高三物理电学实验(仪器读数选择电流表内接外接分压限流及设计电路思路) 课件.ppt

电学实验总复习 赤峰市田家炳中学 物理学科组讲座08 04 赤峰市田家炳中学高级教师 朱延飞 电学实验 仪器读数 读数规则 一般估读到电表最小分格的1 2以下 1 如果最小分格为0 1A 0 01A等 要向下估读一位 如1 05A 1 005A等 2 如果最小分格为0 5A 0 02A等 读在所在位不估读 如1 4A 1 02A等 3 电阻箱不估读 指针指到固定值 电学实验 仪器读数 读数方法 1 先看量程大小 2 再看最小分格 3 后看指针位置 例 如图是电压表的刻度盘 若当时使用的是该表的0 3V量程 那么电压表读数为多少 若当时使用的是该表的0 15V量程 那么电压表度数又为多少 若当时使用的是该表的0 0 6A量程 那么电流表度数又为多少 电学实验 仪器读数 最小格0 1V 需估读 为1 25V或2 50V 最小格0 5V 不估读 为6 3V或12 5V 最小格0 02V 不估读 为0 25V或0 50V 电学实验 仪器读数 安培表 电学实验 仪器读数 电压表 电学实验 仪器读数 电阻箱 总结 设计电路方法 电学实验 仪器选择 选择规则 1 一般读数在所选是量程2 3以上 至少要超过1 3 2 欧姆表在R中 3 3R中读数为宜 较准确 3 保证表的安全 不超过表的量程 例 一多用表有四个欧姆档 分别为 1 10 100 1000 现用它来测量一未知电阻的阻值 当用 100 档测量时 发现指针的偏转角度很小 为了使测量结果更准确 测量前应进行如下两项操作 先 接着 然后再测量并读数 先调成 1000 档 表笔短接调零 万用电表 swf 3 若无法估计被测电阻的阻值大小 可以利用试触法 如图将电压表的左端接a点 而将右端第一次接b点 第二次接c点 观察电流表和电压表示数的变化 若电流表示数变化大 说明被测电阻是大电阻 应该用内接法测量 若电压表读数变化大 说明被测电阻是小电阻 应该用外接法测量 电路选择 安培表内 外接 选择规则 1 当RX RA或RX RARV时 选择安培表内接 2 当RX RV或RX RARV时 选择安培表外接 这里所说的变化大 是指相对变化 即 I I和 U U 试触法判断 swf 电路选择 变阻器分压 限流接法 选择规则 限流接法 1 电阻上电压读数范围较小 2 选用总阻与被测电阻阻值相近的变阻器 两种接法均适用时 选用限流接法 选择规则 分压接法 1 电阻上电压读数范围大 在0 U之间 2 选用总阻比被测电阻阻值小得多的变阻器 要求电压从零开始读数 或要求读数范围尽量大 所提供的实验仪器 电表量程不够 变阻器总阻远小于被测电阻或与之串联电阻阻值 变阻器限流接法 swf 变阻器分压接法 swf 例题一 有一电阻RX 其阻值约为40 50 需进一步测定其阻值 现有以下器材 电池组 E 9V r 0 5 电压表 量程0 10V RV约20K 电流表 量程0 50mA RA约20 电流表 量程0 300mA RA约4 滑动变阻器R1 最大值100 额定电流1A 滑动变阻器R2 最大值1700 额定0 3A 开关S和导线若干 图1 两个电路中选哪一个 安培表和变阻器选哪一个 图2 第一步 选哪个电路 有一电阻RX 其阻值约为40 50 需进一步测定其阻值 现有以下器材 电压表 量程0 10V RV约20K 电流表 量程0 50mA RA约20 电流表 量程0 300mA RA约4 图1 图2 第二步 选哪个安培表 有一电阻RX 其阻值约为40 50 需进一步测定其阻值 现有以下器材 电压表V 量程0 10V RV约20K 电流表A1 量程0 50mA RA约20 电流表A2 量程0 300mA RA约4 图1 方法 利用电路最大电流判断选择 忽略伏特表的分流作用和电池的内阻 RX取45 调R为零时电路电流最大 第三步 选哪个变阻器 有一电阻RX 其阻值约为40 50 需进一步测定其阻值 现有以下器材 图1 方法 限流电路 相距甚近 变阻器R1与待测电阻阻值相近 故选之 滑动变阻器R1 最大值100 额定电流1A 滑动变阻器R2 最大值1700 额定0 3A 电路示教板 swf 例题二 要用伏安法测定一阻值约为25k 左右的电阻的准确值 现有以下器材 直流电源U E 15V 额定电流I 1A 电流表A1 量程0 100 A 内阻RA 2k 电流表A2 量程0 500 A 内阻RA 0 3k 电压表V1 量程0 10V 内阻RV 100K 电压表V2 量程0 50V 内阻RV 500K 变阻器R 量程0 1K 额定功率1W 电键K和导线 符合实验要求 为使测量尽可能准确 则 1 测量电路应选择接法 内 外接法 2 变阻器应选择接法 限流 分压 3 电流表应选用 伏特表应选用 4 画出电路图 并连接实物图 第一步 选择变阻器接法 要用伏安法测定一阻值约为25k 左右的电阻的准确值 现有以下器材 直流电源U E 15V 额定电流I 1A 电流表A1 量程0 100 A 内阻RA 2k 电流表A2 量程0 500 A 内阻RA 0 3k 变阻器R 量程0 1K 额定功率1W 因RX R 限流电路不能有效控制电路 电流变化小 因此 选用变阻器分压接法 方法 限流接法相距近 分压接法相距远 第二步 选择伏特表 要用伏安法测定一阻值约为25k 左右的电阻的准确值 现有以下器材 直流电源U E 15V 额定电流I 1A 电压表V1 量程0 10V 内阻RV 100K 电压表V2 量程0 50V 内阻RV 500K 1 V1 V2量程与电源比较E比较 确定选V2 但读数范围小于1 2量程 读数范围小 误差大 不选 方法 保证表的安全 读数范围尽可能大于1 2量程 2 V1量程与电源比较E比较 小于E 但变阻器采用了分压接法 可以控制V1示数不超过表的量程 第三步 选择安培表 要用伏安法测定一阻值约为25k 左右的电阻的准确值 现有以下器材 直流电源U E 15V 额定电流I 1A 电流表A1 量程0 100 A 内阻RA 2k 电流表A2 量程0 500 A 内阻RA 0 3k 电压表V1 量程0 10V 内阻RV 100K 最大电流Imax 10 RX 400 A 超过A1表的量程 故选电流表A2 方法 估算最大电流或最小电流不超过表的量程 第四步 选择内 外接法 要用伏安法测定一阻值约为25k 左右的电阻的准确值 现有以下器材 电流表A2 量程0 500 A 内阻RA 0 3k 电压表V1 量程0 10V 内阻RV 100K 第五步 综合画电路图 变阻器R分压接法 电压表选V1表 电流表A2内接法 画电路图的方法 1 先画主电路2 再连辅电路3 后连电压表4 代号不忘标 A2 RX R U K V1 第六步 画实物电路图 连实物电路图的方法 1 先正后负 2 先串后并 3 电压表最后 测试例题三 安阻法 从下表中选出适当的实验器材 设计一电路来测定一电流表的精确值 直流电源E 开路电压约为10V 内阻不计 待测电流表A 量程50mA 内阻约为20 电阻箱Ra 量程0 1 999 9 实验中电路中电流不超过其额定电流 变阻器Rb 总阻约100 最大电流为1A 电键S和导线若干 1 画出电路图 并标出代号 2 写出计算电流表内阻的最后公式 并说明式中各量的物理意义 变阻器不用连在电路中 测试例题三 解 直流电源E 开路电压约为10V 内阻不计 待测电流表A 量程50mA 内阻约为20 电阻箱Ra 量程0 1 999 9 实验中电路中电流不超过其额定电流 变阻器Rb 总阻约100 最大电流为1A 电键S和导线若干 最大电流时Rmin 10 50 10 3 200 一半电流时Rmax 10 25 10 3 400 估算串联的保护电阻需要多大 测试例题三 解 直流电源E 开路电压约为10V 内阻不计 待测电流表A 量程50mA 内阻约为20 电阻箱Ra 量程0 1 999 9 实验中电路中电流不超过其额定电流 变阻器Rb 总阻约100 最大电流为1A 电键S和导线若干 1 调Ra使安培表A满偏 记录电阻箱电阻为R12 调Ra使安培表A半偏 记录电阻箱电阻为R23 计算安培表的内阻为 1 调Ra使安培表A到某一值 记录电阻箱电阻为R1和电流表示数I12 调Ra使安培表A到另一值 记录电阻箱电阻为R2和电流表示数I23 计算安培表的内阻为 测试例题三 错解 直流电源E 开路电压约为10V 内阻不计 待测电流表A 量程50mA 内阻约为20 电阻箱Ra 量程0 1 999 9 实验中电路中电流不超过其额定电流 变阻器Rb 总阻约100 最大电流为1A 电键S和导线若干 以下两图错在何处 测试例题四 伏阻法 为了测量一量程为3V的电压表的内阻RV 约几千欧 某同学采用了如图甲所示的电路进行测量 电路中电阻箱R0的最大值为9999 滑动变阻器R的最大值为50 说明该同学的设计依据 说明实验步骤 伏特表内阻为多少 说明各量物理意义 练习题五 安安法 实验室中现有器材如实物图1所示 有电池E 电动势约10V 内阻约1 电流表A1 量程10A 内阻r1约为0 2 电流表A2 量程300mA 内阻r2约为5 电流表A3 量程250mA 内阻r3约为5 电阻箱R1 最大阻值999 9 阻值最小改变量为0 1 滑线变阻器R2 最大阻值100 开关S 导线若干 要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻 1 在所给的三个电流表中 哪几个可用此电路精确测出其内阻 2 在可测的电流表中任选一个作为测量对象 在实物图上连成测量电路 3 你要读出的物理量是 用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 练习题五 1 A2 A3 4分 答对其中一个给2分 若答了A1则不给这4分 1 在所给的三个电流表中 哪几个可用此电路精确测出其内阻 2 在可测的电流表中任选一个作为测量对象 在实物图上连成测量电路 3 你要读出的物理量是 用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 练习题五 连实物图 2 若测r3 实物图如图 8分 将A2 A3的位置互换不扣分 将A2 A3换成A1 或连线有错 都不给这8分 R1 R2 E K A1 A3 A2 练习题五 3 A2 A3两电流表的读数I2 I3和电阻箱R1的阻值R1 1 在所给的三个电流表中 哪几个可用此电路精确测出其内阻 2 在可测的电流表中任选一个作为测量对象 在实物图上连成测量电路 3 你要读出的物理量是 用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 4分 计算公式与测量实物图要相符 否则不给这4分 如图不正确也不给这4分 练习题六 伏伏法 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值 900 1000 电源E 具有一定内阻 电动势约为9 0V 电压表V1 量程为1 5V 内阻r1 750 电压表V2 量程为5V 内阻r2 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Rx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V1的读数用U1表示 电压表V2的读数用U2表示 则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx 练习题六 伏伏法 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值 900 1000 电源E 具有一定内阻 电动势约为9 0V 电压表V1 量程为1 5V 内阻r1 750 电压表V2 量程为5V 内阻r2 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Rx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 练习题六 伏伏法 2 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线 R E K RX 3 若电压表V1的读数用U1表示 电压表V2的读数用U2表示 则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx 练习题六 伏伏法 2 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线 R E K RX 3 若电压表V1的读数用U1表示 电压表V2的读数用U2表示 则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx 总结 设计电路方法 高考物理实验复习专题 赤峰市田家炳中学 物理学科组讲座07 12 继续吗 近几年电学实验高考题 例1 E为电源 其电动势为 R1为滑线变阻器 R2为电阻箱 A为电流表 用此电路 经以下步骤可近似得A的内阻RA 闭合K1 断开K2 调节R1使电流表读数等于其量程I0 保持R1不变 闭合K2 调节R2 使电流表读数等于I0 2 然后读出R2的值 取RA R2 1 按电路图在实物图中画出连接导线 2 真实值和测量值之差除以真实值叫测量结果的相对误差 即 RA RX RA 试导出它与电动势 电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式 3 若I0 10mA 真实值RA约为30 要想使测量结果相对误差不大于5 电源电动势最小应为多少伏 半偏法测电阻的条件是什么 R2 R1 E K1 K2 1 按电路图在实物图中画出连接导线 2 真实值和测量值之差除以真实值叫测量结果的相对误差 即 RA RX RA 试导出它与电动势 电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式 3 若I0 10mA 真实值RA约为30 要想使测量结果相对误差不大于5 电源电动势最小应为多少伏 3 代入数据解得 6v 例2 要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势 和内阻r 约几欧 提供下列器材 电压表V1 量程3V 内阻1k 电压表V2 量程15V 内阻2k 电阻箱 0 9999 电键 导线若干 某同学用量程为15V的电压表连接成如图所示的电路 实验步骤如下 l 合上电键S 将电阻箱R阻值调到R1 10 读得电压表的读数为U1 2 将电阻箱R阻值调到R2 20 读得电压表的读数为U2 由方程组U1 U1r R1 U2 U2 R2解出 r 为了减少实验误差 上述实验在选择器材和实验步骤中 应做哪些改进 应选用量程为3V的电压表 改变电阻箱阻值R 读取若干个U的值 由I U R计算出电流的值 然后作出U I图线 得到 r 例3 某学生为了测量一物体的质量 找到一个力电转换器 该转换器的输出电压正比于受压面的压力 比例系数为k 如图所示 测量时先调节输入端的电压 使转换器空载时的输出电压为0 而后在其受压面上放一物体 即可测得与物体的质量成正比的输出电压U 现有下列器材 力电转换器 质量为m0的砝码 电压表 滑动变阻器 干电池各一个 电键及导线若干 待测物体 可置于力电转换器的受压面上 请完成对该物体质量的测量 l 设计一个电路 要求力电转换器的输入电压可调 并且使电压的调节范围尽可能大 在方框中画出完整的测量电路图 2 简要说明测量步骤 求出比例系数k 并测出待测物体的质量m 3 请设想实验中可能会出现的一个问题 1 设计的电路图如图所示 2 测量步骤与结果 调节滑动变阻器 使转换器的输出电压为零 将质量为砝码m0的放在转换器上 记下输出电压U0 将待测物放在转换器上 记下输出电压U1 由U0 km0g 得k U0 m0g测得U kmg 所以m m0U U0 3 因电源电压不够而输出电压调不到零 待测物体质量超出转换器量程 请完成对该测量 2 简要说明测量物体质量的步骤 求出比例系数k 并测出待测物体的质量m 3 请设想实验中可能会出现的一个问题 例4 图甲 乙是两组同样的器材实物图 用来测量待测电阻R的阻值 每组器材中包括 电池 电键 变阻器 电压表 电流表 等测电阻R 若干导线 1 如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻不是小很多 但R的阻值比电流表的内阻大很多 试在图甲中连线使之成为测量电路 如果待测电阻R的阻值比电流表的内阻不是大很多 但R的阻值比电压表的内阻小很多 试在图乙中连线使之成为测量电路 2 如果已知上述电压表的内阻RV和电流表的内阻RA 对图甲和图乙中连成的测量电路 分别写出计算待测电阻的公式 用测得的量和给出的电表内阻来表示 1 如下图所示 2 用图甲线路时 用图乙线路时 例5 现有器材 量程为10 0 内阻约30 40 的电流表一个 定值电阻 150 定值电阻 2 100 单刀单掷开关 导线若干 要求利用这些器材测量一干电池 电动势约1 5 的电动势 1 按要求在实物图上连线 2 用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为 式中各直接测得量的意义是 1 如图所示 2 是外电阻为R1时的电流 是外电阻为 和 串联时的电流 练习题十 测量电源B的电动势E及内阻r E约为4 5V r约为1 5 器材 量程3V的理想电压表V 量程0 5A的电流表A 具有一定内阻 固定电阻R 4 滑线变阻器R 电键K 导线若干 画出实验电路原理图 图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出 实验中 当电流表读数为I1时 电压表读数为U1 当电流表读数为I2时 电压表读数为U2 则可以求出E r 用I1 I2 U1 U2及R表示 练习题十 1 C 2 实验电路原理图如图 练习题十 利用图1所示的电路测量电流表mA的内阻RA 图中R1 R2为电阻 K1 K2为电键 B是电源 内阻可忽略 根据图1所给出的电路原理图 在图2的实物图上连线 已知R1 140 R2 60 当电键K1闭合 K2断开时 电流表读数为6 4mA 当K1 K2均闭合时 电流表读数为8 5mA 由此可以求出RA 保留2位有效数字 练习题十 图甲 乙是两组同样的器材实物图 用来测量待测电阻R的阻值 每组器材中包括 电池 电键 变阻器 电压表 电流表 等测电阻R 若干导线 1 如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻不是小很多 但R的阻值比电流表的内阻大很多 试在图甲中连线使之成为测量电路 如果待测电阻R的阻值比电流表的内阻不是大很多 但R的阻值比电压表的内阻小很多 试在图乙中连线使之成为测量电路 2 如果已知上述电压表的内阻RV和电流表的内阻RA 对图甲和图乙中连成的测量电路 分别写出计算待测电阻的公式 用测得的量和给出的电表内阻来表示 1 42 12 2 略 43 1 42 12 2 略 43 练习题十 图甲 乙是两组同样的