恒定电流复习市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

第二章第二章恒定电流恒定电流第1页1 1、电源作用：提供连续电压、电源作用：提供连续电压2 2、形成电流条件：、形成电流条件：（1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 （2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压3 3、恒定电流、恒定电流:大小、方向都不随时间改变电大小、方向都不随时间改变电流。流。2.1 2.1 电源和电流电源和电流第2页（2 2）电流有方向，但它是标量。）电流有方向，但它是标量。要求：导体内正电荷定向移动方向为电流方向。要求：导体内正电荷定向移动方向为电流方向。（1 1）定义式）定义式:I=q/t4.4.电流：电流：（3 3）金属导体中电流计算式：）金属导体中电流计算式：I=nqSvn为单位体积为单位体积内自由电荷个数，内自由电荷个数，S为导线横截面积，为导线横截面积，v为自由电荷为自由电荷定向移动速率。定向移动速率。第3页 例题分析例题分析 例例例例1111某电解池中，若在某电解池中，若在某电解池中，若在某电解池中，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个一价负离子经过某截面，个一价负离子经过某截面，个一价负离子经过某截面，个一价负离子经过某截面，那么经过这个截那么经过这个截那么经过这个截那么经过这个截面电流强度是面电流强度是面电流强度是面电流强度是 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：由题意可知，电流由正、负离子定向运动由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在形成，则在2s2s内经过某截面总电量应为：内经过某截面总电量应为：q=1.6101921.010191.6101912.01019=6.4C 由电流强度定义式由电流强度定义式 第4页2.2 2.2 电动势电动势定义式：定义式：W：非静电力做功：非静电力做功q：电荷量：电荷量1 1、定义、定义:非静电力把正电荷从负极移到正极非静电力把正电荷从负极移到正极 所做功跟它电荷量比值。所做功跟它电荷量比值。2、物理意义：、物理意义：反应电源非静电力做功本事大小。反应电源非静电力做功本事大小。（把其它形式能转化为电能（把其它形式能转化为电能本事本事大小）大小）定义式，不是决定式定义式，不是决定式第5页一、电阻：一、电阻：1、定义式：、定义式：(取决于导体本身取决于导体本身,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、部分电路欧姆定律：二、部分电路欧姆定律：1、公式：、公式：2 2、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。适用。只适合用于纯电阻电路，不适合用于非纯电阻只适合用于纯电阻电路，不适合用于非纯电阻电路电路第6页 问题讨论问题讨论由由R=U/R=U/I I，能否说：电阻与它两端电压大小成正，能否说：电阻与它两端电压大小成正比，与电流强度大小成反比比，与电流强度大小成反比?对给定导体，它电阻是一定所以，不论对给定导体，它电阻是一定所以，不论导体两端有没有电压，电压大小怎样，电导体两端有没有电压，电压大小怎样，电阻是一定；不论导体内是否有电流流过，阻是一定；不论导体内是否有电流流过，电流强弱怎样，电阻是一定所以不能说电流强弱怎样，电阻是一定所以不能说电阻与电压成正比，与电流强度大小成反电阻与电压成正比，与电流强度大小成反比比第7页三、导体伏安特征曲线（三、导体伏安特征曲线（I I-U U图象图象）图线斜率表示电阻倒数图线斜率表示电阻倒数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.第15页例例某一电动机，当电压某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，所以时带不动负载，所以不转动不转动，这时电流为，这时电流为I1=2A。当电压为。当电压为U2=36V时能带时能带动负载动负载正常运转正常运转，这时电流为，这时电流为I2=1A。求这时电动机。求这时电动机机械功率是多大？机械功率是多大？解：解：电动机不转时可视为为纯电阻电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定，由欧姆定律得，律得，这个电阻可认为是不变这个电阻可认为是不变。电动机正常转动时，。电动机正常转动时，输入电功率为输入电功率为P=U2I2=36W，内部消耗热功率，内部消耗热功率P=I2R=5W所以机械功率所以机械功率P=31W第16页【练习练习】如图所表示，一提升重物用直流电动机工作时电路图，电动机内阻为0.6，R=10,直流电压U=160V,电压表示数为110V,经过该电动机电流是多少？输入电动机电功率是多少？输出功率是多少？第17页1、电阻定律:内容：同种材料导体内容：同种材料导体,其电阻其电阻R R与它与它长度长度l成成正比正比,与它与它横截面积横截面积S S成反比成反比;导体电阻与组导体电阻与组成它成它材料材料相关相关.表示式表示式:2、电阻率、电阻率：反应反应材料材料导电性能好坏物理量。导电性能好坏物理量。单位单位:欧欧米（米（）2.6导体电阻导体电阻第18页电阻率与温电阻率与温度关系度关系金属：金属：T合金：合金：电阻几乎不随电阻几乎不随温度温度改变改变锰铜合金、镍铜合金锰铜合金、镍铜合金(标准电阻标准电阻)(电阻温度计电阻温度计)一些材料当温度降低到一定温度时一些材料当温度降低到一定温度时=0R=0超导体超导体 第19页abhR2R1电流方向R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形导体,但R2尺寸比R1小很多.经过两导体电流方向如图所表示.这两个导体电阻有什么关系hR1=R2这么在制造电路元件时,能够将其表面积做得很小,而不增大电阻,只要确保厚度足够即可,有利于电路元件 “微型化”由此可知导体电阻与表面积无关,只与导体厚度相关第20页一、电动势一、电动势2 2、电动势是反应电源把其它形式能转化为电能本事大小、电动势是反应电源把其它形式能转化为电能本事大小、电动势是反应电源把其它形式能转化为电能本事大小、电动势是反应电源把其它形式能转化为电能本事大小.数值上等于电路中每经过数值上等于电路中每经过数值上等于电路中每经过数值上等于电路中每经过1C1C电量电源所提供电能数值电量电源所提供电能数值电量电源所提供电能数值电量电源所提供电能数值.单单单单位是位是位是位是:伏特伏特伏特伏特.2.7 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律1、电源是把其它形式能转化为电能装置、电源是把其它形式能转化为电能装置 外电路外电路内电路内电路内电路内电路二、二、闭合闭合电路电路欧姆欧姆定律定律第21页闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律1 1 1 1、内容、内容、内容、内容:闭合电路中总电流与电源电动势成正比闭合电路中总电流与电源电动势成正比闭合电路中总电流与电源电动势成正比闭合电路中总电流与电源电动势成正比,与内、与内、与内、与内、外电路总电阻成反比外电路总电阻成反比外电路总电阻成反比外电路总电阻成反比.2 2、表示式：表示式：表示式：表示式：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：讨论：讨论：a a、若、若、若、若R0R0时时时时外电路短路外电路短路外电路短路外电路短路I I I Imm/rU/rU路路路路0 0b b、若、若、若、若RR时时时时外电路断路外电路断路外电路断路外电路断路I I I I0U0U路路路路 外电阻外电阻内电阻内电阻EU外外U内内 知识内容知识内容第22页 课堂课堂练习练习 以下说法正确是以下说法正确是A A电源把其它形式能转化为电能，用电器把电能转化电源把其它形式能转化为电能，用电器把电能转化为其它形式能为其它形式能B B电源把电能转化为其它形式能，用电器把其它形式电源把电能转化为其它形式能，用电器把其它形式能转化为电能能转化为电能C C电源是电流流出来装置，用电器是电流流进去器材电源是电流流出来装置，用电器是电流流进去器材D D电源是电流流过去器材，用电器是电流流出来装置电源是电流流过去器材，用电器是电流流出来装置 电源电动势大小反应是电源电动势大小反应是A A电源把电能转化成其它形式能本事大小电源把电能转化成其它形式能本事大小B B电源把其它形式能转化成电能本事大小电源把其它形式能转化成电能本事大小C C，电源在单位时间内传送电荷量多少，电源在单位时间内传送电荷量多少D电流做功快慢电流做功快慢（A）（B ）第23页（二）闭合电路欧姆定律（二）闭合电路欧姆定律E=U外外+U内内（内外电路电压关系）（内外电路电压关系）（I、R 间关系）间关系）U=E-Ir （U、I 间关系）间关系）（U、R 间关系）间关系）1、闭合电路欧姆定律内容、闭合电路欧姆定律内容:闭合电路中电流强度跟闭合电路中电流强度跟电源电动势成正比，跟整个电路总电阻成反比。电源电动势成正比，跟整个电路总电阻成反比。表示形式：r第24页二、路端电压与电流关系：二、路端电压与电流关系：得：得：U外外=E-IrU-I图象：图象：=-rI+E由由E=U外外+U内内rEEr0纵截距：纵截距：E横截距：横截距：I短短斜率绝对值：斜率绝对值：r(图线陡峭程度图线陡峭程度)由由U=E-Ir I=0，开路，开路，U=E；U=0时，时，I=E/r 最大最大，短路，短路第25页 知识内容知识内容路端电压和短路电流路端电压和短路电流 1 1 1 1路端电压路端电压路端电压路端电压 电源两端电压叫路端电压路端电压电源两端电压叫路端电压路端电压U U随外电路电流强随外电路电流强度度I I改变关系，能够用公式表示为：改变关系，能够用公式表示为：U=EU=EIrIr，式中，式中E E、r r是是常量，所以常量，所以U U与与I I成线性关系，路端电压伴随电流增大而减成线性关系，路端电压伴随电流增大而减小小 2 2 2 2路端电压与外电阻关系路端电压与外电阻关系路端电压与外电阻关系路端电压与外电阻关系 因为电路中电流伴随外电阻增大而减小，而路端电压伴因为电路中电流伴随外电阻增大而减小，而路端电压伴随电流减小而增大，所以，路端电压伴随外电阻增大而增随电流减小而增大，所以，路端电压伴随外电阻增大而增大大 3 3 3 3短路电流短路电流短路电流短路电流 当外电阻为零时，电路中电流为短路电流当外电阻为零时，电路中电流为短路电流 I=E/rI=E/r，这么电，这么电流很大，会烧坏电源流很大，会烧坏电源 第26页 关于电源功率问题关于电源功率问题 闭合电路中能量转化闭合电路中能量转化电源提电源提供电能供电能外电路消外电路消耗能量耗能量内电路消内电路消耗电能耗电能r即：即：P总总=P外外+P内内第27页三、电源输出功率与效率三、电源输出功率与效率1、推导：由、推导：由E=U外外+U内内r得：得：EI=U外外I+U内内I即：即：P总总=P外外+P内内电源提供电电源提供电功率功率EI电源输出功电源输出功率率U外外I电源内部电源内部发烧功率发烧功率I2rP出出=P总总-P内内第28页2、电源最大输出功率（纯电阻电路）、电源最大输出功率（纯电阻电路）0RPrPmR1R2若若PR1=PR2，则，则r2=R1R2最大输出功率与外电路无关，最大输出功率与外电路无关，只由电源本身性质决定只由电源本身性质决定第29页3、电源效率：、电源效率：电源效率随外电阻增大而增大电源效率随外电阻增大而增大输出功率最大时，效率不是最大输出功率最大时，效率不是最大.当当R=r时，时，输出功率最大，但效率只有输出功率最大，但效率只有50%第30页 问题讨论问题讨论电源外特征曲线和导体伏安特征曲线电源外特征曲线和导体伏安特征曲线 电电源源外外特特征征曲曲线线（a）和和导导体体伏伏安安特特征征曲曲线线（b）(1)联络：他们都是电压和电流关联络：他们都是电压和电流关系图线系图线(2)区分：他们存在前提不一样，区分：他们存在前提不一样，遵照物理规律不一样，反应物遵照物理规律不一样，反应物理意义不一样理意义不一样 (a)电源外特征曲线是在电源电动势和电源外特征曲线是在电源电动势和内阻内阻r一定条件下，经过改变外电路电阻一定条件下，经过改变外电路电阻R使路端电压使路端电压U随随电流电流I改变图线，遵照闭合电路欧姆定律改变图线，遵照闭合电路欧姆定律 U=EU=EIr.Ir.图线与纵轴截距表示电动势图线与纵轴截距表示电动势E E斜率绝对值表示斜率绝对值表示内阻内阻r r(b)(b)导体伏安特征曲线是在给定导体导体伏安特征曲线是在给定导体(电阻电阻R)R)条件条件下，经过改变加在导体两端电压而得到电流下，经过改变加在导体两端电压而得到电流I I随电压随电压U U改变改变图线，遵照图线，遵照(部分电路部分电路)欧姆定律欧姆定律I=U/RI=U/R，图线斜率倒数，图线斜率倒数值表示导体电阻值表示导体电阻R R 第31页如图所表示电路如图所表示电路,当滑动变阻器滑片当滑动变阻器滑片P P向向上移动时上移动时,判断电路中电压表、电流表示判断电路中电压表、电流表示数怎样改变数怎样改变?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、电路动态改变分析：题型一、电路动态改变分析：（二）经典例题（二）经典例题第32页 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、题型二、电路故障分析电路故障分析如图所表示电路中如图所表示电路中,开关开关S S闭合后闭合后,因为电阻发生短因为电阻发生短路或者断路故障路或者断路故障,电压表和电流表读数都增大电压表和电流表读数都增大,则必定则必定出现了以下那种故障出现了以下那种故障()()第33页R3R2R1AVR4R5abr r3 3、直流电路动态改变分析：、直流电路动态改变分析：（程序法）（程序法）1.部分1（滑变阻值改变）-整体（总电阻、总电流、路端电压）-部分2（结合电路连接方式）2.部分2中：从不变到改变部分分析解析：解析：1.R5变小变小-R总总变小、变小、I总总变大、变大、U端端变小变小-部分部分2 2.总体看是串联电路总体看是串联电路 R1R3阻值不变，分压增大阻值不变，分压增大-R2R4与与R5并联，分压减小并联，分压减小 -流过流过R2R4电流减小，流过电流减小，流过R5电流增大电流增大第34页如图所表示，是一个电容器、电池和电阻组成如图所表示，是一个电容器、电池和电阻组成电路，在将平行板电容器两极板距离增大过程电路，在将平行板电容器两极板距离增大过程中中A.电阻电阻R中没有电流中没有电流B.电容器电容变小电容器电容变小C.电阻电阻R中有从中有从a流向流向b电流电流D.电阻电阻R中有从中有从b流向流向a电流电流CRbaBD题型三、题型三、含有电容器电路计算含有电容器电路计算第35页试验一、电表改装试验一、电表改装 电流表改装成电压表串联一个分压电阻R故量程扩大倍数越高，串联电阻值越大（三）经典试验（三）经典试验第36页电流表改装成电流表并联一个分流电阻R,依据分流原理,需要并联电阻值故量程扩大倍数越高,并联电阻值越小 第37页电学试验第38页电路试验分类：电路试验分类：电路试验电路试验伏安法伏安法测电阻（电阻率）测电阻（电阻率）小灯泡伏安特征曲线小灯泡伏安特征曲线测电源电动势和内阻测电源电动势和内阻半值法半值法测功率测功率多用表使用多用表使用测电阻测电阻检测黑匣子检测黑匣子判断电路判断电路电表改装电表改装测表头内阻测表头内阻量程计算量程计算改装表校对改装表校对第39页试验仪器试验仪器：电流表、电压表、：电流表、电压表、灵敏电流计定值电阻、滑灵敏电流计定值电阻、滑动变阻器、电源、电建、小灯泡、电阻箱、多用表等动变阻器、电源、电建、小灯泡、电阻箱、多用表等一、电学试验器材选择一、电学试验器材选择第40页测量值不超出电表量程；测量值不超出电表量程；测测量量值值应应使使表表针针有有较较大大偏偏转转范范围围，普普通通在在1/2量程以上。量程以上。电表量程选择电表量程选择第41页关于滑动变阻器结构及使用方法关于滑动变阻器结构及使用方法固定端接头固定端接头固定端接头固定端接头可动端接头可动端接头滑片P比较项目比较项目限流接法限流接法分压接法分压接法电路电路电源内阻不计电源内阻不计RX电压调整范围电压调整范围RX电流调整范围电流调整范围灯泡电流相同时电路消灯泡电流相同时电路消耗总功率耗总功率闭合前触头位置闭合前触头位置0E I E(I1+I2)Eba第42页 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、假如滑动变阻器全阻值比用电器电阻小许多时用分压式接、假如滑动变阻器全阻值比用电器电阻小许多时用分压式接法。法。小带大用分压。小带大用分压。a a、假如题目要求、假如题目要求“尽可能大调整范围时尽可能大调整范围时”，或者要求用电器，或者要求用电器“电压（或电流）电压（或电流）从零开始从零开始”时，只能用分压式接法。时，只能用分压式接法。c、当变阻器阻值较小，限流接法又不能把电流、当变阻器阻值较小，限流接法又不能把电流(电压电压)限制在限制在安安全全范围内时，只能用分压式接法。范围内时，只能用分压式接法。d d、用分压式接法，消耗功率大得多。所以，在两种电路都能、用分压式接法，消耗功率大得多。所以，在两种电路都能够用情况下，要优先选取限流式接法。够用情况下，要优先选取限流式接法。e e、负载电阻阻值、负载电阻阻值RxRx小于滑动变阻器总电阻小于滑动变阻器总电阻R R或相差不大，而且或相差不大，而且电压表、电流表示数改变不要求从零开始起调，可用限流式接电压表、电流表示数改变不要求从零开始起调，可用限流式接法。法。第43页、选择器材标准、选择器材标准:安全、适用、准确、方便安全、适用、准确、方便安全：是指器材在试验中不致损坏，如流过电流表安全：是指器材在试验中不致损坏，如流过电流表 电流不能超出量程，加在电压表上电压电流不能超出量程，加在电压表上电压 不能超出量程，经过电阻类元件电流不能不能超出量程，经过电阻类元件电流不能 超出其额定电流等，超出其额定电流等，适用：是指选择器材能使试验按要求进行，如变适用：是指选择器材能使试验按要求进行，如变 阻器选择能使电路中电流、电压调整范阻器选择能使电路中电流、电压调整范 围符合要求。围符合要求。准确：是指使测量相对误差小。准确：是指使测量相对误差小。方便：指器材选择使试验操作、调整轻易。方便：指器材选择使试验操作、调整轻易。电学试验器材选择电学试验器材选择第44页实物图连线基本要求实物图连线基本要求（1 1）正确连线。包含各元件连接关系（串、）正确连线。包含各元件连接关系（串、并联并联)正确；电表量程、正负极连接正确正确；电表量程、正负极连接正确 滑动变阻器滑动触头初始位置正确等。滑动变阻器滑动触头初始位置正确等。（2 2）每根导线都要连接到接线柱上，接）每根导线都要连接到接线柱上，接 滑动变阻器滑动端导线不要接在滑动变阻器滑动端导线不要接在“腿上腿上”。导线不能有导线不能有“丁丁”字型连接和交叉。字型连接和交叉。（3 3）连线布局简练，尽可能防止交叉线出现。）连线布局简练，尽可能防止交叉线出现。电路实物图连接电路实物图连接难点难点:分压电路分压电路,单刀双掷单刀双掷,双刀双掷双刀双掷第45页电阻测量电阻测量 用电压表测出电阻两端电压用电压表测出电阻两端电压U U，用电流，用电流表测出经过电阻电流表测出经过电阻电流I I，利用部分电路欧姆，利用部分电路欧姆定律能够算出电阻阻值定律能够算出电阻阻值R R伏安法伏安法 第46页伏安法测电阻两种电路伏安法测电阻两种电路 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通常叫“外接法外接法”电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，通常叫侧，通常叫“内接法内接法”AVRAVR 因为电压表、电流表分别有分流、分压作因为电压表、电流表分别有分流、分压作用用,所以两种方法测量电阻所以两种方法测量电阻都有误差都有误差第47页伏安法测电阻误差分析伏安法测电阻误差分析 电流表外接法电流表外接法 电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻（测量值偏小，适于测量小阻值电阻（小外偏小小外偏小）.说明：说明：误差起源于电压表分流，分流越小，误差误差起源于电压表分流，分流越小，误差越小所以该电路越小所以该电路适合测量小电阻适合测量小电阻，即，即第49页伏安法测电阻电路选择伏安法测电阻电路选择 当当RARx 即即、直接比较法：当、直接比较法：当xA时，采取时，采取内接法内接法、比值法、比值法结论：大电阻用内接法，小电阻用外接法结论：大电阻用内接法，小电阻用外接法大内偏大、小外偏小大内偏大、小外偏小第50页、试验试探法：、试验试探法：试触法试触法若若伏特伏特表示数有显著改变，即宜外接表示数有显著改变，即宜外接若若安培安培表示数有显著改变，即宜内接表示数有显著改变，即宜内接安培表分压作用显著，R为小电阻，安培表外接法伏特表分流作用显著，R为大电阻，安培表内接法第51页第52页实验目:描出小灯泡灯丝伏安特征曲线试验原理: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电压及其对应电流,用描点法在IU坐标系中描出小灯泡灯丝伏安特征曲线.试验器材:“4V 0.7A”或“3.8V 0.3A”小灯泡,46V学生电源,电流表,电压表,对应滑动变阻器,开关,导线若干,坐标纸,铅笔.第53页试验电路图:1.要求小灯泡两端电压从零开始逐步升高,故应用分压电路.2.小灯泡灯丝电阻较小,故应选取电流表外接法来防止电流表内阻过大分压作用.3.试验电路图: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。第54页试验步骤:1.按电路图把实物器材正确连成电路2.滑动变阻器滑片P先置于最小值处(最左端).电路经可检验无误后,闭合开关.3.迟缓移动滑片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读数.4.继续移动滑片P,使电流表读数增大为另一值时,再记下此时电流表和电压表读数.第55页5.重复上一步,在电压表04V或03.8V范围内读取并统计12组左右不一样电压值U和电流值I.6.测量完成,应马上将开关断开.7.建立UI坐标系,将所得几组U.I值在坐标系上描出所对应点.8.用平滑曲线将各点连接起来,就得到了小灯泡灯丝电阻伏安特征曲线.9.拆除电路、整理仪器第56页注意事项:1.电路中电流表要外接,因为灯丝电阻很小.2.滑动变阻器要用分压式接法,因为电压要从零连续改变.4.滑片移动时,不能使电流表或电压表超出小灯泡额定值.5.连线时要用平滑曲线,不能连成折线.3.开关闭合前，调整滑片位置，使灯泡两端电压为零6.6.坐标系纵轴和横轴标度要适中，以使所描图线充分坐标系纵轴和横轴标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜占据整个坐标纸为宜第57页误差分析：误差分析：1 1 因为电压表、电流表不是理想电表，因为电压表、电流表不是理想电表，表内阻对电路影响会带来误差表内阻对电路影响会带来误差2 2 测量时读数带来误差测量时读数带来误差3 3 在坐标纸上描点、作图带来误差在坐标纸上描点、作图带来误差第58页次序12345678电压U/V0.20.61.01.41.82.22.63.0电流A/I0.02 0.06 0.10 0.14 0.17 0.19 0.20 0.21作图:第59页U/VI/A01230.10.20.3返回第60页第61页实验目(1)(1)掌握用电压表和电流表测定电源电掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻方法动势和内阻方法.(2)(2)学会用学会用U-IU-I图线处理数据方法图线处理数据方法.第62页试验原理试验原理闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律E=U+IrE=U+Ir经过改变屡次滑动变阻器阻值（外电阻），测出对应经过改变屡次滑动变阻器阻值（外电阻），测出对应外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程方法或图象法求得电动势和内阻。解方程方法或图象法求得电动势和内阻。AVKE,r内阻太小怎么办？内阻太小怎么办？第63页试验数据处理试验数据处理1.1.计算法计算法从而计算出：从而计算出：AVKE,r第64页试验数据处理试验数据处理2.2.图像法图像法依据依据E=U+IrE=U+IrU=E-IrU=E-IrIUAB电动势电动势E E短路电流短路电流纵坐标能够纵坐标能够不从不从0 0开始开始电源伏安特征曲线电源伏安特征曲线AVKE,r斜斜 率率k k绝绝 对对 值值=r r第65页误差分析误差分析1 1、本试验中，存在、本试验中，存在系统误差系统误差是因为是因为电压表分流电压表分流引发。引发。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该试验图线可知，该试验测量结果将造成电源电动测量结果将造成电源电动势势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测测第66页AVKE,rAVKE,r试验初步变形试验初步变形为何试验不使用右图电路测量？为何试验不使用右图电路测量？想一想想一想假设是理想电表，两个电路图是一样假设是理想电表，两个电路图是一样对于内阻比较大电源，使用右图对于内阻比较大电源，使用右图第67页误差分析误差分析AVKE,r1 1、本试验中，存在、本试验中，存在系统误差系统误差是因为是因为电流表分压电流表分压引发。引发。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该试验图线可知，该试验测量结果将造成电源内阻测量结果将造成电源内阻r r偏大偏大，但电动势，但电动势E E测测=E=E真真U外外U测测UA第68页测定金属电阻率测定金属电阻率试验：试验：第69页1.实验目:练习使用螺旋测微器和游标卡尺，并会进行读数练习使用螺旋测微器和游标卡尺，并会进行读数学会用伏安法测电阻阻值学会用伏安法测电阻阻值测定金属电阻率测定金属电阻率第70页2.2.试验原理试验原理:第71页电路原理如图电路原理如图第72页3.3.试验器材试验器材螺旋测微器螺旋测微器，毫米刻度尺毫米刻度尺，学，学生电源，电流表，电压表，滑生电源，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，被测金属导动变阻器，开关，被测金属导线，导线若干线，导线若干第73页4.4.试验步骤试验步骤（1）用螺旋测微器）用螺旋测微器测金属导线直径测金属导线直径，计算其横截面积计算其横截面积S；（2）确定电表量程，连接电路；）确定电表量程，连接电路；（3）用毫米刻度尺测出）用毫米刻度尺测出连入电路中连入电路中金属导线长度；金属导线长度；（4）将滑动变阻器阻值调至）将滑动变阻器阻值调至最大最大后后闭合开关；（限流式时）闭合开关；（限流式时）第74页（5）改变滑片位置，读出几组对应）改变滑片位置，读出几组对应U、I值并计算金属导线电阻；值并计算金属导线电阻；（6）代入测量数据计算金属导线电）代入测量数据计算金属导线电阻率；阻率；（7）断开开关，拆除电路，整理器）断开开关，拆除电路，整理器材。材。第75页5数据处理数据处理测量数据填入下表中：测量数据填入下表中：试验次数长度长度L/cm平均平均长度长度L/cm直径直径d/mm平均平均直径直径d/mm横截面积横截面积S/mm2123第76页(1)金属丝长度金属丝长度L_ cm_ m.(2)金属丝横截面积金属丝横截面积S_mm2_m2.(3)金属丝电阻金属丝电阻R_.第77页试验次数电压电压U/V电流电流I/A电阻电阻R/R/123(4)金属丝材料电阻率金属丝材料电阻率 _m.第78页6.6.注意事项注意事项（1）本试验中被测金属电阻阻值较）本试验中被测金属电阻阻值较小，所以测量电路必须采取小，所以测量电路必须采取电流表电流表外接法外接法；（2）为减小误差，）为减小误差，测量直径测量直径时，应时，应在金属导线在金属导线三个不一样位置三个不一样位置各测一各测一次，求其次，求其平均值平均值；第79页（3）测量导线长度时，应测量拉直）测量导线长度时，应测量拉直连入电路连入电路有效有效长度长度，且测三次，取平，且测三次，取平均值；均值；（4）开关闭合前滑动变阻器滑片应）开关闭合前滑动变阻器滑片应置于置于阻值最大阻值最大位置；（限流式时）位置；（限流式时）（5）测电阻时，）测电阻时，电流不宜过大电流不宜过大，通通电时间不宜过长。电时间不宜过长。以免金属丝温度升以免金属丝温度升高，造成电阻率在试验过程中变大高，造成电阻率在试验过程中变大第80页1 1金属丝横截面积是利用直径计算得到，直径测量是金属丝横截面积是利用直径计算得到，直径测量是产生误差主要原因之一产生误差主要原因之一.2 2采取伏安法测量金属丝电阻时，因为采取是电流表采取伏安法测量金属丝电阻时，因为采取是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率测量值偏小外接法，测量值小于真实值，使电阻率测量值偏小.3 3金属丝长度测量、电流表和电压表读数等会带来测量误差金属丝长度测量、电流表和电压表读数等会带来测量误差.4 4金属丝通电后发烧升温，会使金属丝电阻率变大，造金属丝通电后发烧升温，会使金属丝电阻率变大，造成偶然误差成偶然误差.五、误差分析五、误差分析第81页螺旋测微器原理和使用：螺旋测微器原理和使用：螺旋测微器是依据螺旋放大原理制成螺旋测微器是依据螺旋放大原理制成，即，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距距离线方向前进或后退一个螺距距离.所以，沿轴所以，沿轴线方向移动微小距离，就能用圆周上读数表线方向移动微小距离，就能用圆周上读数表示出来示出来.第82页 螺旋测微器上精密螺纹螺旋测微器上精密螺纹螺距螺距是是0.5mm0.5mm，可动刻度，可动刻度有有5050个等分刻度个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退前进或后退0.5mm0.5mm，所以旋转每个小分度，相当于测，所以旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退微螺杆前进或后退0.5mm/50=0.01mm.0.5mm/50=0.01mm.可见，可动刻可见，可动刻度度每一小分度表示每一小分度表示0.01mm0.01mm，所以螺旋测微器可，所以螺旋测微器可准确准确到到0.01mm0.01mm.因为还能再估读一位，可读到毫米千分位，因为还能再估读一位，可读到毫米千分位，故又名故又名千分尺千分尺.第83页图图1 1第84页1.1.螺旋测微器读数：螺旋测微器读数：实际测量时，实际测量时，分度线不一分度线不一定恰好与读定恰好与读数基线对齐，数基线对齐，这时还必须这时还必须往下估读往下估读0.001mm.0.001mm.7.038第85页可见，用螺旋测微器测量物体长度时可见，用螺旋测微器测量物体长度时,以以“mm”mm”为单位，为单位，小数点后必有三位小数点后必有三位.读数时，先从固定刻度上读出大于半读数时，先从固定刻度上读出大于半毫米大数部分，再从可动刻度上读出小于半毫米小数部分，毫米大数部分，再从可动刻度上读出小于半毫米小数部分，二者之和就是被测物体总长度二者之和就是被测物体总长度.（读数分为（读数分为0.5mm0.5mm以上大数与以上大数与0.5mm0.5mm以下小数而不分为整数以下小数而不分为整数和小数）和小数）第86页1.1.使用螺旋测微器时注意事项使用螺旋测微器时注意事项（1 1）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停顿使用旋钮，）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停顿使用旋钮，而改用微调旋钮，防止产生过大压力，既可使测量结果准确，而改用微调旋钮，防止产生过大压力，既可使测量结果准确，又能保护螺旋测微器又能保护螺旋测微器.（2 2）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米刻度线是否）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米刻度线是否已经露出已经露出.四、注意事项四、注意事项第87页（3 3）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度零点恰好与可动刻度某一刻度线对齐，千分位上也固定刻度零点恰好与可动刻度某一刻度线对齐，千分位上也应读取为应读取为“0”.0”.（4 4）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度零点与固定刻度零）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度零点与固定刻度零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最终测长度点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最终测长度读数上去掉零误差数值读数上去掉零误差数值.第88页第89页第90页第91页欧姆表测电阻原理欧姆表测电阻原理:I=ER+R0+r+Rg+Rx 依据闭合电路欧姆定律，利依据闭合电路欧姆定律，利用电流随外电阻用电流随外电阻Rx改变而制成。改变而制成。0 0第92页欧姆表盘特点欧姆表盘特点:原理：闭合电路欧姆定律（1）刻度：短接时调整调零电阻R使电流表G指针满偏。即有RGErIgRggI=ERg+r+R“0”R +r+R是欧姆表内阻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中电流 X ERg+r+RRX+I=红进黑出红进黑出第93页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)欧姆表刻度与其它表刻度欧姆表刻度与其它表刻度相反（相反（0在右端在右端）（2）欧姆表每次测电阻）欧姆表每次测电阻前需调零。前需调零。不能带电测量。不能带电测量。（3）欧姆表中电池用久了，电动势和内阻要改变，测出电阻）欧姆表中电池用久了，电动势和内阻要改变，测出电阻值有较大误差。所以欧姆表惯用来粗测电阻。值有较大误差。所以欧姆表惯用来粗测电阻。第94页04.表盘结构表盘结构欧姆表盘刻度是均匀吗？欧姆表盘刻度是均匀吗？因为因为I 与与Rx 之间关系不是线性关系，所以欧姆表盘刻度之间关系不是线性关系，所以欧姆表盘刻度不均匀不均匀ER+r+Rg+RxI=左侧较密第95页机械调零机械调零欧姆调零欧姆调零档位开关档位开关第96页 1机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“”插孔。插孔。2选挡：选择开关置于欧姆表选挡：选择开关置于欧姆表“1”挡。挡。3欧姆欧姆调零：在表笔短接时调整欧姆挡调零旋钮使指针指在调零：在表笔短接时调整欧姆挡调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若右端电阻零刻度处，若“欧姆零点欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。应更换表内电池。4测量读数：将待测电阻从电路中拆下测量读数：将待测电阻从电路中拆下，将表笔搭接在待测电将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示电阻值阻两端，读出指示电阻值:读数：读数：测量值表盘指针示数测量值表盘指针示数倍率倍率并与标定值比较，随即断开表笔。并与标定值比较，随即断开表笔。5换一个待测电阻，重复以上换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“1”或或“10”或或“100”或或“1k”挡。挡。6多用电表用完后，将选择开关置于多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压最挡或交变电压最高挡，拔出表笔。高挡，拔出表笔。多用电表使用多用电表使用测电阻测电阻红进黑出红进黑出指针指在刻度指针指在刻度中央中央附近，误差较小。附近，误差较小。第97页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满偏电流满偏电流 I Ig g满偏电压满偏电压U Ug