恒定电流实验

1、 恒定电流之电容与实验一、电路中有关电容器的计算。（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。（2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上。（3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据 正极板电荷变化情况来判断电流方向。（4） 如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于 始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那 么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。二、电表的改装（1）电流表原理和主要参数电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角与电流强度I成正比，即kI，故表的刻度是

2、均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻Rg：即电流表线圈的电阻；满偏电流Ig：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故UgIgRg（2）电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n，则根据分压原理，需串联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。（3）电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，并联电阻值越小。三、伏安法电阻的测量电阻的测量有多种方法，主要有伏安法、欧姆表法， 除此以外，还有半偏法测电阻、电

3、桥法测电阻、等效法测电阻等等.伏安法测电阻的电路选择1伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示）2实验电路（电流表内外接法）的选择3、如下图a电流表内接4、如下图b电流表外接 = =（1）若，一般选电流表的内接法。（2）若，一般选电流表外接法。四、滑动变阻器的使用1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点如图两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法. 其中，在限流电路中，通RL的电流IL=，当R0RL时IL主要取决于R0的变化，当R0RL时，IL主要取决于RL，特别是当R0R0Rap，所以RL与Rap

4、的并联值R并Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=Rap，显然ULRap，且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.（2）下列情况可选用限流式接法测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.5、 测量电

5、源电动势和内阻1、 图像法 A:有保护电阻 B:无保护电阻2、 方程法 A:有保护电阻 B:无保护电阻3、 电流表、电压表、滑动变阻器的替代 A:无电压表 B:无电流表 C:无滑动变阻器6、 多用电表的使用1、多用电表的原理甲电压表、乙电流表、丙欧姆表组合在一起就成了多用电表。图1电流表、欧姆表和电压表的示意图2、多量程多用电表示意图3、 多用电表的倍率选择 A:偏转角过大，读数过小，减小倍率 B:偏转角过小，读数过大，增大倍率4、 多用电表的刻度、 A:读数越大刻度越密集（左边） B:偏转角越小读数越大（反向偏转），偏转角最大数表头满片，欧姆指零5、 内阻计算、中值电阻、调零。例题例1、如图

6、所示电路中，R1=5，R2=7，R3=8，R4=10，C=20F，A、B两端电压U=15V，求:电流表和电压表的示数以及电容器C极板所带的电量.【7】例1、答案:3.6A,6V1.8104例2、 已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：A. 增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1 例2、BD。例3、已知如图，R1=30，R2=15，R3=20，AB间电压U=6V，A端为正C=2F，为使电容器带电量达到Q =210- 6C，应将R4的阻值调节到多大？例3、解：由于R1 和R2串联分压，可知R1两端电压一定为4V，由电容器的电容知：为使C的带电量为210-6

7、C，其两端电压必须为1V，所以R3的电压可以为3V或5V。因此R4应调节到20或4。两次电容器上极板分别带负电和正电。还可以得出：当R4由20逐渐减小的到4的全过程中，通过图中P点的电荷量应该是410-6C，电流方向为向下。例4、一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=50A，表头电阻Rg=1k，若改装成量程为Im=1mA的电流表，应并联的电阻阻值为 。若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表，应再串联一个阻值为 的电阻。（例4、答案52.6；9944）例5、在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度为L,电阻约为10k，为测定这种

8、金属丝的电阻率，现提供以下实验器材：A开关一只，导线若干B螺旋测微器C电流表A1（量程为1.5mA，内阻的准确值r1为1000）D电压表V2（量程为9V，内阻r2大约为6000）E滑动变阻器R1（010，额定电流3A）F直流电源E（电源电动势为12V，内阻约为2）为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，回答下列问题：（1）用螺旋测微器测得该金属丝的直径如图10所示，其直径D= mm。（2）在方框中画出测量金属丝电阻的实验电路图，并标明所选仪器的符号。（3）若已测得该金属丝长度为L,直径为D，电阻为Rx，则该金属丝的电阻率= 。例6、一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图（

9、a）（b）两种电路各测一次，用（a）图所测数据为3.0V，3.0mA，用（b）图测得的数据是2.9V， 4.0mA，由此可知，用_图测得Rx的误差较小，测量值 Rx=_。例7、一同学采用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）A电池组（3V，内阻约1）B电流表（03A，内阻约0.025）C电流表（00.6A，内阻约0.125）D电压表（03V，内阻约3k）E电压表（015V，内阻约15k）F滑动变阻器（020，额定电流1A）G滑动变阻器（01000，额定电流0.3A）H开关，导线实验时应选用的器材是 （填写各器材的字母代号）。请在下面的虚线框中画

10、出实验电路图。这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为 。例8、用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约5 ，额定功率为1 W）；电流表A1（量程00.6 A，内阻0.2 ）；电流表A2（量程03 A，内阻0.05 ）；电压表V1（量程03 V，内阻3 k）；电压表V2（量程015 V，内阻15 k）；滑动变阻器R0（050 ），蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选_，并画出实验电路图.例9、解题方法与技巧：由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻R

11、x的额定电压、额定电流的值约为U=2.2 V，I=0.45 A. 则电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Rx，则电流表必须外接.因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻Rx上的最小电流为Imin=0.11 AI额，故可用限流电路.电路如图所示. 例10、在“测量金属丝的电阻率”的实验中，（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径为 mm：已知电阻丝的电阻RX约为10 ，有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，要求尽量多测几组数据：A量程为00.6A，内阻约为0.5的电流表A1B量程为03A，内阻约为0.1的电流表A2C量程为03V，内阻

12、约为6k的电压表V1D量程为015V，内阻约为30k的电压表V2E阻值为01k，额定电流为0.5A 的滑动变阻器R1F阻值为010，额定电流为2A 的滑动变阻器R2G电动势为4V、内阻约为2的蓄电池EH开关S，导线若干（2） 除选用G、H外，还应选用的器材是(只填代号)电流表 ，电压表 ，滑动变阻器 。（3）在本题虚线方框中画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。（4）测量的阻值比真实的阻值_（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。例11、用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx（阻值约为25k）电流表A1：（量程100A，内阻2k）电流表A2：（量程500A，内阻300）电压表V

13、1：（量程10V，内阻100k）电流表V2：（量程50V，内阻500k）电源E：（电动势15V，允许最大电流1A）滑动变阻器R：（最大阻值1k）电键S，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据（1）电流表应选_，电压表应选_（2）画出实验电路图例11、（1）器材选择、电流表A2与V1配置较好（2）例12、现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50，内阻约为800850，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表，可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20；滑动变阻器R2，最大阻值100k；电阻箱R，最大阻值9999；定值电阻R0，阻值1k；电池E1，电动势1.5V；电池E

14、2，电动势3V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻不计），标准电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2；单刀双掷开关S3；电阻丝及导线若干（1）采用如图（甲）所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为_，选用的电池为_甲乙丙（2）将G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图（乙）、（丙）所示图_为合理电路，另一电路不合理的理由是_（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用来表示例12解析：（1）用此电路测量表头内阻的方法是半偏法 S2断开和S2闭合的两次操作中要求干路电流（Ig）近似不变，而

15、满足这个条件必须使滑动变阻器R的阻值远大于Rg，因此滑动变阻器应选用R2而，显然E越大，R2越大，实验条件满足得越好，误差越小，所以，电池应选用E3（2）图（乙）所示的电路较合理，因为图（丙）电路在通电状态下，更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏（3）核对电路如图所示为使改装后的电流表与标准表在01mA之间逐格核对，应选用分压电路由于和满偏电流和满偏电压都很小，为使滑动变阻器便于调节，即有较大的调节范围，滑动变阻器应选用R1，电池应选用E1，且在电流表所在的支路上串联定值电阻R0，起保护作用例13、（1）一个电压表VA的内阻RA=1000，量程

16、为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V的电压表改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表VB对改装后的电压表的所有刻度进行校准除了这两个电压表VA、VB外，还有下列一些器材：电源E（电动势约为6V，内阻较小）变阻器R（总电阻约10）电阻箱R0（09999）开关S导线若干如图所示是以上器材和两个电压表VA、VB的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路图中电阻箱的取值等于_（2）用上述电压表VB和改装后并已校准过的电压表（以下称之为VC）以及一个开关和一些导线，去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r简要写出测量步骤用测得的量表达r的公式应为r=_例13解析：

17、（1）实物连线如图所示，为了使改装表与标准表在零到量程的范围内一一校对，应采用分压电路根据串联电路的电压分配关系，有解得R0=2000（2）先将电压表VC通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC；再将电压表VC和VB串联，通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC和VB上的示数UB根据上述两步操作可得由三式解得例14、用伏安法测一节干电池的电动势和内阻实验中， 根据实验测得一系列数据，画出UI图象如图(甲)所示，根据图象判断，被测干电池的电动势为 V，内阻为_。 （2）(2分)图（乙）中螺旋测微器的读数 mm. 152051002025301510图（乙） （3）(6分)在研究灯丝电

18、阻与电压关系实验中，用电压表、电流表、滑动变阻器、直流电源和一只灯泡组成一电路，得到几组实验数据，绘出灯泡的IU图象如图(丙)中实线所示。灯泡两端电压由3V变为6V时，其电阻改变了 。为完成该实验，请用笔连线代替导线， 将图（丁）中实物连接起来。要求滑动变阻器的滑动触头从左向右滑动时，灯泡两端的电压从0开始逐渐增大。已知电流表内阻很小，忽略不计。、例15、某同学用图所示电路，测绘标有“3.8V ，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻随电压变化图象。（1）除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择： 电流表：A1（量程100mA，内阻约2）； A2（量程0.6A，内阻约0.3）； 电压表：V1（量程5V，

19、内阻约5k）； V2（量程15V，内阻约15k）； 滑动变阻器：R1（阻值范围0-10） R2（阻值范围0-2k） 电源：E1（电动势为1.5V，内阻约为0.2）； E2（电动势为4V，内阻约为0.04）。为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表 ，电压表 ，滑动变阻器 ，电源 。（填器材的符号）。（2）根据实验数据，计算并描绘出图像，如图所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 ；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为 ，灯泡实际消耗的电功率为 W。例16、（1）1、2为 表，其中 量程打（2）3、4为 表。（1）5、6为 表，其中 量程打例17、多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器

20、（1） 如图11甲是一个多用电表的内部电路图，在进行电阻测量时，应将S拨到_或_两个位置，在进行电压测量时，应将S拨到_或_两个位置（2）使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图11乙中a、b所示。若选择开关处在“10”的电阻档时指针位于a，则被测电阻的阻值是_若选择开关处在“直流电 压2.5V”档时指针位于b，则被测电压是_V； 例18、某同学在实验室测二节干电池的电动势E和内电阻r；可以提供器材有：A.待测干电池（电动势约3V，内阻约1.5）B.电流表A1（量程0.6A，内阻r1约0.5）C.电流表A2（量程1mA，内阻r2=200）D.滑动电阻器R1（020，2.5A） E.电

21、阻箱R2：最大值9999以及开关、导线若干为了尽可能准确地测量待测电源的电动势和内阻，请解答说明下列问题（1）因现有器材中没有电压表，该同学用电阻箱R3与电流表 （选填“A1”或“A2”） 串联改装为电压表，来测量路端电压。（2）该同学根据自己设计实验方案，请你用铅笔完成实物图的连接。（3）测量得到的路端电压与电流的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图甲所示。根据各点表示的数据，在图上用铅笔描出UI图线。由此求得：E=_ _V，r=_。（均保留2位有效数字）例19、某同学在做多用电表测电阻的实验中：（1）测量某电阻时，用10档时，发现指针偏转角度过大，他应该换用_档（填1档或100档），换档后

22、，在测量前要先_。（2）如图所示，A、B、C是多用表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置，D是多用表表盘指针在测量时的偏转位置。2若用A档测量，指针偏转如D，则读数是_；若用B档测量，指针偏转如D，则读数是_mA；若用C档测量，指针偏转如D，则读数是_V。例20（加强）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S，导线若干（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图

23、(原理图中的元件要用题图中的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=_点拨：（1）本题中测量电阻的原理是并联分流或串联分压由于滑动变阻器的最大阻值远小于测量部分的阻值，且电源电动势大于两电压表的量程，在调节滑动变阻器的过程中，为保证电压表的安全，且其读数有明显的改变，滑动变阻器应采用分压式控制电路，电路原理图如图甲或乙所示（2）实物连线如图甲或乙所示（3）若采用甲电路，根据并联电路的电流分配关系，解得若采用乙电路，根据串联电路的电压分配关系，解得例21(加强)

24、、为了测定电流表A1的内阻，采用如图所示的电路其中：A1是待测电流表，量程为300A，内阻约为100；A2是标准电流表，量程为200A；R1是电阻箱，阻值范围是0999.9；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4V，内阻不计；S1是单刀掷开关S2是单刀双掷开关（1）根据电路图，请在图中画出连线，将器材连接成实验电路（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电表A2的读数是150A；然后将开关S2扳到接点b处，保护R2不变，调节电阻R1，使A2的读数仍为150A若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，电阻箱的阻值是_，则待测电流表A1的内阻R1=_（

25、3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：_（填写阻值相应的字母）A200k B20kC15kD20（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器_（填写阻值相应的字母）是最佳选择A1kB5kC10k D25k解析：（1）实物连线如图517所示（2）电阻箱的阻值R1=01008106130.1=86.3本题测量电流表的内阻的方法是“替代法”即用电阻箱的阻值替代电流表A1的内阻值，其条件是：开关S2分别扳到a处和b处时，保持滑动变阻器R2不变，且使电流表A2读数相同所以，待测电流表A1的内阻（3）当R2调为零时，要使电路中的电流I不超过电流表A2的量程，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻R总至少为：=20k由于电