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) ppt课件

.,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/33R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RXRA或RXRARV时，选择安培表内接,(2)当RXRV或RXRARV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0U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4050，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010V，RV约20K)电流表(量程050mA，RA约20）电流表(量程0300mA，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4050，需进一步测定其阻值，现有以下器材：电压表(量程010V，RV约20K)电流表(量程050mA，RA约20）电流表(量程0300mA，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4050，需进一步测定其阻值，现有以下器材：电压表V(量程010V，RV约20K)电流表A1(量程050mA，RA约20）电流表A2(量程0300mA，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4050，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I1A)电流表A1(量程0100A，内阻RA=2k）电流表A2(量程0500A，内阻RA=0.3k）电压表V1(量程010V，内阻RV=100K)电压表V2(量程050V，内阻RV=500K)变阻器R（量程01K，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I1A)电流表A1(量程0100A，内阻RA=2k）电流表A2(量程0500A，内阻RA=0.3k）变阻器R（量程01K，额定功率1W）,因RXR，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I1A)电压表V1(量程010V，内阻RV=100K)电压表V2(量程050V，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I1A)电流表A1(量程0100A，内阻RA=2k）电流表A2(量程0500A，内阻RA=0.3k）电压表V1(量程010V，内阻RV=100K),最大电流Imax=10/RX=400A，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0500A，内阻RA=0.3k）电压表V1(量程010V，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0.1999.9，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0.1999.9，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=10/5010-3=200一半电流时Rmax=10/2510-3=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0.1999.9，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0.1999.9，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(9001000)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r1750；电压表V2，量程为5V，内阻r22500；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(9001000)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r1750；电压表V2，量程为5V，内阻r22500；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RAR2,（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（09999）、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R110，读得电压表的读数为U1（2）将电阻箱R阻值调到R220，读得电压表的读数为U2，由方程组U1U1r/R1、U2U2/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IU/R计算出电流的值，然后作出UI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U0km0g，得kU0/m0g测得Ukmg，所以mm0U/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100、内阻约3040的电流表一个，定值电阻150，定值电阻2100，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15）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、乙是两组同样的器材实物图，