高考物理电学实验复习.ppt

电学实验中仪表的选择 电学实验的原则 安全 可行 准确 安全性原则 要能够根据实验要求和客观条件选择仪器 要注意测量仪器的量程 电阻类器件的电流不能超最大允许电流准确性原则 选用精度合适的测量工具 在安全的情况下 选小量程的精确度好 对于电压 电流表等一般要求实际读数不小于量程的1 3 对于用欧姆表测电阻指针一般要求在中央刻度附近可操作性原则 实验时需考虑调节方便 如滑动变阻器的选择既要考虑它的额定电流 还要考虑阻值大小在实验操作的方便 例1有一电阻R 其阻值大约在40至50之间 需进一步测定其阻值 现有下列器材 电池组 电动势为9V 内阻忽略不计 电压表 量程为0至10 内阻20 电流表 量程为0至50 内阻约20 电流表 量程为0至300m 内阻约4 滑动变阻器 阻值范围为0至100 额定电流1A 滑动变阻器 阻值范围为0至1700 额定电流0 开关 及导线若干 实验电路图如图 所示 实验中要求多测几组电流 电压值 在实验中应选电流表和滑动变阻器 分析与解首先估算电路中可能达到的最大电流值 假设选电流表 则超过了的量程 及假设选电流表 则未超出的量程 故应选电流表 这一选择遵循了安全性原则 对滑动变阻器的选择 假没选R1 电路中的最小电流约为 故电路中的电流强度范围为0 06A 0 18A 又假设选A2 电路中的最小电流约为 故电路中的电流强度范围为0 005A 0 18A 因为电流表A2的量程为0 3 电流强度为0 06 时 仅为电流表A2 量程的1 5 如果移动滑动变阻器阻值再增大 其电流表的示数将更小 读数误差会更大 因此对于R2而言 有效的调节长度太小 将导致电流强度值随滑动片位置的变化太敏感 调节不方便 故应选滑动变阻器R1 这一选择就遵循了方便性原则 二 选择内容 滑动变阻器的选择 一 量程的选择 在满足实验要求的条件下 要选用阻值比较小的变阻器 因为阻值越小 电阻的变化越平缓 不致使测量电路中的电流或电压变化非常突然 调节方便 二 在电路中连接方式的选择 滑动变阻器在电路中的连接方式包括分压和限流 1 限流连接方式1 一般情况或者没有特别说明的情况下 由于限流电路能耗较小 结构连接简单 应优先考虑限流连接方式2 R变 RX或R变 RX 要选用限流连接方式3 闭合开关S前P在b端 分压连接方式1 R变 RX2 要求测量电路的电压从零开始或要求测多组数据 3 实验所提供的电压表 电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小 采用限流接法时 无论怎样调节 电路中的实际电流均超过所允许的最大电流 在这种情况下 必须采用限流接法 4 闭合开关S前P在a端 电压表和电流表的选择 一 量程的选择 1 如果题目中给出被测用电器的额定功率 即隐含给出被测用电器的额定电压和额定电流 这种情况要从保护被测用电器的角度出发 用电流表或电压表的示数来控制用电器中的电流或其两端的电压 2 如果题目中没有给出被测用电器的额定功率 则要从保护电流表和电压表的角度出发 要求测量的电流或电压的最大值不能超过电流表或电压表的量程 3 在电流表和电压表的量程大于测量值的前提条件下 量程越接近测量值越好 二 电流表内接和外接的选择 电流表内接方式 大内高 1 X RA2 X 电流表外接方式1 X RV2 X 3 如果 X RA RV的大小事先未知 可用试触法确定电流表的内外接法 如图 三 选择顺序 先选电压表 电流表 滑动变阻器的量程 然后确定电流表的内外接法 再选择控制电路并画出实验电路图 例2有一小灯泡上标有 6V0 6 的字样 现在要用伏安法测量这个灯泡的图线 已知所用器材有 是电流表 0 0 3 内阻1 电压表 0 15 内阻20k 滑动变阻器 0 30 2 学生电源 直流9 开关一只 导线若干 为使实验误差尽量减小 画出合理的实验电路图 分析与解因为电压表内阻远大于灯泡的最大阻值60 因此选择电流表外接法 电路如图 所示 例 用伏安法测量阻值约为几十欧的线圈的电阻 己知所用电流表的量程为 0 0 6 内阻0 125 电压表的量程为 0 15 内阻为15k 蓄电池组电压为12 问应采用哪一种连接电路 分析与解 因为 而题目给出的被测电阻阻值约为几十欧 可能大于43欧 也可能小于43欧 因此内接法 外接法两种电路均可采用 例 用伏安法测量某电阻凡阻值 现有实验器材如下 侍测电阻 阻值大约为5 额定功率为1 电流表 量程 内阻0 2 电流表 量程0 3A 内阻0 05 电压表 量程0 3V 队阻3k 电压表 量程0 15V 内阻15k 滑动变阻器 0 50 蓄电池 电动势为6V 开关 导线 为了较准确测量阻值 保证器材的安全 以及操作方便 电流表 电压表应选择 并画出实验电路图 分析与解1确定电压表 电流表 2 确定电流表内外接法 3 确定控制电路 因滑动变阻器的全值大于被测电阻值 故首先考虑滑动变阻器的限流接法 四 典型题1 有一电阻RX 其阻值约100 额定功率为0 25W 要用伏安法较准确地测量它的阻值 实验器材有 安培表A1 量程为50mA RA1 100 安培表A2 量程为1A RA2 20 电压表V1 量程为5V RV1 10k 电压表V2 量程为15V Rv2 30k变阻器R变1 变阻范围0 20 2A 变阻器R变2 变阻范围0 1000 0 5A 9V电源 电键 导线 1 实验中应选用的电流表 电压表 变阻器分别是 2 画出所用实验电路 解析 1 允许通过电阻中电流可能的最大值为 因为P I2RI2 A 50mA因为电阻可能为200 所以通过被测电阻的电流的最大值可能是35mA 应用电流表的示数来控制通过电阻的电流 因此 电流表应选A1 因为P U2 RU1 V 5V 因为电阻可能为100 所以允许加在电阻两端的电压的最大值可能是5V 应用电压表的示数来控制加在电阻两端的电压 因此电压表应选V1 因为R变150mA 所以应选变阻器R变1 因为R变1RX RA1 1 2 所以应选用外接电路2 实验所用电路如图所示 2 要比较准确地测一个电阻RX 阻值在50 60之间 实验室提供的器材如下 电池组E 12V r 0 5 电压表V 0 10V 电流表A1 0 50mA RA1 20 电流表A2 0 300mA RA2 0 01 滑动变阻器R1 0 100 1A 滑动变阻器R2 0 17