差得到部分的抵消 , 提高實(shí) 驗(yàn)的精確度 , 描繪的圖線如圖 5 所示 在圖線上選一點(diǎn) , 如 ( 0.5m,1.0v) , 求出 的值 , 然后根據(jù)原理式計(jì)算電阻率 。 L U 2 3 2 5 3 1 4 1 9 8 0 1 0 1 0 4 4 0 5 0 0 5 1 . 2 1 0 m . ( . ) . .. dU IL 07年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè) 11.3 11.( 3)測(cè)定金屬絲的電阻(阻值 3 5)時(shí),給 定的實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物如下圖所示,要求通過(guò)金屬絲 的電流可以在 0 0.6A 34、之間變化。請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵?實(shí)驗(yàn)電路圖,并在圖中用實(shí)線代替導(dǎo)線連接成符合 實(shí)驗(yàn)要求的電路圖。 解 : 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖示 , 例 7:電橋法測(cè)電阻。利用給出的電路圖和器材( G為靈敏電流表, R0為阻值均勻的電阻絲, R為已知阻值的定值電阻, Rx為被測(cè)電 阻)。要求利用這些器材測(cè)未知電阻 Rx。實(shí)驗(yàn)中還需要什么測(cè) 量?jī)x器?將實(shí)物連成電路圖。寫出測(cè)量 Rx的實(shí)驗(yàn)步驟,并寫 出利用測(cè)量數(shù)據(jù)表示 Rx的表達(dá)式。 G Rx R0 R L1 L2 RX R R0 P 解:還需要米尺(測(cè)量左右兩部分電阻絲的長(zhǎng)度 L1、 L2)。 按圖接好電路后,移動(dòng)滑動(dòng)觸頭 P,使電流表指針指在中央零 刻度處 35、。用刻度尺測(cè)量 P點(diǎn)兩邊電阻絲的長(zhǎng)度 L1、 L2;由 RX R=L1 L2 二替代法測(cè)量電阻 利用伏安法測(cè)電阻,無(wú)論電流表內(nèi)接還是電流 表外接都會(huì)對(duì)測(cè)量造成誤差,而利用比較法測(cè)電阻 可避免這些誤差實(shí)驗(yàn)時(shí)先連入某待測(cè)電阻,記下 電路中電表的讀數(shù),然后把待測(cè)電阻換成電阻箱, 調(diào)整電阻箱,使電路中電表的讀數(shù)與原來(lái)一樣,這 樣的電阻箱便是待測(cè)電阻的阻值 1.原理 2.電路 R0 RX A S1 S2 a b + R0 V S1 RX S2 a b P + 用電阻箱和電流表測(cè)量 用電阻箱和電壓表測(cè)量 替代 比 較 法測(cè) 電阻 替代法測(cè)量電阻 Rx R A 比較法測(cè) 36、量電阻 I1 A R Rx A R Rx I2 I2R =I1 Rx Rx = I2R /I1 ( 不計(jì)電源內(nèi)阻) 例 1為了測(cè)量電流表 A1的內(nèi)阻,采用圖示的電路,其中電流表 A1的量程是 0 300A、內(nèi)阻約為 100(待測(cè)); A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表,量程 0--200A; R1 為電阻箱,阻值范圍 0 999.9; 為電池,電動(dòng)勢(shì) 3V、內(nèi)阻不計(jì); S1為開關(guān), S2為單刀雙擲開關(guān)。按電路圖接好電路后,將可變電阻器 R2和電阻箱 R1適當(dāng)調(diào) 節(jié)后,將單刀雙擲開關(guān) S2扳到接點(diǎn) 1處,接通開關(guān) S1,調(diào)節(jié)可變電阻 R2,使兩 電表的讀數(shù)都是 150A;然后將開關(guān) S2扳到接點(diǎn) 37、 2,調(diào)節(jié)電阻箱 R1使標(biāo)準(zhǔn)電流 表的讀數(shù)仍是 150A,若此時(shí)電阻箱各旋鈕位置如圖,則: ( 1)電流表 A1的內(nèi)阻 Rg=_________ . ( 2)為了保證兩電流表的安全使用,限流電阻 R3 的阻值應(yīng)選 A.100 B.150 C.10K D.15K ( ) ( 3)可變電阻器 R2 應(yīng)選: A.2K B.5K C.200 D.500 ( ) 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 38、 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 0.1 10 1 1000 10000 100 R1 1 2 S1 R3 R2 Rg S 2 A1 A2 解替代法測(cè)電阻 當(dāng) R2=0時(shí) ,要保證兩個(gè)電流表都不超過(guò)量程 R3=E/Imin =3 / 0.2mA = 15k 選 D R2+R3=E/I =3 / 0.15mA = 20 k R2=5 k 選 B Rg=92.8 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 39、6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 0.1 10 1 1000 10000 100 R1 1 2 S1 R3 R2 Rg S 2 A1 A2 專題訓(xùn)練 為了測(cè)定電流表 A1的內(nèi)阻,采用如圖 1所 示的電路。其中: A1是待測(cè)電流表,量程為 300A 內(nèi)阻約 為 100 ; A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表,量程是 200A ; R1是電阻箱,阻值范圍 0999.9 ; R2是滑動(dòng)變阻器; R3是保護(hù)電阻 E是電池組,電動(dòng)勢(shì)為 4V,內(nèi)阻不計(jì); S1是單刀單擲開關(guān), S2是單刀雙擲開關(guān)。 ( 1)根據(jù)電路圖 1,請(qǐng)?jiān)趫D 40、 2中畫出連線,將器材連接 成實(shí)驗(yàn)電路 . 專題訓(xùn)練 ( 2)連接好電路 ,將開關(guān) S2扳到接點(diǎn) a處 ,接通開關(guān) S1,調(diào)整滑 動(dòng)變阻器 R2使電流表 A2的讀數(shù)是 150A;然后將開關(guān) S2扳到 接點(diǎn) b處 ,保持 R2不變 ,調(diào)節(jié)電阻箱 R1,使 A2的讀數(shù)仍為 150A. 若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖 3所示 ,電阻箱 R1的阻值是 ,則待測(cè)電流表 A1的內(nèi)阻 R3= . 86.3 86.3 專題訓(xùn)練 ( 3)上述實(shí)驗(yàn)中,無(wú)論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器 R2的滑動(dòng) 端位置,都要保證兩塊電流表的安全。在下面提供的四個(gè) 電阻中,保護(hù)電阻 R3應(yīng)選用: ( 41、填寫阻值相 應(yīng)的字母)。 A 200K B 20K C 15K D 20 ( 4)下面提供最大阻值不同的四個(gè)滑動(dòng)變阻器供選用。 即要滿足上述實(shí)驗(yàn)要求,又要調(diào)整方便,滑動(dòng)變阻器 (填寫阻值相應(yīng)的字母)。 A 1k B 5k C 10k D 25k B C 用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻 Rx 的阻值 ( 900 1000) : 電源 E, 具有一定內(nèi)阻 , 電動(dòng)勢(shì)約為 9.0V; 電壓表 V1, 量程為 1.5V, 內(nèi)阻 r1 750; 電壓表 V2, 量程為 5V, 內(nèi)阻 r2 2500; 滑線變阻器 R, 最大阻值約為 100; 單刀單擲開關(guān) K, 導(dǎo)線若干 。 42、 ( 1) 測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的 1/3, 試畫出測(cè)量電阻 Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖 ( 原理圖中 的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注 ) 。 ( 2) 根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫 出連線 。 ( 3) 若電壓表 V1的讀數(shù)用 U1表示 , 電壓表 V2的讀數(shù) 用 U2表示 , 則由已知量和測(cè)得量 表示 Rx的公式為 Rx _________________。 - + V1 V2 解 1: 只有兩個(gè)電壓表 ,只能用比較法 ,電路圖如圖示 : v2 v1 Rx 測(cè)出兩個(gè)電壓表的示數(shù) U1、 U2, R并 /r2=U1/U2 21 2 1x1x /UU r 43、)r(RrR 2112 211 x rUrU rrUR 解 2: 也可將 V1、 V2 都看作電流表 ,由并聯(lián)電路特點(diǎn)得 : I2=I1+Ix 即 U2 / r2= U1 / r1 + U1 / Rx Rx= U1r1r2 (U2r1 - U1 r2 ) 注意 :要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的 1/3, 只能用分壓器接法 , V2的量程大于 V1, V2應(yīng)在干路中 . 題目 上頁(yè) 解 3:仍用比較法,電路圖如圖示: 測(cè)出兩個(gè)電壓表的示數(shù) U1、 U2, v2 v1 Rx x 1 1 12 Rr UUU 1 112 x U )rU-(UR 解 4:將 V1、 V 44、2 分別看作電流表和電壓表 ,由伏安法得 r1+Rx=U2/I1 = r1 U2/U1 Rx=(U2 - U1 )r1 /U1 注意 :要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的 1/3, 只能用分壓器接法 , V2的量程大于 V1, V1應(yīng)在與 Rx串聯(lián) . 題目 上頁(yè) 15.為了測(cè)量一個(gè)阻值較大的未知電阻 , 某同學(xué)使用 了干電池 ( 1.5V) , 毫安表 ( 1mA) , 電阻箱 ( 0- 9999) , 電鍵 , 導(dǎo)線等器材 。 該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電 路如圖 ( a) 所示 , 實(shí)驗(yàn)時(shí) , 將電阻箱阻值置于最大 , 斷開 K2, 閉合 K1, 減小電阻箱的阻值 , 使電流表的示 數(shù)為 45、I1 1.00mA, 記錄電流強(qiáng)度值;然后保持電阻箱 阻值不變 , 斷開 K1, 閉合 K2, 此時(shí)電流表示數(shù)為 I2 0.80mA, 記錄電 流強(qiáng)度值 。 由此可得被測(cè)電 阻的阻值為 ________。 mA K1 K2Rx (a) 解: A1051 31 rRR .I A A108051 32 .RrRR .I xA 解得 Rx =375 375 經(jīng)分析,該同學(xué)認(rèn)為上述方案中電源電動(dòng)勢(shì)的值可能 與標(biāo)稱值不一致,因此會(huì)造成誤差。為避免電源對(duì)實(shí) 驗(yàn)結(jié)果的影響,又設(shè)計(jì)了如圖( b)所示的實(shí)驗(yàn)電路, 實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下: 斷開 K1,閉合 K2,此時(shí)電流表指針處于某一位 46、置,記 錄相應(yīng)的電流值,其大小為 I;斷開 K2,閉合 K1,調(diào) 節(jié)電阻箱的阻值,使電流 表的示數(shù)為 ____________, 記錄此時(shí)電阻箱的阻值, 其大小為 R0。由此可測(cè)出 Rx ___________。 mA K1 K2 Rx (b) 點(diǎn)撥: 這是替代法測(cè)電阻 I R0 三半偏法測(cè)量電流表的內(nèi)阻 1.原理 半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻的原理是歐姆定律和并聯(lián) 電路的電流分配關(guān)系,因電流表可以讀出自身的電 流,故在其電流減半時(shí),必有另一支路分掉另一半 的電流,在總電流近似不變的條件下,該支路的電 阻(電阻箱讀出)等于電流表的電阻 2.電路 3.步驟 1.先閉合 S1 , 47、調(diào)節(jié) R1使電流表指針 滿偏 . 2.再閉合 S2,保持電阻 R1不變 ,調(diào)節(jié) R2使電流表指針 半偏 ,記下 R2的值 . 3.若 R1 100R2 ,有 Rg=R2 S1 S2 R1 R2 G 4.誤差分析 在用半偏法測(cè)電流表的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)閉合開 關(guān) S2時(shí),調(diào)節(jié) R2使電流表半偏,即通過(guò)電流表的電流 為 Ig/2,此時(shí)干路總電流因回路中總電阻變小而變大, 即比 Ig稍大,這樣通過(guò) R2的電流將大于 Ig/2,因此電 流表內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值 5.半偏法測(cè)電壓表的內(nèi)阻 R測(cè) R真 1.把電阻箱 R0的阻值調(diào)到 0,把滑動(dòng) 變阻器的觸頭 P滑到 a端 3. 48、保持滑動(dòng)變阻器觸頭位置 不變 ,調(diào) 節(jié) R0使電壓表指針 半偏 ,記下 R0的值 . 4.若 R< 49、 , 調(diào)節(jié) R2使電流表指針 半偏 ,記 下 R2的值 ,則 Rg=R2. 3.保持滑動(dòng)變阻器 觸頭位置 不變 ,調(diào)節(jié) R0使電壓表指針 半偏,記下 R0的值 ,則 RV=R0. S1 S2 R1 R2 G V R a b S R0 P rRR EII g g 1 g g g I r RR RR R E I 2 2 1 gRR 2 VPa VPa RR RRR 1 1 0 0 2 )( R RRR RRRR VPa VPa 原 理 Pa間的總電壓基本不變 并聯(lián)分流 干路中的電流基本不變 串聯(lián)分壓 2RR g 0RR V 誤差 分析 50、 并聯(lián)分流 滿偏時(shí) Pa 之間電阻 半偏時(shí) Pa之間電阻 串聯(lián) 分壓 PaPa UU VRR 0 S1 S2 R1 R2 G V R a b S R0 P 誤 差 分 析 拓 展 G 串R gI gR G 并R gI gR g gg II RI R 并 并RIIRI ggg )( )串RRIU gg ( g g RIUR 串 Rg測(cè)量 值小于 真實(shí)值 R 串 大于標(biāo)準(zhǔn)值 R并 小于標(biāo)準(zhǔn)值 改裝成電壓表讀數(shù)小于真實(shí)值 改裝成電流表讀數(shù)小于真實(shí)值 改進(jìn):在 R串 上并聯(lián)一個(gè)大電阻 改進(jìn):在 R并 上串聯(lián)一個(gè)小電阻 RV大于標(biāo)準(zhǔn)值 RA 51、小于標(biāo)準(zhǔn)值 通過(guò)表頭的電流偏小 把電流表改裝成伏特表 把電流表改裝成安培表 儀器 選擇 V R a b S R0 P R1 Rg,滑動(dòng)變阻 器和電阻箱均可 R RV ,必須用滑動(dòng)變 阻器構(gòu)成分壓電路 R2略大于 Rg,必須用 電阻箱 R0略大于 RV,必須用電 阻箱 S1 S2 R1 R2 G 電動(dòng)勢(shì) E越大, 調(diào)滿偏時(shí) R1連 入電路中的電阻越大,實(shí)驗(yàn)條 件滿足的越好,誤差越小 電動(dòng)勢(shì) E越大, 調(diào)滿偏時(shí)滑動(dòng)變 阻器 Pa之間的電阻越小,實(shí)驗(yàn) 條件滿足的越好,誤差越小 上述操作步驟中 , 必要的操作步驟按合理順序排列應(yīng)為 。 52、 若在步驟 中 , 讀出 R0的值為 2400 , 則電 壓表的內(nèi)阻 RV = 。 用這種方法測(cè)出的內(nèi)阻 RV與其真實(shí) 值相比偏 。 E. 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值 , 使電壓表的示數(shù)為 3.0V 例 2 為了測(cè)量一個(gè)量程為 3.0V的電壓表的內(nèi)阻 , 可以采用圖所 示的電路 , 在測(cè)量時(shí) , 可供選擇的步驟如下: A.閉合開關(guān) S B.將電阻箱 R0的阻值調(diào)到最大 F.斷開開關(guān) S C.將電阻箱 R0的阻值調(diào)到零 H.將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)到 a端 G.將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)到 b端 D.調(diào)節(jié)電阻箱 R0的阻值 , 使電壓表示數(shù)為 1.5V, 讀出此時(shí)電 阻箱 R0的阻 53、值 , 2400 大 V R a b S R0 P 測(cè)定電源的 電 動(dòng) 勢(shì) 和 內(nèi) 阻 測(cè)定電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻電路 v A U 1=E-I1r U2=E-I2r A E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r) v E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2 用電流表和電壓表測(cè) E、 r 實(shí)驗(yàn)電路如右 。 根據(jù)閉合電路歐姆定律: E=U+Ir, 本實(shí)驗(yàn) 電路中電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的 , 而電流表的示數(shù)比通過(guò)電源的實(shí) 際電流小 , 所以本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的 。 為 了減小這個(gè)系統(tǒng)誤差 , 滑動(dòng)變阻器 R的阻值應(yīng)該小一些 , 所 54、選用 的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些 。 R V A S 為了減小偶然誤差 ,要多做幾次實(shí)驗(yàn) ,多取幾組數(shù)據(jù) ,然后利用 U- I 圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) .將點(diǎn)描好后 ,用直尺畫一條直線 ,使盡可能多的 點(diǎn)落在這條直線上 ,而且在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等 .這條直線代表 的 U-I關(guān)系的偶然誤差比每一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偶然誤差都小 . I/A U/V 0 0.2 0.4 0.6 3.0 2.0 1.0 這條直線在 U軸上的截距就是被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì) E (對(duì)應(yīng)的 I=0) , 斜率的絕對(duì)值就是被測(cè)電源的內(nèi)阻 r。 特別要注意:有時(shí)縱坐標(biāo)的 起始點(diǎn)不是 0,求內(nèi)阻的一般 式應(yīng)該是 r=|U/I 55、 |。 伏安法測(cè) E、 r實(shí)驗(yàn)中測(cè)量值和真實(shí)值的比較 1: V A 1.安培表內(nèi)接在并聯(lián)電路之內(nèi)的電路 : 解:作 U=E-Ir 圖線如圖實(shí)線示: U I E測(cè) U IA 式中的 U是路端電壓 , I 應(yīng)是通過(guò)電源的電流, I實(shí) = IA + IV = (IA +U/RV) 可見 U越大,差值 (I實(shí) - IA )就越大, U=0時(shí),差值 (I實(shí) - IA )也為 0, 實(shí)際的 U-I圖線如圖虛線示:斜率增大 E真 I實(shí) E測(cè) < E真 r測(cè) r真 該電路適用于滑動(dòng)變阻器阻值很大 (電源內(nèi)阻很大 )的情況 . 13.利用如圖 a 56、所示的電路圖測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電 阻 , 器材如圖 b所示 , 請(qǐng)用實(shí)線代表導(dǎo)線 , 將圖 b中 器材連成實(shí)驗(yàn)用電路 。 A V R 圖 a E r S 圖 b 解:實(shí)驗(yàn)用電路如圖示 實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)測(cè)量得出的數(shù)據(jù)如下表,請(qǐng)?jiān)趫D c的方格紙上 畫出 U I圖線。利用圖線 可求出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電 阻分別 為 、 。 1 2 3 4 5 6 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 畫出 U I圖線如圖示: E=1.46V r=0.72 0.10 0.30 0.70 0. 57、50 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 圖 c U/V I/A 14、如圖甲所示為一黑箱裝置,盒內(nèi)有電源、電阻等 元件, a、 b為黑箱的兩個(gè)輸出端。 (1)為了探測(cè)黑箱,小明進(jìn)行了以下幾步測(cè)量: 用多用電表的電阻擋測(cè)量 a、 b間的電阻; 用多用電表的電壓擋測(cè)量 a、 b間的輸出電壓; 用多用電表的電流擋測(cè)量 a、 b間的輸出電流 你認(rèn)為以上測(cè)量中不妥的有: (填序號(hào) ), 理由是: . a b 甲 、 中不能用電阻擋直接測(cè)含源電路的電阻, 58、 中可能會(huì)造成短路。 (2)含有電源的黑箱相當(dāng)于一個(gè)等效電源 (a、 b是電源 的兩極 ),小明想測(cè)定這個(gè)等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻, 設(shè)計(jì)了如圖乙所示的測(cè)量電路,此電路同時(shí)能測(cè)出 電阻 R0的阻值。小明將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到不 同位置時(shí),記錄了三個(gè)電表的一系列示數(shù)記錄在 下面兩個(gè)表格中。 表格一 電壓表示數(shù) /V 1.21 0.90 0.60 0.29 0 電流表示數(shù) /A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 表格二 電壓表示數(shù) /V 1.40 1.31 1.22 1.08 1.00 電流表示數(shù) /A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 在圖丙的坐標(biāo)紙 59、中分別作出 R0的 U-I 圖象和電源 的 U-I 圖象。 根據(jù)作出的圖象可以求出定值電阻 R0=______, 電源電動(dòng)勢(shì) E=_______V,內(nèi)電阻 r=_______ 若實(shí)驗(yàn)中的所有操作和數(shù)據(jù)處理無(wú)錯(cuò)誤,實(shí)驗(yàn)中 測(cè)得的定值電阻 R0值 _____實(shí)際值;測(cè)得的電源電動(dòng) 勢(shì) E的值 _____實(shí)際值,內(nèi)阻 r的測(cè)量值 _____實(shí)際值 (橫線上選填“大于、等于、小于”) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 I/A U/V 丙 S A V2 E r R R0 a b V1 乙 解見下頁(yè) 2.0 1.50 1.0 大于 小于 小于 題目 解: 0 0.1 60、0 0.20 0.30 0.40 0.50 I/A U/V 0.50 1.00 1.50 0.25 0.75 1.25 表格一應(yīng)是電壓表 V2的讀數(shù), 表格二應(yīng)是電壓表 V1的讀數(shù),即路端電壓。 兩表讀數(shù)之差 U1-U2是電阻 R0兩端的電壓 電流表示數(shù) /A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 V1表的讀數(shù) /V 1.40 1.31 1.22 1.08 1.00 V2表的讀數(shù) /V 1.21 0.90 0.60 0.29 0 R0兩端的電壓 0.19 0.41 0.62 0.79 1.00 電源的 U-I 圖象和電阻 R0的 U-I 圖象如圖示 電源 R0 題目 第 61、2頁(yè) 王紅同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室做“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí) 驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)桌上還有一個(gè)定值電阻 R0。他設(shè)計(jì)了 如圖所示的電路來(lái)測(cè)量 R0的阻值,實(shí)驗(yàn)時(shí)用 U1、 U2、 I分別表示電表 V1、 V2、 A的讀數(shù),并將滑動(dòng)變阻器 的滑片 P移動(dòng)到不同位置時(shí),記錄了 U1、 U2、 I 的一 系列值。 ( 1)他在同一坐標(biāo)紙上分別作 出 U1 I、 U2 I圖線,則所作的 直線斜率較大的是 . U2 I A V1 R0 R E S r P V2 解: U1 I圖線的斜率等于電源內(nèi)阻 r , U2 I圖線的斜率等于電源內(nèi)阻 r與電阻 R0之和, ( 2)定值電阻 R0的計(jì)算表達(dá) 62、式是: R0= (用 測(cè)得的物理量表示 ), 若實(shí)驗(yàn)中的所有操作和數(shù)據(jù)處理 無(wú)錯(cuò)誤,實(shí)驗(yàn)中測(cè)得 R0值 (填“大于”、“等 于”或“小于”)實(shí)際值。 ( 3)張超同學(xué)說(shuō):“在王紅同學(xué)所用的實(shí)驗(yàn)器材中, 如果知道電流表的內(nèi)阻 rA,就能少用一個(gè)電壓表測(cè)出 電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻以及 R0的值。請(qǐng)你在虛線框中畫出張超 同學(xué)設(shè)想的電路圖,并寫出 簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)步驟和 E、 r、 R0三 個(gè)物理量的計(jì)算式。 I UU 21 大于 ( 3)解: 電路圖如圖示: A V R0 R E S r rA P 實(shí)驗(yàn)步驟: 按電路圖連接好電路; 閉合開關(guān) S,移動(dòng)滑片 P使滑動(dòng)變 63、阻器短路,測(cè) 得兩電表讀數(shù)為 U1、 I1; 移動(dòng)滑片 P使滑動(dòng)變阻器不短路,測(cè)得兩電表讀 數(shù)為 U2、 I2; 整理器材,數(shù)據(jù)處理。 由閉合電路歐姆定律 E=U1+I1r, E=U2+I2r 由部分電路歐姆定律 U1=I1(R0+rA), 解得計(jì)算公式為: 21 2112 II IUIUE 21 12 II UUr A 1 11 0 I rIUR A 題目 一表面結(jié)構(gòu) 四多用電表測(cè)內(nèi)阻 表盤 分清三條刻度線所 測(cè)量的物理量 最下面的一條刻度線分布不 均勻(開始階段較密集), 是用來(lái)測(cè)交流電壓的 最上面的刻度線右端標(biāo)有 “ 0”,從右向左,刻度線依 次變密,是 64、用來(lái)測(cè)電阻的; 中間的刻度線共 50個(gè)小格, 分布均勻,是用于測(cè)電流 和直流電壓的; 2選擇開關(guān) 多用電表的下半部分為選 擇開關(guān),周圍標(biāo)有測(cè)量功 能的區(qū)域和量程將多用 電表的選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到電流 (壓)檔,多用電表相當(dāng) 于一個(gè)電流(壓)表,其 使用方法和讀數(shù)與電流 (壓)表相同當(dāng)選擇開 關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻檔,就可以 測(cè)電阻了電流(壓)檔 上標(biāo)示為量程,歐姆檔上 標(biāo)示為倍率 二測(cè)量電路 R1 G R2 1mA 10mA 1 2 R1 G R2 6 R3 R4 5 2.5V 10V R1 G R2 4 3 R R 1 10 電流檔電路 65、 歐姆檔電路 電壓檔電路 1.使用電流檔和電壓檔時(shí),都不用內(nèi)電源,必須要 有外電源;使用歐姆檔時(shí),只能使用內(nèi)電源,不能 再有外電源 2.不管使用電流檔、電壓檔還是歐姆檔時(shí),電流都 從多用電表的紅表筆流入多用電表,從黑表筆流出 多用電表標(biāo)以保證電流表能從左向右偏轉(zhuǎn)注意: 使用歐姆檔時(shí),紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極,黑表筆 接內(nèi)部電源的正極 3.多用電表的歐姆檔刻度不均勻,只有中央部分便 于觀察,所以使用歐姆檔,要盡量使指針偏轉(zhuǎn)到中 央附近;而電流檔和電壓檔則是越接近滿偏時(shí)誤差 越小,所以使用電流檔和電壓檔,要盡量使指針的 偏轉(zhuǎn)角度大一些 三歐姆檔的測(cè)量原理 根據(jù)閉合回路的歐姆定律測(cè)量 R 66、、 Rg和 r均為定值電阻 電流 I與待測(cè)電阻 Rx之間存在著一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系,因此 可以通過(guò)電流的測(cè)量達(dá)到測(cè)量電阻的目的在刻度盤直接 標(biāo)出與電流 I對(duì)應(yīng)的電阻 Rx值,可以從刻度盤上直接讀出被 測(cè)量電阻的阻值由于 I和 Rx是非線性關(guān)系,所以刻度不均 勻,由于是減函數(shù),所以刻度方向與電流檔相反 )( )( xgx Rf rRRR EI .歐姆調(diào)零 .當(dāng)兩表筆接觸時(shí), Rx=0,此時(shí)電流調(diào) 到滿偏值 ,對(duì)應(yīng)電阻值為零 ,刻度 0 .機(jī)械調(diào)零 當(dāng)兩表筆間不接電阻時(shí)(即不接觸), 指針不偏,電阻無(wú)限大,刻度無(wú)限大 歐姆表的刻度 R E rRR EI g g )( 3.中值電阻等于歐姆檔的內(nèi)阻 RR EI x g 2 因此歐姆檔的不同倍率內(nèi)阻不同 四歐姆檔的測(cè)量步驟 1機(jī)械調(diào)零檢查多用電表的指針是否停在表盤零刻度線,若不指零, 可用小螺絲刀旋動(dòng)定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處 2選擇合適擋:由于歐姆表的中值電阻是幾十歐姆,而用歐姆檔測(cè)電 阻時(shí)指針指到中央附近讀數(shù)比較準(zhǔn)確,因此所選倍率比待測(cè)電阻的估計(jì) 值小一個(gè)數(shù)量級(jí) 3歐姆調(diào)零:將紅、黑表筆短接,調(diào)整調(diào)零
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