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第二章第二章恒定恒定电流流1.1 1、电源的作用：提供持源的作用：提供持续的的电压2 2、形成、形成电流的条件：流的条件：（1 1）存在自由）存在自由电荷荷 （2 2）导体两端存在体两端存在电压3 3、恒定、恒定电流流:大小、方向都不随大小、方向都不随时间变化的化的电流。流。2.1 2.1 电源和源和电流流2.（2 2）电流有方向，但它是流有方向，但它是标量。量。规定：定：导体内正体内正电荷定向移荷定向移动的方向的方向为电流方向。流方向。（1 1）定）定义式式:I=q/t4.4.电流：流：（3 3）金属）金属导体中体中电流的流的计算式：算式：I=nqSvn为单位体位体积内的自由内的自由电荷的个荷的个数，数，S为导线的横截面的横截面积，v为自自由由电荷的定向移荷的定向移动速率。速率。3.例例题分析分析 例例例例1111某某某某电电解池中，若在解池中，若在解池中，若在解池中，若在2s2s2s2s内各有内各有内各有内各有1.0101.0101.0101.01019191919个二价正离子个二价正离子个二价正离子个二价正离子和和和和2.0102.0102.0102.01019191919个一价个一价个一价个一价负负离子通离子通离子通离子通过过某截面，某截面，某截面，某截面，那么通那么通那么通那么通过这过这个截个截个截个截面的面的面的面的电电流流流流强强度是度是度是度是 A A A A0 B0 B0 B0 B0.8 A C0.8 A C0.8 A C0.8 A C1.6 A D.3.2 A1.6 A D.3.2 A1.6 A D.3.2 A1.6 A D.3.2 A解析：解析：由由题意可知，意可知，电流由正、流由正、负离子定向运离子定向运动形成，形成，则在在2s2s内通内通过某截面的某截面的总电量量应为：q=1.6101921.010191.6101912.01019=6.4C 由由电流流强度的定度的定义式式 4.2.2 2.2 电动势定定义式：式：W：非静：非静电力做的功力做的功q：电荷量荷量1 1、定、定义:非静非静电力把正力把正电荷从荷从负极移到正极极移到正极 所做的功跟它的所做的功跟它的电荷量的比荷量的比值。2、物理意、物理意义：反映反映电源非静源非静电力做功本力做功本领的大小。的大小。（把其他形式的能（把其他形式的能转化化为电能能本本领的大小）的大小）定定义式，不是决定式式，不是决定式5.一、一、电阻：阻：1、定、定义式：式：(取决于取决于导体本身体本身,与与U U、I I无关无关)2、决定式：、决定式：1 1=10=106 6 2.3 2.3 欧姆定律欧姆定律二、部分二、部分电路欧姆定律：路欧姆定律：1、公式：、公式：2 2、适用范、适用范围：金属、：金属、电解液适用，气体、半解液适用，气体、半导体不体不适用。适用。只适用于只适用于纯电阻阻电路，不适用于非路，不适用于非纯电阻阻电路路6.问题讨论由由R=U/R=U/I I，能否，能否说：电阻与它两端的阻与它两端的电压大小成大小成正比，与正比，与电流流强度大小成反比度大小成反比?对给定的定的导体，它的体，它的电阻是一定的因此，阻是一定的因此，不管不管导体两端有无体两端有无电压，电压大小如何，大小如何，电阻是一定的；不管阻是一定的；不管导体内是否有体内是否有电流流流流过，电流流强弱如何，弱如何，电阻是一定的所以阻是一定的所以不能不能说电阻与阻与电压成正比，与成正比，与电流流强度大度大小成反比小成反比7.三、三、导体的伏安特性曲体的伏安特性曲线（I I-U U图象象）图线斜率表示斜率表示电阻的倒数阻的倒数U UI I斜率斜率k=k=12R R1 1R Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.15.例例某一某一电动机，当机，当电压U1=10V时带不不动负载，因此，因此不不转动，这时电流流为I1=2A。当。当电压为U2=36V时能能带动负载正常运正常运转，这时电流流为I2=1A。求。求这时电动机机的机械功率是多大？的机械功率是多大？解：解：电动机不机不转时可可视为为纯电阻阻，由欧姆定，由欧姆定律得，律得，这个个电阻可阻可认为是不是不变的的。电动机正常机正常转动时，输入的入的电功率功率为P=U2I2=36W，内部消耗的，内部消耗的热功率功率P=I2R=5W所以机械功率所以机械功率P=31W16.【练习】如图所示，一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻为0.6，R=10,直流电压U=160V,电压表的示数为110V,通过该电动机的电流是多少？输入电动机的电功率是多少？输出功率是多少？17.1、电阻定律:内容：同种材料的内容：同种材料的导体体,其其电阻阻R R与它的与它的长度度l成正比成正比,与它的与它的横截面横截面积S S成反比成反比;导体体电阻与构成它的阻与构成它的材料材料有关有关.表达式表达式:2、电阻率阻率：反映反映材料材料导电性能好坏的物理量。性能好坏的物理量。单位位:欧欧米（米（）2.6导体的体的电阻阻18.电阻率与温阻率与温度的关系度的关系金属：金属：T合金：合金：电阻几乎不随阻几乎不随温度温度变化化锰铜合金、合金、镍铜合金合金(标准准电阻阻)(电阻温度阻温度计)某些材料当温度降低到一定温度某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0超超导体体 19.abhR2R1电流方向R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多.通过两导体的电流方向如图所示.这两个导体的电阻有什么关系hR1=R2这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电阻,只要保证厚度足够即可,有利于电路元件的 “微型化”由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关20.一、一、电动势2 2、电动势电动势是反映是反映是反映是反映电电源把其它形式的能源把其它形式的能源把其它形式的能源把其它形式的能转转化化化化为电为电能的本能的本能的本能的本领领大小大小大小大小.数数数数值值上等于上等于上等于上等于电电路中每通路中每通路中每通路中每通过过1C1C电电量量量量电电源所提供源所提供源所提供源所提供电电能的能的能的能的数数数数值值.单单位是位是位是位是:伏特伏特伏特伏特.2.7 闭合合电路的欧姆定律路的欧姆定律1、电源是把其他形式的能源是把其他形式的能转化化为电能的装置能的装置 外外电路路内内电路路内内电路路二、二、闭合合电路路的欧的欧姆定姆定律律21.闭合合电路的欧姆定律路的欧姆定律1 1 1 1、内容、内容、内容、内容:闭闭合合合合电电路中的路中的路中的路中的总电总电流与流与流与流与电电源的源的源的源的电动势电动势成正比成正比成正比成正比,与内、与内、与内、与内、外外外外电电路的路的路的路的总电总电阻成反比阻成反比阻成反比阻成反比.2 2、表达式：表达式：表达式：表达式：I I I I/(R/(Rr r）I I I IR Rr rU U外外外外U U内内内内讨论讨论：a a、若、若、若、若R0R0时时外外外外电电路短路路短路路短路路短路I I I Imm/rU/rU路路路路0 0b b、若、若、若、若RR时时外外外外电电路断路路断路路断路路断路I I I I0U0U路路路路 外外电阻阻内内电阻阻EU外外U内内 知知识内容内容22.课堂堂练习 下列下列说法正确的是法正确的是A A电源把其他形式的能源把其他形式的能转化化为电能，用能，用电器把器把电能能转化化为其他形式的能其他形式的能B B电源把源把电能能转化化为其他形式的能，用其他形式的能，用电器把其他形器把其他形式的能式的能转化化为电能能C C电源是源是电流流出来的装置，用流流出来的装置，用电器是器是电流流流流进去的去的器材器材D D电源是源是电流流流流过去的器材，用去的器材，用电器是器是电流流出来的流流出来的装置装置 电源源电动势的大小反映的是的大小反映的是A A电源把源把电能能转化成其他形式能的本化成其他形式能的本领的大小的大小B B电源把其他形式能源把其他形式能转化成化成电能的本能的本领的大小的大小C C，电源在源在单位位时间内内传送送电荷量的多少荷量的多少D电流做功的快慢流做功的快慢（A）（B ）23.（二）（二）闭合合电路欧姆定律路欧姆定律E=U外外+U内内（内外（内外电路路电压的关系）的关系）（I、R 间关系）关系）U=E-Ir （U、I 间关系）关系）（U、R 间关系）关系）1、闭合合电路欧姆定律内容路欧姆定律内容:闭合合电路中的路中的电流流强度度跟跟电源的源的电动势成正比，跟整个成正比，跟整个电路的路的总电阻成反比。阻成反比。表达形式：r24.二、路端二、路端电压与与电流的关系：流的关系：得：得：U外外=E-IrU-I图象：象：=-rI+E由由E=U外外+U内内rEEr0纵截距：截距：E横截距：横截距：I短短斜率斜率绝对值：r(图线的陡峭程度的陡峭程度)由由U=E-Ir I=0，开路，开路，U=E；U=0时，I=E/r 最大最大，短路，短路25.知知识内容内容路端路端电压和短路和短路电流流 1 1 1 1路端路端路端路端电压电压 电源两端的源两端的电压叫路端叫路端电压路端路端电压U U随外随外电路路电流流强度度I I变化的关系，可以用公式表示化的关系，可以用公式表示为：U=EU=EIrIr，式中的，式中的E E、r r是常量，因此是常量，因此U U与与I I成成线性关系，路端性关系，路端电压随着随着电流的流的增大而减小增大而减小 2 2 2 2路端路端路端路端电压电压与外与外与外与外电电阻的关系阻的关系阻的关系阻的关系 由于由于电路中的路中的电流随着外流随着外电阻的增大而减小，而路端阻的增大而减小，而路端电压随着随着电流的减小而增大，所以，路端流的减小而增大，所以，路端电压随着外随着外电阻的阻的增大而增大增大而增大 3 3 3 3短路短路短路短路电电流流流流 当外当外电阻阻为零零时，电路中的路中的电流流为短路短路电流流 I=E/rI=E/r，这样电流很大，会流很大，会烧坏坏电源源 26.关于关于电源的功率源的功率问题 闭合合电路中的能量路中的能量转化化电源提源提供供电能能外外电路消路消耗的能量耗的能量内内电路消路消耗的耗的电能能r即：即：P总=P外外+P内内27.三、三、电源的源的输出功率与效率出功率与效率1、推、推导：由：由E=U外外+U内内r得：得：EI=U外外I+U内内I即：即：P总=P外外+P内内电源提供的源提供的电功率功率EI电源的源的输出出功率功率U外外I电源内部的源内部的发热功率功率I2rP出出=P总-P内内28.2、电源最大源最大输出功率（出功率（纯电阻阻电路）路）0RPrPmR1R2若若PR1=PR2，则r2=R1R2最大最大输出功率与外出功率与外电路无关，路无关，只由只由电源本身性源本身性质决定决定29.3、电源的效率：源的效率：电源的效率随外源的效率随外电阻的增大而增大阻的增大而增大输出功率最大出功率最大时，效率不是最大，效率不是最大.当当R=r时，输出功率最大，但效率只有出功率最大，但效率只有50%30.问题讨论电源的外特性曲源的外特性曲线和和导体的伏安特性曲体的伏安特性曲线 电源源的的外外特特性性曲曲线（a）和和导体体的的伏伏安安特特性性曲曲线（b）(1)联系：他系：他们都是都是电压和和电流的流的关系关系图线(2)区区别：他：他们存在的前提不同，存在的前提不同，遵循的物理遵循的物理规律不同，反映的律不同，反映的物理意物理意义不同不同 (a)电源的外特性曲源的外特性曲线是在是在电源的源的电动势和内阻和内阻r一定的条件下，通一定的条件下，通过改改变外外电路的路的电阻阻R使路端使路端电压U随随电流流I变化的化的图线，遵循，遵循闭合合电路欧姆定律路欧姆定律 U=EU=EIr.Ir.图线与与纵轴的截距表示的截距表示电动势E E斜率的斜率的绝对值表示内阻表示内阻r r(b)(b)导体的伏安特性曲体的伏安特性曲线是在是在给定定导体体(电阻阻R)R)的条件下，通的条件下，通过改改变加在加在导体两端的体两端的电压而得到的而得到的电流流I I随随电压U U变化的化的图线，遵循，遵循(部分部分电路路)欧姆定律欧姆定律I=U/RI=U/R，图线斜率的倒数斜率的倒数值表示表示导体的体的电阻阻R R 31.如如图所示所示电路路,当滑当滑动变阻器的滑片阻器的滑片P P向向上移上移动时,判断判断电路中的路中的电压表、表、电流表流表的示数如何的示数如何变化化?V V1 1示数增大示数增大 V V2 2示数增大示数增大 A A示数减小示数减小题型一、型一、电路的路的动态变化分析：化分析：（二）典型例（二）典型例题32.A A、R R1 1短路短路 B B、R R2 2短路短路 C C、R R3 3短路短路 D D、R R1 1断路断路A AR1R2R3VsE rA题型二、型二、电路故障分析路故障分析如如图所示的所示的电路中路中,开关开关S S闭合后合后,由于由于电阻阻发生短生短路或者断路故障路或者断路故障,电压表和表和电流表的流表的读数都增大数都增大,则肯肯定出定出现了下列那种故障了下列那种故障()()33.R3R2R1AVR4R5abr r3 3、直流、直流电路的路的动态变化分析：化分析：（程序法）（程序法）1.部分1（滑变的阻值变化）-整体（总电阻、总电流、路端电压）-部分2（结合电路的连接方式）2.部分2中：从不变到变化的部分分析解析：解析：1.R5变小小-R总变小、小、I总变大、大、U端端变小小-部分部分2 2.总体看是串体看是串联电路路 R1R3阻阻值不不变，分，分压增大增大-R2R4与与R5并并联，分，分压减小减小 -流流过R2R4的的电流减小，流流减小，流过R5的的电流增大流增大34.如如图所示，是一个所示，是一个电容器、容器、电池和池和电阻阻组成的成的电路，在将平行板路，在将平行板电容器两极板距离增大的容器两极板距离增大的过程中程中A.电阻阻R中没有中没有电流流B.电容器的容器的电容容变小小C.电阻阻R中有从中有从a流向流向b的的电流流D.电阻阻R中有从中有从b流向流向a的的电流流CRbaBD题型三、型三、含有含有电容器的容器的电路的路的计算算35.实验一、一、电表的改装表的改装 电流表改装成电压表串联一个分压电阻R故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大（三）典型（三）典型实验36.电流表改装成电流表并联一个分流电阻R,根据分流原理,需要并联的电阻值故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小 37.电学实验38.电路路实验分分类：电路路实验伏安法伏安法测电阻（阻（电阻率）阻率）小灯泡伏安特性曲小灯泡伏安特性曲线测电源源电动势和内阻和内阻半半值法法测功率功率多用表的使用多用表的使用测电阻阻检测黑匣子黑匣子判断判断电路路电表的改装表的改装测表表头内阻内阻量程量程计算算改装表的校改装表的校对39.实验仪器器：电流表、流表、电压表、表、灵敏灵敏电流流计定定值电阻、滑阻、滑动变阻器、阻器、电源、源、电建、小灯泡、建、小灯泡、电阻箱、多用表等阻箱、多用表等一、一、电学学实验器材的器材的选择40.测量量值不超不超过电表的量程；表的量程；测量量值应使使表表针有有较大大的的偏偏转范范围，一一般般在在1/2量程以上。量程以上。电表的量程表的量程选择41.关于滑关于滑动变阻器的阻器的结构及使用方法构及使用方法固定端接固定端接头固定端接固定端接头可可动端接端接头滑片P比比较项目目限流接法限流接法分分压接法接法电路路电源内阻不源内阻不计RX电压调节范范围RX电流流调节范范围灯泡灯泡电流相同流相同时电路消路消耗耗总功率功率闭合前触合前触头的位置的位置0E I E(I1+I2)Eba42.滑动变阻器“限流接法和分压接法”取决于题目要求和所给器材b b、如果滑、如果滑动变阻器的全阻阻器的全阻值比用比用电器器电阻小阻小许多多时用分用分压式式接法。接法。小小带大用分大用分压。a a、如果、如果题目要求目要求“尽量大的尽量大的调节范范围时”，或者要求用，或者要求用电器的器的“电压（或（或电流）流）从零开始从零开始”时，只能用分，只能用分压式接法。式接法。c、当、当变阻器阻阻器阻值较小，限流接法又不能把小，限流接法又不能把电流流(电压)限制在限制在安安全全范范围内内时，只能用分，只能用分压式接法。式接法。d d、用分、用分压式接法，消耗的功率大得多。所以，在两种式接法，消耗的功率大得多。所以，在两种电路都路都可以用的情况下，要可以用的情况下，要优先先选用限流式接法。用限流式接法。e e、负载电阻的阻阻的阻值RxRx小于滑小于滑动变阻器的阻器的总电阻阻R R或相差不大，或相差不大，并且并且电压表、表、电流表示数流表示数变化不要求从零开始起化不要求从零开始起调，可用限流，可用限流式接法。式接法。43.、选择器材的原器材的原则:安全、适用、准确、方便安全、适用、准确、方便安全：是指器材在安全：是指器材在实验中不致中不致损坏，如流坏，如流过电流表流表 的的电流不能超流不能超过量程，加在量程，加在电压表上的表上的电压 不能超不能超过量程，通量程，通过电阻阻类元件的元件的电流不能流不能 超超过其其额定定电流等，流等，适用：是指适用：是指选择的器材能使的器材能使实验按要求按要求进行，如行，如变 阻器的阻器的选择能使能使电路中路中电流、流、电压的的调节范范 围符合要求。符合要求。准确：是指使准确：是指使测量的相量的相对误差小。差小。方便：指器材的方便：指器材的选择使使实验操作、操作、调节容易。容易。电学学实验器材的器材的选择44.实物物图连线的基本要求的基本要求（1 1）正确）正确连线。包括各元件的。包括各元件的连接关系（串、接关系（串、并并联)正确；正确；电表的量程、正表的量程、正负极极连接正确接正确 滑滑动变阻器的滑阻器的滑动触触头的初始位置正确等。的初始位置正确等。（2 2）每根）每根导线都要都要连接到接接到接线柱上，接柱上，接 滑滑动变阻阻器器的的滑滑动端端的的导线不不要要接接在在“腿腿上上”。导线不能有不能有“丁丁”字型字型连接和交叉。接和交叉。（3 3）连线布局布局简洁，尽量避免交叉，尽量避免交叉线的出的出现。电路路实物物图的的连接接难点点:分分压电路路,单刀双刀双掷,双刀双双刀双掷45.电阻的阻的测量量 用用电压表表测出出电阻两端的阻两端的电压U U，用，用电流表流表测出通出通过电阻的阻的电流流I I，利用部分，利用部分电路路欧姆定律可以算出欧姆定律可以算出电阻的阻阻的阻值R R伏安法伏安法 46.伏安法伏安法测电阻的两种阻的两种电路路 电流表流表接在接在电压表两接表两接线柱柱外外侧，通常叫，通常叫“外接法外接法”电流表流表接在接在电压表两接表两接线柱柱内内侧，通常叫，通常叫“内接法内接法”AVRAVR 因因为电压表、表、电流表分流表分别有分流、分有分流、分压作作用用,因此两种方法因此两种方法测量量电阻阻都有都有误差差47.伏安法伏安法测电阻的阻的误差分析差分析 电流表外接法流表外接法 电压表示数表示数电流表示数流表示数测量量值偏小，适于偏小，适于测量小阻量小阻值电阻（阻（小外偏小小外偏小）.说明：明：误差来源于差来源于电压表的分流，分流越小，表的分流，分流越小，误差越小所以差越小所以该电路路适合适合测量小量小电阻阻，即，即49.伏安法伏安法测电阻阻电路路选择 当当RARx 即即、直接比、直接比较法：当法：当xA时，采用，采用内接法内接法、比、比值法法结论：大：大电阻用内接法，小阻用内接法，小电阻用外接法阻用外接法大内偏大、小外偏小大内偏大、小外偏小50.、实验试探法：探法：试触法触法若若伏特伏特表示数有明表示数有明显变化，即宜外接化，即宜外接若若安培安培表示数有明表示数有明显变化，即宜内接化，即宜内接安培表分压作用明显，R为小电阻，安培表外接法伏特表分流作用明显，R为大电阻，安培表内接法51.52.实验目的:描出小灯泡灯丝的伏安特性曲线实验原理:把小灯泡接入电路中利用电流表和电压表,分别测出一系列小灯泡两端的电压及其对应的电流,用描点法在IU坐标系中描出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.实验器材:“4V 0.7A”或“3.8V 0.3A”的小灯泡,46V的学生电源,电流表,电压表,相应的滑动变阻器,开关,导线若干,坐标纸,铅笔.53.实验电路图:1.要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐升高,故应用分压电路.2.小灯泡灯丝电阻较小,故应选用电流表外接法来避免电流表内阻过大分压作用.3.实验电路图:4.实物电路步骤：1).连好控制回路;2).连好测量电路;3).把测量回路一上一下连到变阻器上。54.实验步骤:1.按电路图把实物器材正确连成电路2.滑动变阻器的滑片P先置于最小值处(最左端).电路经可检查无误后,闭合开关.3.缓慢移动滑片P,使电流表读数为某一值(如0.1A)时,记下这时电流表和电压表的读数.4.继续移动滑片P,使电流表的读数增大为另一值时,再记下此时电流表和电压表的读数.55.5.重复上一步,在电压表04V或03.8V范围内读取并记录12组左右不同的电压值U和电流值I.6.测量完毕,应立即将开关断开.7.建立UI坐标系,将所得的几组U.I值在坐标系上描出所对应的点.8.用平滑的曲线将各点连接起来,就得到了小灯泡灯丝电阻的伏安特性曲线.9.拆除电路、整理仪器56.注意事项:1.电路中电流表要外接,因为灯丝的电阻很小.2.滑动变阻器要用分压式接法,因为电压要从零连续变化.4.滑片移动时,不能使电流表或电压表超过小灯泡的额定值.5.连线时要用平滑的曲线,不能连成折线.3.开关闭合前，调节滑片位置，使灯泡两端电压为零6.6.坐坐标标系系纵轴纵轴和横和横轴轴的的标标度要适中，以使所描度要适中，以使所描图线图线充充分占据整个坐分占据整个坐标纸为标纸为宜宜57.误差分析：差分析：1 1 由于由于电压表、表、电流表不是理想流表不是理想电表，表，表内阻表内阻对电路的影响会路的影响会带来来误差差2 2 测量量时读数数带来来误差差3 3 在坐在坐标纸上描点、作上描点、作图带来来误差差58.作图:59.U/VI/A01230.10.20.3返回60.61.实验目的目的(1)(1)掌握用掌握用电压表和表和电流表流表测定定电源源电动势和内阻的方法和内阻的方法.(2)(2)学会用学会用U-IU-I图线处理数据的方法理数据的方法.62.实验原理原理闭合合电路欧姆定律路欧姆定律E=U+IrE=U+Ir通通过改改变多次滑多次滑动变阻器的阻阻器的阻值（外（外电阻），阻），测出相出相应的外的外电压（伏特表（伏特表读数）、数）、电流（安培表流（安培表读数），数），利用解方程的利用解方程的办法或法或图象法求得象法求得电动势和内阻。和内阻。AVKE,r内阻太小怎么内阻太小怎么办？63.实验数据数据处理理1.1.计算法算法从而从而计算出：算出：AVKE,r64.实验数据数据处理理2.2.图像法像法根据根据E=U+IrE=U+IrU=E-IrU=E-IrIUAB电动势E E短路短路电流流纵坐坐标可以可以不从不从0 0开始开始电源的伏安特性曲源的伏安特性曲线AVKE,r斜斜率率 k k绝 对 值=r r65.误差分析差分析1 1、本、本实验中，存在的中，存在的系系统误差差是由于是由于电压表的分流表的分流引起。引起。UI测量量值真真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，可知，该实验的的测量量结果将果将导致致电源的源的电动势E E和内阻和内阻r r都都偏小偏小。I I真真I Iv vAVKE,rI I测66.AVKE,rAVKE,r实验初步初步变形形为什么什么实验不使用右不使用右图的的电路路测量？量？想一想想一想假假设是理想是理想电表，两个表，两个电路路图是一是一样的的对于内阻比于内阻比较大的大的电源，使用右源，使用右图67.误差分析差分析AVKE,r1 1、本、本实验中，存在的中，存在的系系统误差差是由于是由于电流表的分流表的分压引起。引起。UI测量量值真真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，可知，该实验的的测量量结果将果将导致致电源的源的内阻内阻r r偏大偏大，但，但电动势E E测=E=E真真U外外U测UA68.测定金属的定金属的电阻率阻率实验：69.1.1.实验目的目的:练习使用螺旋使用螺旋测微器和游微器和游标卡尺，并会卡尺，并会进行行读数数学会用伏安法学会用伏安法测电阻阻阻阻值测定金属的定金属的电阻率阻率70.2.2.实验原理原理:71.电路原理如路原理如图72.3.3.实验器材器材螺旋螺旋测微器微器，毫米刻度尺毫米刻度尺，学，学生生电源，源，电流表，流表，电压表，滑表，滑动变阻器，开关，被阻器，开关，被测金属金属导线，导线若干若干73.4.4.实验步步骤（1）用螺旋）用螺旋测微器微器测金属金属导线直径直径，计算其横截面算其横截面积S；（2）确定）确定电表量程，表量程，连接接电路；路；（3）用毫米刻度尺）用毫米刻度尺测出出连入入电路中路中的金属的金属导线的的长度；度；（4）将滑）将滑动变阻器阻阻器阻值调至至最大最大后后闭合开关；（限流式合开关；（限流式时）74.（5）改）改变滑片位置，滑片位置，读出几出几组相相应的的U、I值并并计算金属算金属导线的的电阻；阻；（6）代入）代入测量数据量数据计算金属算金属导线的的电阻率；阻率；（7）断开开关，拆除）断开开关，拆除电路，整理器路，整理器材。材。75.5数据数据处理理测量数据填入下表中：量数据填入下表中：76.(1)金属金属丝的的长度度L_ cm_ m.(2)金属金属丝的横截面的横截面积S_mm2_m2.(3)金属金属丝的的电阻阻R_.77.(4)金属金属丝材料的材料的电阻率阻率 _m.78.6.6.注意事注意事项（1）本）本实验中被中被测金属金属电阻阻阻阻值较小，因此小，因此测量量电路必路必须采用采用电流表流表外接法外接法；（2）为减小减小误差，差，测量直径量直径时，应在金属在金属导线三个不同位置三个不同位置各各测一次，一次，求其求其平均平均值；79.（3）测量量导线长度度时，应测量拉直量拉直的的连入入电路路的有效的有效长度度，且，且测三次，三次，取平均取平均值；（4）开关）开关闭合前滑合前滑动变阻器滑片阻器滑片应置于置于阻阻值最大最大位置；（限流式位置；（限流式时）（5）测电阻阻时，电流不宜流不宜过大大，通通电时间不宜不宜过长。以免金属以免金属丝温度升温度升高，高，导致致电阻率在阻率在实验过程中程中变大大80.1 1金属金属丝的横截面的横截面积是利用直径是利用直径计算得到的，直径的算得到的，直径的测量是量是产生生误差的主要原因之一差的主要原因之一.2 2采用伏安法采用伏安法测量金属量金属丝的的电阻阻时，由于采用的是，由于采用的是电流表流表外接法，外接法，测量量值小于真小于真实值，使，使电阻率的阻率的测量量值偏小偏小.3 3金属金属丝的的长度度测量、量、电流表和流表和电压表的表的读数等会数等会带来来测量量误差差.4 4金属金属丝通通电后后发热升温，会使金属升温，会使金属丝的的电阻率阻率变大，造大，造成偶然成偶然误差差.五、五、误差分析差分析81.螺旋螺旋测微器的原理和使用：微器的原理和使用：螺旋螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前方向前进或后退一个螺距的距离或后退一个螺距的距离.因此，因此，沿沿轴线方向移方向移动的微小距离，就能用的微小距离，就能用圆周上周上的的读数表示出来数表示出来.82.螺旋螺旋测微器上精密螺微器上精密螺纹的的螺距螺距是是0.5mm0.5mm，可，可动刻刻度有度有5050个等分刻度个等分刻度，可，可动刻度旋刻度旋转一周，一周，测微螺杆微螺杆可前可前进或后退或后退0.5mm0.5mm，因此旋，因此旋转每个小分度，相当于每个小分度，相当于测微螺杆前微螺杆前进或后退或后退0.5mm/50=0.01mm.0.5mm/50=0.01mm.可可见，可，可动刻度刻度每一小分度表示每一小分度表示0.01mm0.01mm，所以螺旋，所以螺旋测微器可微器可精精确到确到0.01mm0.01mm.由于由于还能再估能再估读一位，可一位，可读到毫米的千到毫米的千分位，故又名分位，故又名千分尺千分尺.83.图1 184.1.1.螺旋螺旋测微器的微器的读数：数：实际测量量时，分度分度线不一不一定正好与定正好与读数基数基线对齐，这时还必必须往下估往下估读0.001mm.0.001mm.7.03885.可可见，用螺旋，用螺旋测微器微器测量物体的量物体的长度度时,以以“mm”mm”为单位，位，小数点后必有三位小数点后必有三位.读数数时，先从固定刻度上，先从固定刻度上读出大于半出大于半毫米的大数部分，再从可毫米的大数部分，再从可动刻度上刻度上读出小于半毫米的小数出小于半毫米的小数部分，二者之和就是被部分，二者之和就是被测物体的物体的总长度度.（读数分数分为0.5mm0.5mm以上的大数与以上的大数与0.5mm0.5mm以下的小数而不分以下的小数而不分为整数和小数）整数和小数）86.1.1.使用螺旋使用螺旋测微器微器时的注意事的注意事项（1 1）测量量时，在，在测微螺杆快靠近被微螺杆快靠近被测物体物体时应停止使用旋停止使用旋钮，而改用微而改用微调旋旋钮，避免，避免产生生过大的大的压力，既可使力，既可使测量量结果精果精确，又能保确，又能保护螺旋螺旋测微器微器.（2 2）在）在读数数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是是否已否已经露出露出.四、注意事四、注意事项87.（3 3）读数数时，千分位有一位估，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度刻度的某一刻度线对齐，千分位，千分位上也上也应读取取为“0”.0”.（4 4）当小砧和）当小砧和测微螺杆并微螺杆并拢时，可，可动刻度的零点与固定刻度刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出的零点不相重合，将出现零零误差，差，应加以修正，即在最后加以修正，即在最后测长度的度的读数上去掉零数上去掉零误差的数差的数值.88.89.90.91.欧姆表欧姆表测电阻的原理阻的原理:I=ER+R0+r+Rg+Rx 根据根据闭合合电路欧姆定律，利路欧姆定律，利用用电流随外流随外电阻阻Rx的的变化而制化而制成的。成的。0 092.欧姆表欧姆表盘的特点的特点:原理：闭合电路欧姆定律（1）刻度：短接时调节调零电阻R使电流表G的指针满偏。即有RGErIgRggI=ERg+r+R“0”R +r+R是欧姆表的内阻g断路时电流表G中无电流，指针不偏转，指针指“0”“”接入电阻R 时，电流表G中的电流 X ERg+r+RRX+I=红进红进黑出黑出93.RGErIgRg改变R ，电流I随之改变，R 与I一一对应。表头刻度I“R”XXX（2）中值电阻（等于内电阻）R =EIg中R +r+Rg=注意注意：(1)欧姆表的刻度与其它表刻欧姆表的刻度与其它表刻度相反（度相反（0在右端在右端）（2）欧姆表每次）欧姆表每次测电阻阻前需前需调零。零。不能不能带电测量。量。（3）欧姆表中）欧姆表中电池用久了，池用久了，电动势和内阻要改和内阻要改变，测出的出的电阻阻值有有较大的大的误差。所以欧姆表常用来粗差。所以欧姆表常用来粗测电阻。阻。94.04.表表盘结构构欧姆表欧姆表盘的刻度是均匀的的刻度是均匀的吗？因因为I 与与Rx 之之间的关系不是的关系不是线性关系，所以欧姆表性关系，所以欧姆表盘的刻度的刻度不均匀不均匀ER+r+Rg+RxI=左侧较密95.机械机械调零零欧姆欧姆调零零档位开关档位开关96.1机械机械调零，用小螺零，用小螺丝刀旋刀旋动定位螺定位螺丝使指使指针指在左端指在左端电流流零刻度零刻度处，并将，并将红、黑表笔分、黑表笔分别接入接入“+”、“”插孔。插孔。2选挡：选择开关置于欧姆表开关置于欧姆表“1”挡。3欧姆欧姆调零：在表笔短接零：在表笔短接时调整欧姆整欧姆挡的的调零旋零旋钮使指使指针指在指在右端右端电阻零刻度阻零刻度处，若，若“欧姆零点欧姆零点”旋旋钮右旋到底也不能右旋到底也不能调零，零，应更更换表内表内电池。池。4测量量读数：将待数：将待测电阻从阻从电路中拆下路中拆下，将表笔搭接在待将表笔搭接在待测电阻两端，阻两端，读出指示的出指示的电阻阻值:读数：数：测量量值表表盘指指针示数示数倍率倍率并与并与标定定值比比较，随即断开表笔。，随即断开表笔。5换一个待一个待测电阻，重复以上阻，重复以上2、3、4过程，程，选择开关所置位开关所置位置由被置由被测电阻阻值与中与中值电阻阻值共同决定，可置于共同决定，可置于“1”或或“10”或或“100”或或“1k”挡。6多用多用电表用完后，将表用完后，将选择开关置于开关置于“OFF”挡或交或交变电压的的最高最高挡，拔出表笔。，拔出表笔。多用多用电表的使用表的使用测电阻阻红进红进黑出黑出指指针指在刻度指在刻度中央中央附近，附近，误差差较小。小。97.由欧姆定律可知由欧姆定律可知 三个主要参数：三个主要参数：内阻内阻R Rg g满偏偏电流流 I Ig g满偏偏电压U Ug g电压表和表和电流表的改装流表的改装99.1.1.电流表流表G G改装成改装成电压表表I Ig gRUgRgURUV VU串串联一个一个电阻阻(分分压)原理：原理：V VU由串由串联电路的特点：路的特点：100.2.2.电流表流表G G改装成改装成电流表流表URgRI Ig gI IR RI IAUI I原理：原理：并并联一个一个电阻阻(分流分流)由并由并联电路的特点路的特点:101.