高考物理电学实验复习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2013,届高考物理一轮复习,-,物理电学实验专题复习,常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的,G,_,+,一、电流表的构造和工作原理,1,、构造：永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成,I,U,g,G,I,g,R,g,2,、电路图：,大约零点几伏,约几十微安到几毫安。,（,1,）,满偏电流,:,电流表指针偏转到最大刻度时的电流,Ig,（,2,）,电流表的内阻,:,表头,G,的电阻,Rg,（,3,）,满偏电压,:,电流表,G,通过满偏电流时,加在它两端的电压,Ug,Ug=IgRg,大约几欧到几十欧,二、把灵敏电流计改为电压表,电路图,G,I,g,R,g,U,g,U,R,R,V,Ig,U,R,V,（,2,）电压表的内阻：,Rv=Rg+R,三、把灵敏电流计,G,改为电流表,A,G,I,g,R,g,I,R,R,A,U,I,R,A,电路图,（2）电流表的内阻：R,A,=R,g,R/(R+R,g),量程为,0.6A,的电流表，满刻度绝对误差最大为,0.015A,，最小分格为,0.02A,，指针偏转不够一个分格的部分用半格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为,0.15A.,0,0,.2,0.4,A,0.6,量程为,3A,的电流表，满刻度绝对误差最大为,0.075A,，最小分格为,0.1A,，指针偏转不够一个分格的部分用,1/10,格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为,0.74A.,0,1,2,A,3,量程为,3V,的电压表，满刻度绝对误差最大为,0.075V,，最小分格为,0.1V,，指针偏转不够一个分格的部分用,1/10,格估读法，读数为两位小数。如图，电压表读数为,2.38V.,0,1,2,V,3,量程为,15V,的电压表，满刻度绝对误差最大为,0.375V,，最小分格为,0.5V,，指针偏转不够一个分格的部分用,1/5,格估读法，读数为一位小数。如图，电压表读数为,11.7V.,0,5,10,V,15,如图,7,3,1,甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用,“,”,和,“,0.6,”,两接线柱时，能测量的最大电流是,_A,，对应刻度盘上每一小格代表,_A,，图中表针示数为,_A,；当使用电流表的,“,”,和,“,3,”,两接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表,_A,，图中表针示数为,_A.,图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过,_V,，每小格表示,_V,，图中指针示数,_V,；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示,_V,，图中指针示数,_V.,答案：对图甲：,0.6,0.02,0.34,0.1,1.70,对图乙：,3.0,0.1,2.20,0.5,11.0,1,）、限流式：,2,）、分压式：,A,V,R,X,R,L,A,V,R,L,R,X,四、滑动变阻器的两种接法,优点：电路简单，省电,不足：电压,不能,从零开始,优点：电压,能,从零开始,不足：电路复杂，费电,（,2,）、滑动变阻器电路,R,0,R,V,、限流电路,负载电阻两端的电压变化范围为：,R,0,R,当,RR,0,时，也可用，此电路滑动变阻器消耗的功率较少。,R,0,R,内阻不计，电动势为,A,（,2,）、滑动变阻器电路,R,0,R,、分压式电路,负载电阻两端的电压变化范围为：,R,0,R,常适用于,R,0,时，采用电流表内接法,由于,电压表分流,引起的。,误差产生的原因：,内接法,R,X,V,A,R,X,A,V,外接法,若,时，采用电流表外接法。,比值法,b.,选择方法：,内接法与外接法的选择,a.,条件：已给出,R,的估计阻值,内接法,R,X,V,A,R,X,A,V,外接法,结论：,与,哪个比值大,R,x,就与对应表,“近接”,R,A,R,x,R,V,R,x,若,时，采用电流表内接法。,若,时，采用电流表外接法。,1,、采用电流表内接法的条件：,R,x,R,A,采用电流表外接法的条件：,R,v,R,x,例题解析,电流表内、外接判断方法,用试触法进行判断,当（即,),时用内接法 大,2,、当不满足,R,x,R,A,和,R,v,R,x,关系时,当（即,),时用外接法 小,当时，用内、外接法均可,3,、当,R,x,、,R,A,、,R,v,的阻值未知时,试触法,b.选择方法：将电压表分别接a、b,两点,结论：两次接触，那个表示数变化明显,R,x,就与那个表,“近接”,a.,条件：未给出,R,X,的估计阻值,R,X,V,A,P,a,b,如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足,R,X,R,A,应选用内接法,P,应接在,b,处。,比较项目,电流表内接法,电流表外接法,电路,误差来源,测量结果,适用条件,实验电路,（电流表内外接法）,选择的依据,R,测,U/I,Rx,偏大,R,测,U/I,Rx,偏小,电流表的分压,电压表的分流,请 牢 记,给阻值 看比值,与比值大表,近接,无阻值 看变化,与变化大表,近接,内接和外接的确定,小结,:,A,2,A,1,A,2,A,1,R,x,伏安法测电阻,之,发散思维,2,“安安法”,电流表的创新使用测电压,条件：已知电流表,A,2,的内阻,将,A,2,看成一个电压表使用,1,“伏安法”测电压表的电阻,V,A,电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻,没有系统误差,没有系统误差,此电路能否测量出电流表的内阻？,根据并联分流进行测量,没有系统误差,V,1,v,2,R,x,V,2,v,1,3,“伏伏法”,电压表的创新使用测电流,条件：已知电压表,V,2,的内阻,将,V,2,看成一个电流表使用,没有系统误差,存在系统误差,R,x,V,2,v,1,R,0,V,2,v,1,能否消除？,根据串联分压进行测量,没有系统误差,没有系统误差,【,备考提示,】,在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。,替代,比较,法测电阻,替代法测量电阻,Rx,R,A,比较法测量电阻,I,1,A,R,Rx,A,R,Rx,I,2,I,2,R=I,1,R,x,R,x,=I,2,R/I,1,（,不计电源内阻）,4.,仪器的选择,安全性原则,要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。,精确性原则,尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的,2/3,），,电表达不到满偏的,1/3,是不允许的。,操作性原则：,如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压,(,电流,),比较方便；当其阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压,(,电流,),比较方便,选择的一般步骤,根据实验要求设计合理的实验电路；,找出唯一性的器材；,估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程；,根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器,.,例,1.,用伏安法测量金属导线的电阻,R,，试把图中给出的器材连接成测量,R,的合适的电路。图中安培表的量程为,0.6A,，内阻接近,1,，伏特表的量程为,3V,，内阻为,5K;,电源的电动势为,6V,，变阻器的阻值为,020,。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。,解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：,+,-,R,X,A,V,+,+,例,2,：有一个电阻,R,x,，其阻值大约是,25k,，可供选择的器材是：电流表,A,1,(0-100A,2k),电流表,A,2,(0-500A,300),电压表,V,1,(0-10V,100k,）电压表,V,2,(0-50V,500K,）直流稳压电源,E,（,15V,，,1A,）滑动变阻器,R(1k,1W),电键,K,和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。,解：（,1,）电压表、电流表的选择,由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动变阻器必须用分压器接法。,若电压表选,V,2,（,50V,），因为电源电压,15V,不足其量程的,1/3,，所以电压表应选,V,1,（,10V,）。,+,（,2,）电流表内接法和外接法的选择,实验电路图,E,=15V,25K,1K,R,X,A,2,V,1,因为,R,X,=25K,R,A,=300,，所以采用电流表内接法,由于用分压器接法时，电阻,R,X,中的最大电流为,I,max,=10V/25K=0.4mA=400A,所以电流表选,A,2,（,500 A,）,例,3.,如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：,(1),待测电阻,R,x,（约,100,）,(2),直流毫安表（量程,0,10mA,，内阻,50,）,(3),直流电压表（量程,0,3V,，内阻,5k,）,(4),直流电源（输出电压,4V,，内阻可不计）,(5),滑动变阻器（阻值范围,0,15,，允许最大电流,1A,）,(6),电键一个，导线若干条,根据器材的规格和实验要求，,在本题的实物图上连线,+,R,X,A,V,答：,因毫安表内阻与待测电阻相近，必须“外接”,因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接,成分压电路，,（全题,6,分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占,3,分除电键接错扣,1,分外，其它任何错都不给这,3,分伏安法测电阻的电路占,3,分，其中电流表应外接，即电压表应直接与待测电阻并联这部分接线中有任何错误都不给这,3,分）,R,X,A,V,+,A,1,例4某电压表的内阻在2050k,之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:,待测电压表,V(,量程,3V),电流表,A,1,(,量程,200A),电流表,A,2,(,量程,5mA),电流表,A,3,(,量程,0.6A),滑动变阻器,R(,最大阻,1K),电源,(,电动势,4V),电键,K.,(1),所提供的电流表中,应选用,_(,填写字母代号,).,(2),为了尽量减小误差,要求测多组数据,.,试在方框中画出符合要求的实验电路图,V,A,1,解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于电压表中通过的最大电流为I,max,=3V/20K=150,A，因此电流表应选用A,1,【,例题,2】,（,2006,年全国,、,）,现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材有：待测电压表 （量程,2V,，内阻约,4k,）；电流表 （量程,1.2mA,，内阻约,500,）；直流电源,E,（电动势约,2.4V,，内阻不计）；固定电阻,3,个：,R,1,=4000,，,R,2,=10000,，,R,3,=15000,；电键,S,及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。,试从,3,个固定电阻中选用,1,个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）,电路接通后，若电压表读数为,U,，电流表读数为,I,，则电压表内阻,R,V,=_,。,V,V,A,【命题意图】,本题考查了,电压表内阻的测量，实验中真正的,难点在于如何获得电压表中流过的电流大小,，此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。,R,1,S,E,A,V,从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来,测量电流表,A,1,的内阻,r,1,，,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，,r,1,，则所用的表达式为,r,1,=_,，式中各符号的意义是：,_,。,器材（代号）,规格,电流表,(A,1,),量程,10mA,，内阻,r,1,待测（约,40,）,电流表,(A,2,),量程,500,A,，内阻,r,2,=750,电压表,(V),量程,10V,，内阻,r,3,=10k,电阻,(R,1,),阻值约,100,，作保护电阻用,滑动变阻器,(R,2,),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,根据,并联电路两端电压相等,，,将两电流表并联，如图示：,解：,电流表,I,1m,=10mA,r,1,40,R,1,=100 R,2,=50,若滑动变阻器用限流接法，,I,min,=1.5/190=0.08A=8mA,I,max,=10mA,电流的变化范围很小，应该用,分压器接法。,因为电压表读数很小，,U,m,=0.4V,不能用伏安法量，,调节滑动变阻器的电阻，测出多组两电流表的读数，,由,I,1,r,1,=I,2,r,2,得,r,1,=I,2,r,2,I,1,A,1,A,2,R,1,=100,R,2,=50,评分标准,.,（,1,）如图所示（,5,分。若电阻,R1,与电池串联，不扣分；若,R2,用作限流电阻，正确的同样给分。）（,2,）,I1,表示通过电流表,A1,的电流，,I2,表示通过电流表,A2,的电流，,r2,表示电流表,A2,的内阻。（,3,分，未说明,r2,的不扣分。）,三半偏法测量电流表的内阻,1.,原理,半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻,2.,电路,3.,步骤,1.,先闭合,S,1,，调节,R,1,使电流表指针,满偏,.,2.,再闭合,S,2,，保持电阻,R,1,不变,，调节,R,2,使电流表指针,半偏,，记下,R,2,的值,.,3.,若,R,1,100R,2,，有,Rg=R,2,S,1,S,2,R,1,R,2,G,4.,误差分析,在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开关,S,2,时，调节,R,2,使电流表半偏，即通过电流表的电流为,Ig/2,，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，即比,Ig,稍大，这样通过,R,2,的电流将大于,Ig/2,，因此电流表内阻的测量值小于真实值,5.,半偏法测电压表的内阻,R,测,R,真,1.,把电阻箱,R,0,的阻值调到,0,，把滑动变阻器的触头,P,滑到,a,端,3.,保持滑动变阻器触头位置,不变,，调节,R,0,使电压表指针,半偏,，记下,R,0,的值,.,4.,若,RR,V,，有,Rg=R,0,2.,闭合开关,S,，调节,R,使电压表指针,满偏,.,V,R,a,b,S,R,0,P,半偏法测电压表的内阻,半偏法测电流表的内阻,电路,实验条件,实验步骤,1.,把滑动变阻器的触头,P,滑到,a,端,把电阻箱,R,0,的阻值调到,0,1.,把滑动变阻器,R,1,的电阻调到,最大,，把电阻箱,R,2,的阻值调到,0,2.,闭合开关,S,，调节,R,使电压表指针,满偏,.,2.,先闭合,S,1,，调节,R,1,使电流表指针,满偏,.,3.,再闭合,S,2,，,保持电阻,R,1,不变,，调节,R,2,使电流表指针,半偏,，记下,R,2,的值,则,Rg=R,2,.,3.,保持滑动变阻器,触头位置不变,，调节,R,0,使电压表指针半偏，记下,R,0,的值,则,R,V,=R,0,.,S,1,S,2,R,1,R,2,G,V,R,a,b,S,R,0,P,原理,Pa,间的总电压基本不变,并联分流,干路中的电流基本不变,串联分压,误差分析,并联分流,满偏时,Pa,之间电阻,半偏时,Pa,之间电阻,串联分压,S,1,S,2,R,1,R,2,G,V,R,a,b,S,R,0,P,误差分析拓展,G,G,Rg,测量值小于真实值,R,串,大于标准值,R,并,小于标准值,改装成电压表读数小于真实值,改装成电流表读数小于真实值,改进：在,R,串,上并联一个大电阻,改进：在,R,并,上串联一个小电阻,R,V,大于标准值,R,A,小于标准值,通过表头的电流偏小,把电流表改装成伏特表,把电流表改装成安培表,仪器选择,V,R,a,b,S,R,0,P,R,1,R,g,，滑动变阻器和电阻箱均可,R,R,V,必须用滑动变阻器构成分压电路,R,2,略大于,R,g,，必须用电阻箱,R,0,略大于,R,V,，必须用电阻箱,S,1,S,2,R,1,R,2,G,电动势,E,越大，,调满偏时,R,1,连入电路中的电阻越大，实验条件满足的越好，误差越小,电动势,E,越大，,调满偏时滑动变阻器,Pa,之间的电阻越小，实验条件满足的越好，误差越小,上述操作步骤中，必要的操作步骤按合理顺序排列应为 。若在步骤 中，读出,R,0,的值为,2400,，则电压表的内阻,R,V,=,。用这种方法测出的内阻,RV,与其真实值相比偏。,E.,调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为,3.0V,例,2,为了测量一个量程为,3.0V,的电压表的内阻，可以采用图所示的电路，在测量时，可供选择的步骤如下：,A.,闭合开关,S,B.,将电阻箱,R,0,的阻值调到最大,F.,断开开关,S,C.,将电阻箱,R,0,的阻值调到零,H.,将滑动变阻器的滑动触头调到,a,端,G.,将滑动变阻器的滑动触头调到,b,端,D.,调节电阻箱,R,0,的阻值，使电压表示数为,1.5V,，读出此时电阻箱,R,0,的阻值，,2400,大,V,R,a,b,S,R,0,P,（,1,）电路应采用,电流表外接,法（,为什么？,）,（,2,）滑线变阻器应采用,分压式接法,。,描绘小电珠的伏安特性曲线,(3),采用“,4V,、,0.7 A,”,小灯泡较好，在,0,3V,内已能反映出非线形特性（如图）。因此，电压表用,3V,量程，电流表用,0.6A,量程。测量范围不要超过,3V,和,0.6A,。否则，要选用,15V,、,3A,，将会带来较大的读数误差。,（,4,）应使滑动变阻器的阻值由小向大,(A-B),逐渐改变,在电压表,0,3V,范围内读取并记录下,12,组左右不同的电压值,U,和电流值,I,。在坐标纸上以,U,为横轴，以,I,为纵轴，画出,U-I,曲线，分析曲线变化的规律,.,曲线不为直线的原因是,例,3,（,04,上海）、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大,.,某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（,I,和,U,分别表示小灯泡上的电流和电压）：,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,）在左下框中画出实验电路图,.,可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围,010,电源、小灯泡、电键、导线若干,.,（,2,）在右图中画出小煤泡的,U,I,曲线,.,（,3,）如果某一电池的电动势是,1.5V,内阻是,2.0.,问,:,将本题中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少,?,（简要写出求解过程,;,若需作图,可直接画在第（,2,）小题的方格图中）,例,4,、使用如图,1,所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线已知小灯泡上标有“,6V,，,3W”,字样，电源是,3,个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器的规格是“,5,2A”.,要求：,把图,1,中实物连成实验电路；,图,2,的,4,个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由,解：（,1,）见下图,;,（,2,）见下图,（,3,）作出,U=EIr,图线，可得小灯泡工作电流为,0.35,安，工作电压为,0.80,伏，因此小灯泡实际功率,为,0.28,瓦,解：变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，可以有限流与分压两种接法，根据题意，灯泡电阻约为,R=62/3,=12,，若采用限流，即使变阻器阻值用到最大，灯泡电压最小值可达,4V,左右，其电压调节，范围约在,4V,6V,间，显然不宜选取合理数据范围作电功率与两端电压平方关系图线而采用分压接法则灯泡两端电压变化范围为,0V,6V,间，便于选取数据作相应图线，至于电压表与电流表采用内接、外接，题目未给表的内阻，但实验学生用表在电阻为,10,左右时，内、外接表误差差别不大，本题不作要求，连线时应注意量程选择与表“”、“一”接线柱接法，接线如图,3,例,4,的实物连线图,图,2,中所绘图线，由横、纵坐标可知为,P U2,图线，小灯泡在点亮时灯丝温度可高达上千摄氏度随电压升高，灯丝温度升高，相应电阻率增大，电阻增大，与相应电阻不变时的功率相比要减少，或者说由,P=U,2,/R,可 知，该,图线斜率为,1/R,，随,P,增大，,R,增大，斜率减小，因此,D,图可能正确，而,B,图对应斜率不变、即,R,不变的情况，与本题实际不符。,测电阻率,b,a,图,4,15,20,5,10,0,20,25,30,15,10,1,0,40,45,0,5,图,1,b,a,c,保护电阻,图,2,A,电压表,0,3V,内电阻约,30K,B,电流表,0,0.6A,内电阻约,0.5K,C,电池组：电动势,3V,内电阻很小,D,保护电阻,R,0,E,电键,F,螺旋测微器,（,1,）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如,图,1,所示，读数为,_mm,。,（,2,）,试将图,2,中提供的器材连成实验电路，要求：,避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变,化而发生变化能进行多次测量,根据图,3,所示的数据点描绘出图线。,根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的,电阻率,_.,m(,保留两位有效数字,),有一根固定在直尺上的均匀电阻丝（总阻值小于,5,），两端各有一个固定的接线柱,a,和,b,，直尺的之间有一个可沿直尺滑动的触头,c,，,c,的上端为接线柱，触头,c,与电阻丝通常不接触，当用手按下时，才与电阻丝接触，且可在直尺上读出触点的位置，现给你如下器材，要求测量该电阻丝的电阻率,G,连接用导线若干,（,3,）通过改变滑动触头,c,的位置，分别测量出了五组,与长度,L,对应的电压,U,的数据（电流表示数保持在,0.5A,不变），并已描在坐标纸上，如图,3,所示,4,、,0.5,1.0,1.5,2.0,图,3,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0,0.6,0.8,0.7,U/V,L/m,例,有一根固定在直尺上的均匀电阻丝（总阻值小于,5,），两端各有一个固定的接线柱,a,和,b,，直尺的之间有一个可沿直尺滑动的触头,c,，,c,的上端为接线柱，触头,c,与电阻丝通常不接触，当用手按下时，才与电阻丝接触，且可在直尺上读出触点的位置，现给你如下器材，要求测量该电阻丝的电阻率,b,a,c,保护电阻,图,2,1,0,40,45,0,5,图,1,A,电压表,0,3V,内电阻约,30K,B,电流表,0,0.6A,内电阻约,0.5K,C,电池组：电动势,3V,内电阻很小,D,保护电阻,R0,E,电键,F,螺旋测微器,（,1,）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如,图,1,所示，读数为,_mm,。,（,2,）试将图,2,中提供的器材连成实验电路，要求：,避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变,化而发生变化能进行多次测量,根据图,3,所示的数据点描绘出图线。,根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的,电阻率,_.m(,保留两位有效数字,),（,3,）通过改变滑动触头,c,的位置，分别测量出了五组,与长度,L,对应的电压,U,的数据（电流表示数保持在,0.5A,不变），并已描在坐标纸上，如图,3,所示,L/m,U/V,G,连接用导线若干,1,0,40,45,0,5,图,1,分析：,（,1,）螺旋测微器的读数方法是：,读数固定刻度数（包括半毫米刻度）可动刻度数,精度,由图,1,可得，电阻丝的直径,d,1.980mm,(2),由电阻定律 可得，测量电阻丝的电阻率,的原理式子为,为了避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变化而变化，本实验中采用了控制度量法，即,保持电流,I,不变,，这样实验中只需改变滑动触头的位置，测量多组,U,、,L,值，利用,U-L,图像就可以计算电阻率,。,b,a,c,保护电阻,图,4,满足实验要求的实验电路实物接线图如图,4,所示,。,15,20,5,10,0,20,25,30,15,10,（,3,）由实验原理可知,由此，理论上,U-L,图线应该是一条,过原点的直线，但是由于实验的偶然误差，描出的点并不在一条直,线上，在描图线时，应通过尽可能多的点画一条直线，,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,图,5,并使不在直线上的各点分布在,直线两侧的点的数目大致相同。,这样，才能使各次实验的偶然,误差得到部分的抵消，提高实,验的精确度，描绘的图线如图,5,所示,在图线上选一点，如（,0.5m,1.0v,），求出 的值，,然后根据原理式计算电阻率,。,07,年佛山市教学质量检测,11.3,11.,（,3,）测定金属丝的电阻（阻值,3,5,）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在,00.6A,之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。,解,:,实验电路图如图示,例,7,：电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材（,G,为灵敏电流表，,R,0,为阻值均匀的电阻丝，,R,为已知阻值的定值电阻，,R,x,为被测电阻）。要求利用这些器材测未知电阻,R,x,。实验中还需要什么测量仪器？将实物连成电路图。写出测量,R,x,的实验步骤，并写出利用测量数据表示,R,x,的表达式。,G,R,x,R,0,R,L,1,L,2,R,X,R,R,0,P,解：还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度,L,1,、,L,2,）。,按图接好电路后，移动滑动触头,P,，使电流表指针指在中央零刻度处。用刻度尺测量,P,点两边电阻丝的长度,L,1,、,L,2,；由,R,X,R,=,L,1,L,2,二替代法测量电阻,利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻可避免这些误差实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这样的电阻箱便是待测电阻的阻值,1.,原理,2.,电路,R,0,R,X,A,S,1,S,2,+,R,0,V,S,1,R,X,S,2,P,+,用电阻箱和电流表测量,用电阻箱和电压表测量,替代,比较,法测电阻,替代法测量电阻,Rx,R,A,比较法测量电阻,I,1,A,R,Rx,A,R,Rx,I,2,I,2,R=I,1,R,x,R,x,=I,2,R/I,1,（,不计电源内阻）,例,1,为了测量电流表,A,1,的内阻，采用图示的电路，其中电流表,A,1,的量程是,0300A,、内阻约为,100,（待测）；,A,2,是标准电流表，量程,0-200A,；,R,1,为电阻箱，阻值范围,0999.9,；,为电池，电动势,3V,、内阻不计；,S,1,为开关，,S,2,为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器,R,2,和电阻箱,R,1,适当调节后，将单刀双掷开关,S,2,扳到接点,1,处，接通开关,S,1,，调节可变电阻,R,2,，使两电表的读数都是,150A,；然后将开关,S,2,扳到接点,2,，调节电阻箱,R,1,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,A,1,的内阻,R,g,=_ .,（,2,）为了保证两电流表的安全使用，限流电阻,R,3,的阻值应选,A.100,B.150,C.10K,D.15K,（）（,3,）可变电阻器,R,2,应选：,A.2K,B.5K,C.200,D.500,（）,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,0.1,10,1,1000,10000,100,R,1,1,2,S,1,R,3,R,2,R,g,S,2,A,1,A,2,解替代法测电阻,当,R,2,=0,时,要保证两个电流表都不超过量程,R,3,=E/I,min,=3/0.2mA=15k,选,D,R,2,+R,3,=E/I,=3/0.15mA=20 k,R,2,=5 k,选,B,R,g,=,92.8,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,1,7,6,5,4,3,2,8,9,0,0.1,10,1,1000,10000,100,R,1,1,2,S,1,R,3,R,2,R,g,S,2,A,1,A,2,专题训练,为了测定电流表,A,1,的内阻，采用如图,1,所示的电路。其中：,A,1,是待测电流表，量程为,300A,内阻约为,100,；,A,2,是标准电流表，量程是,200A,；,R,1,是电阻箱，阻值范围,0999.9,；,R,2,是滑动变阻器；,R,3,是保护电阻,E,是电池组，电动势为,4V,，内阻不计；,S,1,是单刀单掷开关，,S,2,是单刀双掷开关。,（,1,）根据电路图,1,，请在图,2,中画出连线，将器材连接成实验电路,.,专题训练,（2）连接好电路,将开关S,2,扳到接点a处,接通开关S,1,调整滑动变阻器R,2,使电流表A,2,的读数是150A;然后将开关S,2,扳到接点b处,保持R,2,不变,调节电阻箱R,1,使A,2,的读数仍为150,A.若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示,电阻箱R,1,的阻值是,则待测电流表A,1,的内阻R,3,=,.,86.3,86.3,专题训练,（,3,）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器,R,2,的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻,R,3,应选用：,（填写阻值相应的字母）。,A,200KB,20KC,15KD,20,（,4,）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。即要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器,（填写阻值相应的字母）。,A,1kB,5kC,10kD,25k,B,C,用以下器材测量一待测电阻,R,x,的阻值（,900,1000,）：,电源,E,，具有一定内阻，电动势约为,9.0V,；,电压表,V,1,，量程为,1.5V,，内阻,r,1,750,；,电压表,V,2,，量程为,5V,，内阻,r,2,2500,；,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,R,x,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,V,1,的读数用,U,1,表示，电压表,V,2,的读数用,U,2,表示，则由已知量和测得量,表示,R,x,的公式为,R,x,_,。,-,+,V,1,V,2,解,1,：,只有两个电压表,只能用比较法,电路图如图示,:,v,2,v,1,R,x,测出两个电压表的示数,U,1,、,U,2,，,R,并,/r,2,=U,1,/U,2,解,2:,也可将,V,1,、,V,2,都看作电流表,由并联电路特点得,:,I,2,=I,1,+I,x,即,U,2,/,r,2,=U,1,/,r,1,+U,1,/,R,x,R,x,=U,1,r,1,r,2,(U,2,r,1,-U,1,r,2,),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,V,2,的量程大于,V,1,V,2,应在干路中,.,题目,上页,解,3,：仍用比较法，电路图如图示：,测出两个电压表的示数,U,1,、,U,2,，,v,2,v,1,R,x,解,4,：将,V,1,、,V,2,分别看作电流表和电压表,由伏安法得,r,1,+R,x,=U,2,/I,1,=r,1,U,2,/U,1,R,x,=(U,2,-U,1,)r,1,/U,1,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,V,2,的量程大于,V,1,V,1,应在与,R,x,串联,.,题目,上页,15.,为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（,1.5,V,），毫安表（,1,mA,），电阻箱（,0-9999,），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（,a,）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开,K,2,，闭合,K,1,，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为,I,1,1.00,mA,，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开,K,1,，闭合,K,2,，此时电流表示数为,I,2,0.80,mA,，记录电,流强度值。由此可得被测电,阻的阻值为,_,。,mA,K,1,K,2,R,x,(a),解：,解得,R,x,=375,375,经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（,b,）所示的实验电路，实验过程如下：,断开,K,1,，闭合,K,2,，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为,I,；断开,K,2,，闭合,K,1,，调节电阻箱的阻值，使电流,表的示数为,_,，,记录此时电阻箱的阻值，,其大小为,R,0,。由此可测出,R,x,_,。,mA,K,1,K,2,R,x,(b),点拨：,这是替代法测电阻,I,R,0,测定电源的,电动势和内阻,测定电动势内阻电路,v,A,U,1,=,E,-,I,1,r,U,2,=,E,-,I,2,r,A,E,=,I,1,(,R,1,+,r,),E,=,I,2,(,R,2,+,r,),v,E,=,U,1,+,U,1,r,/,R,1,E,=,U,2,+,U,2,r,/,R,2,用电流表和电压表测,E,、,r,实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：,E=U+Ir,，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差，滑动变阻器,R,的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。,R,V,A,S,为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用,U-I,图象处理实验数据,.,将点描好后,用直尺画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等,.,这条直线代表的,U-I,关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小,.,I,/A,U,/V,0,0.2 0.4 0.6,3.0,2.0,1.0,这条直线在,U,轴上的截距就是被测电源电动势,E,(,对应的,I,=0),斜率的绝对值就是被测电源的内阻,r,。,特别要注意：有时纵坐标的,起始点不是,0,，求内阻的一般,式应该是,r,=|,U/I,|,。,伏安法测,E,、,r,实验中测量值和真实值的比较,1,：,V,A,1.,安培表内接在并联电路之内的电路,:,解：作,U=E-Ir,图线如图实线示：,U,I,E,测,U,I,A,式中的,U,是路端电压,I,应是通过电源的电流，,I,实,=,I,A,+,I,V,=(,I,A,+,U,/,R,V,),可见,U,越大，差值,(,I,实,-,I,A,),就越大，,U,=0,时，差值,(,I,实,-,I,A,),也为,0,，,实际的,U-I,图线如图虚线示：斜率增大,E,真,I,实,E,测,E,真,r,测,r,真,该电路适用