总复习(恒定电流实验部分).ppt

恒定电流实验复习,恒定电流部分实验内容主要有：1、测量（含电学）器材的使用与读数；2、物理量（长度、面积、电压、电流、电阻、电动势）测定与探究的原理；3、实验操作与数据处理等部分。在以上的三个内容中，一、三项属技能要求，要通过具体的练习掌握它们；而第二项的原理部分是最重要的，需要学习弄清原理的思维方法，一旦原理理解了，就可以根据原理来设计实验方案或根据实验方案来解决具体的实验问题。,恒定电流实验复习安排,一、测量工具使用与读数二、电表测量的本质、原理与改装三、实验内容与基本原理四、测量电路与控制电路五、各种基本实验电路六、实验电路的连接七、实验电路与实验器材的选择八、实验设计九、其他实验十、误差分析与实验数据处理,实验器材、测量工具的使用、读数,一、实验器材与测量工具：1、千分尺（螺旋测微器）2、游标卡尺；3、电流表、电流计4、电压表5、万用电表6、电阻箱7、滑动变阻器,A,G,V,作用：用于测量精确度要求很高的导线的直径（外径），属于测量长度的范畴。可精确到0.01mm.,游标卡尺,作用：可用于测量外径、内径及筒的深度，测量的范围比千分尺大，精度也不如千分尺。也属于测长度的范畴，可精确到0.02、0.05、0.1mm.,会正确进行电表读数,在实验中，测量时要按照有效数字的规则来读数，而测量仪器的读数规则为：测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，在中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置，对于常见的仪器可按下述方法读数：最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读；最小分度是“2”、“5”的仪器测是误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读，,电压表读数,最小分度为0.5与0.1,电流表读数,最小分度为0.1与0.02,电阻箱,要求：读数、操作,返回,电表及相关问题,电表测量物理量的本质与原理电表的量程扩大与改装非理想电表的应用,电表测量物理量的本质与原理,各种电表的测量，实质测的都是电流；通过测出的电流大小，结合欧姆定律，计算出相应的电压或电阻，来反映出被测量对象的电压值或电阻值。每一个电表都可作为电流表、电压表或是欧姆表。其原理就是：电流表+串、并联电路的性质与特点,有一个电流表，满偏电流Im=10mA，内阻rA=0.5。测电流若要让它测量通过一个电阻的电流，要如何接入电路中？画出电路图。如果该电表的读数为6mA，则通过该电阻的电流大小为_，请从串、并联电路的性质与特点说明这是为什么？,感受电流表是如何表示电流、电压、电阻大小的,测电压若要让它测量一个电阻R两端的电压，要如何接入电路中？画出电路图。如果该电表的读数为6mA，则该电阻两端的的电压大小为_，请从串、并联电路的性质与特点说明这是为什么？若让该电表改为电压表，则对应的刻度应如何改动？,感受电流表是如何表示电流、电压、电阻大小的,测电阻（干电池电动势1.5V，内阻不计）将该电流表按如图电路连接，闭合开关，要使电流表满偏，则电阻箱的阻值R=_打开开关，在开关处串接一个电阻r，此时电流表的读数为5mA，则电阻r的阻值是多少？若让该电表改为欧姆表，则在该刻度处可标电阻值是什么？,感受电流表是如何表示电流、电压、电阻大小的,电表的量程扩大与改装,量程扩大的方式为：电压用串联分压，电流表用并联分流；电表接入电路后，可根据串、并联电路的特点与性质进行讨论和计算；,练习解决电表改装问题,有两个相同的电流计，内阻Rg=100，满偏电流Ig=100A，现要分别改装成量程为5V与15V的电压表，应如何改装？画出电路图。改装后的电压表，当流过的电流的60A时，指示的电压值分别是多少？上面改装后的电压表如果将它们串联起来，指示的电压值是否相同？指针偏转的角度是否相同？,有两个相同的电流计，内阻Rg=100，满偏电流Ig=10mA，现要分别将量程扩大为0.3A与0.6A的电流表，应如何改装？画出电路图。改装后的电流表，当流过的电流的6mA时，指示的电流值分别是多少？上面改装后的电流表如果将它们串联起来接入电路中，指示的电流值是否相同？指针偏转的角度是否相同？上面改装后的电流表如果半它们并联起来接入电路中，指示的电流值是否相同？指针偏转的角度是否相同？,思考：从以上的两个问题中，你学习到了什么？有什么体会？,含有非理想电压表的电路,如图所示电路，AB之间加有稳定的电压，先后用两只电压表测R1两端的电压，读数分别是6.3V和6.5V，那么，若将两电压表同时并联到R1的两端，读数可能是：BA、分别是6.3V6.5VB、都小于6.3VC、都大于6.5VD、都是6.4V,此类问题在实验中有可能会遇到，要知道如何进行处理。,从哪看出是非理想电压表呢？,涉及非理想电表的电路计算，电表可视为已知电流（或电压）大小的一个电阻，加入到电路中去；,如果两个电流表的满偏电流均为Ig=3mA,内阻Rg=100,欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表,则:（1）分别串联的电阻R1和R2为多大?（2）将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时,指针的偏角1和2有何关系,示数U1和U2有何关系?,含有非理想电压表的电路,答案（1）9004900（2）1=2U1U2=15,实验内容与基本原理,L.导线的长度；d.导线的直径；S.导线的横截面积；R.电阻；U.电压；I.电流；r.电源的内阻；E.电源的电动势,链接,思考：哪些物理量可以直接测得？哪些得间接通过公式得到？,1、测定金属的电阻率2、伏安法测电阻3、测小灯光的额定功率4、测电源的电动势与内阻,感受变“测”为“算”的思想,应具备的基本技能：1、各相关实验器材（测量工具）的使用、读数；2、串、并联电路的特点与性质；3、会看懂电路和画出等效电路图；4、实验数据的处理与计算（含函数图象）,以公式法为主,建立程序性思维方法,实验目的,获取物理量？,间接方法,直接方法,各测量工具的使用与读数,公式法,替代法,等效法,测量电路,控制调节电路,数据及处理,误差原因及分析,实验方法一：公式法,公式法即通过变“测”为“算”来获取要测量的物理量。电路构成：测量电路控制电路测量电路的作用：是为了获取电流和电压值，由于电压表与电流表都不是理想电表，因此就有连接方法的问题存在。控制电路的作用：是为了保证实验器材的安全与获取多组实验数据而提出来的，也同样存在着不同的连接问题。,电流表外接法,电流表内接法,测量电路及相关问题,1、测量电路的构成与接法,要求：会熟练画出两种测量电路,系统误差：误差总是偏大或偏小,2、测量电路的比较与误差分析,3、测量电路与电表的选择,练习解决测量电路问题,A,用伏安法测电阻,可采用图所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5000,电流表内阻为0.5.（1）当测量100左右的电阻时,宜采用电路_.（2）现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10V、0.5A,则此电阻的测量值为,真实值为.,练习解决测量电路问题,答案（1）甲（2）2020.08,思考：1、要选择测量电路，需要计算哪些物理量？2、要如何计算测量值与真实值？,控制电路与滑动变阻器,1、控制电路的构成与电路图,要求：会熟练画出两种控制电路图,限流式：一上一下分压式：一上二下,2、控制电路图与滑动变阻器的连接,D,C,A,B,两种电路的比较1、两种控制电路的特点2、对测量电路两端电压的调节范围3、滑动变阻器与测量电路电阻的关系一般情况下：限流接法时，R滑Rx且相差不多；分压式接法时，R滑R时，通常采用分压式连接；当Rx与R相差不多时，且RRx时，通常采用限流式连接；2、在不能直接确定限流式或是分压式连接时，应先按照限流式连接计算电路中的最大电流与最小电流，并与电表或用电器允许通过的最大电流或量程进行比较，再做出判定；,实验实验器材与电路的选择,1、选择的对象与任务：实验器材与实验电路（测量电路与控制电路）的选择；2、选择的原则与顺序：确保安全、测量准确（误差要小）、便于操作3、选择的步骤与方法：选择测量电路(含电表)控制电路（含滑动变阻器）,器材选择,A1,V2,伏安法测电阻,实物连接,小结：电路实物连接的要求与步骤。,已知电阻丝的电阻约为10，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有_(只填代号).A.量程是00.6A，内阻是0.5的电流表；B.量程是03A，内阻是0.1的电流表；C.量程是03V，内阻是6k的电压表；D.量程是015V，内阻是30k的电压表；E.阻值为01k，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F.阻值为020，额定电流为2A的滑动变阻器；G.蓄电池(6V)；H.开关一个，导线若干.,A,C,G,F,H,器材选择,伏安法测电阻,小结：选择器材与电路的顺序,器材选择,伏安法测电阻,该限制条件意味着什么？,画图连线,Rx,伏安法测电阻,器材、电路选择,GHADE,b,读数与计算,U=1.20VI=0.50A,为了测量一个阻值约为30K的电阻Rx，备有下列器材：A、电动势为15V的电源，内阻不计B、A1：量程为0.6A、内阻为0.5C、A2：量程为3A、内阻为0.01D、V1：量程为5V、内阻为10KE、V2：量程为15V、内阻为20KF、R1：滑动变阻器，0100，Im=1AG、R2：滑动变阻器，01750，Im=0.25A,实验器材选择练习,1、选择的器材有_2、画出实验电路图，并在图上标出代号3、根据实验电路图，写出电阻Rx的计算式_,思考：对于器材的选择，你有什么体会？,器材与电路选择,伏安特性曲线,思考：为什么选择分压式连接？这与题目提出的条件有什么关系？,器材与电路选择,测小电珠电功率,画图连线,A,C,电表改装,测电池电动势与内阻,思考：基本电路是什么？从器材上看你有什么发现？应如何解决？,器材选择,测电池电动势与内阻,小结：实验电路的连接的基本方法与步骤1、根据电路图，画出几个回路；2、依照各个回路，从主回路（含电源的回路）由正极出发进行连线；3、再依其他的各个回路进行连线，最后连接电压表。,误差分析与实验数据处理,系统误差与偶然误差伏安法测电阻误差分析测电源电动势与内电阻误差分析误差分析的方法数据处理的方法,数据处理,电表改装,E,C,RL=5,返回,实验方法二：替代法,为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I11.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I20.80mA，记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为_。,经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。由此可测出Rx_。,利用等效法测电阻,半偏法测电流表电阻原理:测量步骤:对实验器材的要求:,RR,实验方法三：等效法,利用等效法测电阻,半偏法测电压表电阻,甲乙,试分析电路甲、乙是如何测出电压表内阻的？为了减小实验误差，对实验器材有什么要求？,练习使用多用电表,面版构造,电原理图,测电流,测电压,I,1、甲图中，回路总电阻为R=r+rg+R，此时I=E/R，在电表指针的位置标上02、丙图中AB两端待测电阻值为Rx，此时电流的大小为:I=E/（Rx+R）此时表盘上指针所指位置标上阻值Rx,欧姆表测电表原理,用表盘中央电阻刻度为“15”的多用电表电阻档测量一个阻值约为1800的电阻，选用倍率为_的档位可使测量的准确程度较高？,返回,实验设计,根据要测量的物理量，通过一些具体的公式来进行思考、设计,测量电路：控制调节电路：,7,6.3,含有测量仪表的电路,限流、分压,返回,实验内容、实验原理及条件,公式法：利用与测定的物理量相关的公式，用测量工具测出式中的物理量，再用公式计算获取实验要测定的物理量,描绘小电珠的伏安特性曲线,待后专门讲解,物理量测定直接法的应用,测量电路,控制调节电路,测定电源的电动势和内阻,公式、图象法,各个实验基本电路图,伏安法测电阻（含描绘小电珠的伏安特性曲线）测电源的电动势和内阻画出实验电路图,返回,实验电路的连接,伏安法测电阻,实验电路的连接,测电源的电动势和内电阻,实验电路的连接,小结：实验电路的连接的基本方法与步骤1、根据电路图，画出几个回路；2、依照各个回路，从主回路（含电源的回路）由正极出发进行连线；3、再依其他的各个回路进行连线，最后连接电压表。,返回,C,信息提取,冰箱工作时有什么特点，如何从图中看出？,功率的计算,3.测一个阻值约为25k的电阻,备有下列器材:A.电流表（量程100A,内阻2k）B.电流表（量程500A,内阻300）C.电压表（量程10V,内阻100k）D.电压表（量程50V,内阻500k）E.直流稳压电源（电动势15V,允许最大电流1A）F.滑动变阻器（最大电阻1k,额定功率1W）G.电键、导线若干（1）电流表应选,电压表应选.（2）画出测量Rx的原理图.答案（1）BC（2）电流表内接,分压式如右图所示,(3)用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内