高三物理高考复习实验课件：电学仪表的使用和选择.ppt

电学仪表的使用和选择 一 电学实验仪器的使用常规二 电表的使用 电流和电压的测量1 清楚仪器的量程2 清楚仪器的最小分度3 清楚仪器的读数方法三 滑动变阻器的使用两种电路比较例1特殊接法四 电阻箱的使用五 欧姆表的使用六 选择器材和电路的一般原则例2例31 电压表 电流表的选择2 滑动变阻器的选择3 安培表内接法和外接法的选择4 分压电路和限流电路的选择 一 电学实验仪器的使用常规 在中学电学实验中 常用的测量仪器是电压表 电流表 灵敏电流计 多用表等 使用它们时一般要先做到 b 清楚仪器的最小分度 c 清楚仪器的读数方法 d 检查并调整机械零点 e 对欧姆表要检查并调整机械零点 a 清楚仪器的量程 了解电表的内阻 二 电表的使用 电流和电压的测量 电流表是由灵敏电流计并联一个小的分流电阻而成 因此内电阻很小 理想电流表内电阻为零 电流表要串联在电路中 电压表是由灵敏电流计串联一个大的分压电阻而成 因此内电阻很大 理想电压表内电阻为无穷大 电压表要并联在电路两端 1 清楚仪器的量程 2 清楚仪器的最小分度 学生用的电流表0 0 6a挡的最小分度是0 02a 0 3a挡的最小分度是0 1a 学生用的电压表0 3v挡的最小分度是0 1v 0 15v挡的最小分度是0 5v 3 清楚仪器的读数方法 请读出图示电压表 电流表的示数 电压表0 3v挡读数为 0 15v挡读数为 1 90v 9 5v 电流表0 0 6a挡读数为 0 3a挡读数为 0 18a 0 89a 三 滑动变阻器的使用 串联限流电路 并联分压电路 分压器 滑动变阻器的两种主要连接方式 两种接法均可起到调压 限流作用 但调节范围不同 功率损耗也不同 分压接法的优势是 电压变化范围大 限流接法的优势在于电路连接简便 附加功率损耗较小 当两种接法均可满足实验要求时 一般选限流接法 当负载rx较小 变阻器总阻值r较大时 r是rx的几倍 限流接法对电流 电压控制范围较宽 控制作用显著 一般用限流接法 但当负载电阻rx较大 而变阻器总阻值r较小时 rx是r的几倍 限流接法对电流 电压控制范围较小 调控作用不明显 一般选分压接法 0 u 两种电路比较 例1 某学生想按图示a或b电路 用导线将6v电池组 6v 2a 小灯 0 10 滑动变阻器和电键连接成一个调光台灯 请你分析这两个电路的台灯在使用时的优 缺点 解答 对于电路a 小灯d的最大电流约为ia e rd 最小电流ia e rd r 灯不会熄灭 灯的亮度调节范围较小 对于电路b 小灯d两端的电压可调到0 最小电流ib 0 灯的亮度调节范围较大 小灯电流为0时 电源输出电流不为0 正常工作时变阻器要多消耗一部分电能 不经济 右图电路中 设路端电压u不变 当滑动变阻器的滑动触头p从a端滑向b端的过程中 总电阻逐渐减小 总电流i逐渐增大 rx两端的电压逐渐增大 电流ix也逐渐增大 这是实验中常用的分压电路的原理 滑动变阻器r左半部的电流i 先减小后增大 滑动变阻器的两种特殊接法 右图电路中 当滑动变阻器的滑动触头p从a端滑向b端的过程中 到达中点位置时外电阻最大 总电流最小 所以电流表a的示数先减小后增大 可以证明 a1的示数一直减小 而a2的示数一直增大 四 电阻箱的使用 45190 五 欧姆表的使用 122 选档调零测量换档再调零测量读数结束注意 六 选择器材和电路的一般原则 1 安全性原则 不超过电表量程 2 精确性原则 尽量减小测量误差a 选择量程时 尽量使得在读数时 电流表 电压表指针的偏角超过满刻度的2 3 欧姆表指针尽量在表盘的中间附近 b 多次重复测量 求平均值 3 简便性原则 在中学电学实验中 选择器材和电路的原则是 例 有一个电阻rx 其阻值大约是25k 可供选择的器材是 电流表a1 0 100 a 2k 电流表a2 0 500 a 300 电压表v1 0 10v 100k 电压表v2 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 并将实物图连线 解 1 电压表 电流表的选择 超过两表的量程 因此滑动变阻器必须用分压器接法 若电压表选v2 50v 因为电源电压15v不足其量程的1 3 所以电压表应选v1 10v 由于电阻rx中的最大电流为i 10v 25k 0 4ma 400 a 若滑动变阻器用限流接法 电路中的最小电流为i 15v 26k 0 577ma 577 a 所以电流表选a2 500 a 2 滑动变阻器的选择 滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用 为了使电流电压有较明显的变化 在限流电路中 一般滑动变阻器的阻值r 3 5 rx在分压器电路中 一般滑动变阻器的阻值r 1 3 1 5 rx 3 安培表内接法和外接法的选择因为rx 25k ra 300 所以采用安培表内接法 4 分压电路和限流电路的选择 分压电路可以使待测电阻上的电压从最大值调到零 限流电路却不可以 分压电路连线复杂 限流电路连线简单 分压电路消耗的额外功率大 限流电路消耗的额外功率小 我们可根据这两种电路的特点 按照实验要求进行选择 在上面例题中 如果用限流电路 因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍 所以变阻器对电流 电压的的调节作用很小 这里我们应该选用调节作用范围大的分压电路 根据以上分析 画出实验电路图如下 电流表a1 0 100 a 2k 电流表a2 0 500 a 300 电压表v1 0 10v 100k 电压表v2 0 50v 500k 实物图连线如图示 例3 为了测定一个 6 3v 1w 的小电珠正常发光时的电阻 实验室提供了下列实验器材 a 电流表a1 0 6a 0 2 b 毫安表a2 200ma 0 5 c 电压表v1 10v 1k d 电压表v2 15v 1 5k e 电源e1 6v 2af 电源e2 9v 1ag 电源e3 15v 0 1ah 可变电阻r1 10 1wi 可变电阻r2 20 0 8wj 可变电阻r3 50 0 5wk 导线若干 电键一个 实验时应选用的器材是 在右边的线框中画出实验的电路图 要求测量误差尽可能小 bcfik 1 先选择电源 e e1 6v2af e2 9v1ag e3 15v0 1a 可见e1太小 e3太大 应选用f e2 9v 2 求出小电珠及可变电阻的额定值 小电珠 6 3v 1w h r1 10 1wi r2 20 0 8wj r3 50 0 5w i1 0 32ai2 0 2ai3 0 1ai灯 0 16ar灯 40 3 可变电阻的选择 r3的额定电流小于i灯 不能用 对于r1 若选分压电路 可变电阻r中的电流大于i1 不能用 若选限流电路