电学实验基础PowerPoint 演示文稿

1、.1物理电学实验复习物理电学实验复习电学实验基础电学实验基础.2 常用的电压表和电流表都是由常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的小量程的电流表改装而成的 G_+.3一、电流表的构造和工作原理一、电流表的构造和工作原理1、构造：永磁铁和放入永磁铁磁、构造：永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成场的可转动线圈组成 IUg G IgRg2、电路图：、电路图：大约零点几伏大约零点几伏约几十微安到几毫安。约几十微安到几毫安。（1）满偏电流满偏电流:电流表指针偏转到最电流表指针偏转到最大刻度时的电流大刻度时的电流Ig（2）电流表的内阻电流表的内阻:表头表头G的电阻的电阻Rg（3）满偏电压满偏

2、电压:电流表电流表G通过满偏电通过满偏电流时流时,加在它两端的电压加在它两端的电压UgUg=IgRgUg=IgRg大约几欧到几十欧大约几欧到几十欧.4二、把灵敏电流计改为电压表二、把灵敏电流计改为电压表电路图电路图GIgRgUgURRVIgIgURV()ggggggUU UIRRU U RRUg据串联电路的特点得：解得：（2）电压表的内阻：）电压表的内阻：Rv=Rg+R.5三、把灵敏电流计三、把灵敏电流计G改为电流表改为电流表AGIgRgIRRAUI IRA电路图电路图()gggggggUI RIIRI RRII据并联电路的特点得：解得：（2）电流表的内阻：）电流表的内阻：RA=RgR/(R+

3、Rg).61 1）、限流式：）、限流式：2 2）、分压式：）、分压式：AVRXRLAVRLRX四、滑动变阻器的两种接法四、滑动变阻器的两种接法优点：电路简单，省电优点：电路简单，省电不足：电压不足：电压不能不能从零开始从零开始优点：电压优点：电压能能从零开始从零开始不足：电路复杂，费电不足：电路复杂，费电AVSE, rRBACVAS.7（2 2）、滑动变阻器电路）、滑动变阻器电路R0RV、限流电路、限流电路负载电阻两端的电压变化范围为：负载电阻两端的电压变化范围为：R0R RRR0当当RRRR0 0时，也可用，此电路滑动变时，也可用，此电路滑动变阻器消耗的功率较少。阻器消耗的功率较少。R0R内

4、阻不计，电动势为内阻不计，电动势为A.8（2 2）、滑动变阻器电路）、滑动变阻器电路R0R、分压式电路、分压式电路负载电阻两端的电压变化范围为：负载电阻两端的电压变化范围为：R0R常适用于常适用于R R0 0R 时，采用电流表内接法时，采用电流表内接法XRARxVxVxVRxRxRRRRRIIUIUR测测测 由于由于电压表分流电压表分流引起的。引起的。RXVARXAVXRVR若若 时，采用电流表外接法。时，采用电流表外接法。.17 比值法比值法b.b.选择方法：选择方法：a.a.条件：已给出条件：已给出R R的估计阻值的估计阻值RXVARXAV 与与 R RA AR Rx xR RV VR R

5、x x若若 时，采用电流表内接法。时，采用电流表内接法。 XRARXRVR若若 时，采用电流表外接法。时，采用电流表外接法。.181、采用电流表内接法的条件：RxRA 采用电流表外接法的条件：RvRx例题解析电流表内、外接判断方法用试触法进行判断当（即 )时用内接法 大xAVRR R2、当不满足RxRA和RvRx关系时当（即 )时用外接法 小 xAVRR R当时，用内、外接法均可xAVRR R3、当Rx、RA、Rv的阻值未知时xvAxRRRRxvAxRRRRxRxR.19 试触法试触法b.b.选择方法：将电压表分别接选择方法：将电压表分别接a a、b b两点两点结论：两次接触，那个表示数变化明

6、显结论：两次接触，那个表示数变化明显 , R, Rx x就与那就与那个表个表“近接近接”a.a.条件：未给出条件：未给出R RX X的估计阻值的估计阻值RXVAPab.20比较项目比较项目电流表内接法电流表内接法电流表外接法电流表外接法电路电路误差来源误差来源测量结果测量结果适用条件适用条件实验电路实验电路（电流表内外接法）（电流表内外接法）选择的依据选择的依据 R测测U/IRx 偏大偏大R测测U/IRx 偏小偏小电流表的分压电流表的分压电压表的分流电压表的分流.21请请 牢牢 记记给阻值给阻值 看比值看比值 与比值大表与比值大表近接近接无阻值无阻值 看变化看变化 与变化大表与变化大表近接近接

7、内接和外接的确定内接和外接的确定小结小结:.22A2A1A2A1Rx 伏安法测电阻伏安法测电阻之之发散思维发散思维电流表的创新使用测电压电流表的创新使用测电压条件：已知电流表条件：已知电流表A A2 2的内阻的内阻, ,将将A2 2看成一个电压表使用看成一个电压表使用VA电压表（电流表）是一个能读出其电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻两端电压（通过其电流）的电阻没有系统误差没有系统误差IURV2122IIRIRAx1221IRIRAA没有系没有系统误差统误差此电路能否测量出电流表的内阻？此电路能否测量出电流表的内阻？根据并联分流进行测量根据并联分流进行测量没有系没有系统

8、误差统误差.23V1v2RxV2v1电压表的创新使用测电流电压表的创新使用测电流2211VVRUUR 221VxRUUR 条件：已知电压表条件：已知电压表V V2 2的内阻的内阻, ,将将V2 2看成一个电流表使用看成一个电流表使用没有系没有系统误差统误差存在系存在系统误差统误差RxV2v12221VxRUUURR0V2v102122RUUURV能否消除？根据串联分压进行测量没有系统误差没有系统误差 【备考提示备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分

9、电有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。 .24替代法测量电阻替代法测量电阻RxRA比较法测量电阻比较法测量电阻I1ARRxARRxI2I2R =I1 Rx Rx = I2R /I1 （不计电源内阻）不计电源内阻）.254.4.仪器的选择仪器的选择 .26.27例例1.1.用伏安法测量金属导线的电阻用伏安法测量金属导线的电阻R R，试把图中给出的器，试把图中给出的器材连接成测量材连接成测量R R的合适的电路。图中安培表的量程为的合适的电路。图中安培表的

10、量程为0.6A0.6A，内阻接近，内阻接近11，伏特表的量程为，伏特表的量程为3V3V，内阻为，内阻为5K;5K;电源的电动势为电源的电动势为6V6V，变阻器的阻值为，变阻器的阻值为020 020 。在闭合。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：+-RXAV+.28例例2 2：有一个电阻：有一个电阻R Rx x，其阻值大约是，其阻值大约是25k 25k ，可供选择，可供选择的器材是

11、：的器材是：电流表电流表A A1 1 (0-100A, 2k) (0-100A, 2k)电流表电流表A A2 2 (0-500A, 300) (0-500A, 300)电压表电压表V V1 1 (0-10V, 100k (0-10V, 100k）电压表电压表V V2 2 (0-50V, 500K (0-50V, 500K）直流稳压电源直流稳压电源 E E（15V15V，1A1A） 滑动变阻器滑动变阻器 R (1k, 1W) R (1k, 1W) 电键电键K K和若干根导线和若干根导线 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

12、，再将如图示的实物连线。准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。.29+ +E E=15V=15V25K25K1K1K R RX XA A2 2V V1 1.30 例例3. 3. 如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：物图，器材规格如下：(1)(1)待测电阻待测电阻R Rx x（约（约100100）(2)(2)直流毫安表（量程直流毫安表（量程0 010mA10mA，内阻，内阻5050）(3)(3)直流电压表（量程直流电压表（量程0 03V3V，内阻，内阻5k5k）(4)(4)直流电源（输出电压直流电源（输出

13、电压4V4V，内阻可不计），内阻可不计）(5)(5)滑动变阻器（阻值范围滑动变阻器（阻值范围0 01515，允许最大电流，允许最大电流1A1A）(6)(6)电键一个，导线若干条电键一个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线在本题的实物图上连线 + +RXAV.31RXAV+ +.32A1例例4 4某电压表的内阻在某电压表的内阻在202050k50k之间之间, ,现要测量其内现要测量其内阻阻, ,实验室提供下列可选用的器材实验室提供下列可选用的器材: :待测电压表待测电压表V(V(量程量程3V)3V)电流表电流表A A1 1( (量程量程200A )

14、200A )电流表电流表A A2 2( (量程量程5mA)5mA)电流表电流表A A3 3( (量程量程0.6A)0.6A)滑动变阻器滑动变阻器R(R(最大阻最大阻1K) 1K) 电源电源( (电动势电动势4V)4V)电键电键K.K.(1)(1)所提供的电流表中所提供的电流表中, ,应选用应选用_(_(填写字母代号填写字母代号). ).(2)(2)为了尽量减小误差为了尽量减小误差, ,要求测多组数据要求测多组数据. .试在方框中画出试在方框中画出符合要求的实验电路图符合要求的实验电路图VA1 .33 【例题【例题2 2】（20062006年全国年全国、）现要测量某一电压表现要测量某一电压表 的

15、内阻。给定的器的内阻。给定的器材有：待测电压表材有：待测电压表 （量程（量程2V2V，内阻约，内阻约4k4k）；电流表）；电流表 （量程（量程1.2mA1.2mA，内阻约内阻约500500）；直流电源）；直流电源E E（电动势约（电动势约2.4V2.4V，内阻不计）；固定电阻，内阻不计）；固定电阻3 3个：个：R R1 1=4000=4000，R R2 2=10000=10000，R R3 3=15000=15000；电键；电键S S及导线若干。要求测量时及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。两电表指针偏转均超过其量程的一半。 试从试从3 3个固定电阻中选用个固定电阻中选用1

16、 1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）出。） 电路接通后，若电压表读数为电路接通后，若电压表读数为U U，电流表读数为，电流表读数为I I，则电压表内阻，则电压表内阻R RV V =_=_。VVA 【命题意图】【命题意图】本题考查了电压表内阻的测量，实验中真本题考查了电压表内阻的测量，实验中真正的正的难点在于如何获得电压表中流过的电流大小难点在于如何获得电压表中流过的电流大小，此时，此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流

17、表的功能。原理可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。R1SE AV1RUIU.34 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来来测量电流表测量电流表A1的内阻的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。（精度，并能测得多组数据。（1）在虚线方框中画出电路图，标）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（明所用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算，）若选测量数据中的一组来计算，r1，则所用的表达式为则所用

18、的表达式为r1=_，式中各符号的意义是：，式中各符号的意义是：_。器材（代号）器材（代号）规格规格电流表电流表(A1 )量程量程10mA ，内阻，内阻r 1待测（约待测（约40）电流表电流表(A2 )量程量程500A，内阻，内阻r2 =750 电压表电压表(V)量程量程10V，内阻，内阻r3 =10k 电阻电阻(R1 )阻值约阻值约100 ，作保护电阻用，作保护电阻用滑动变阻器滑动变阻器(R2 )总电阻约总电阻约50 电池电池(E)电动势电动势1.5V，内阻很小，内阻很小电键电键(K)导线若干导线若干2000年高考年高考.35根据根据并联电路两端电压相等并联电路两端电压相等，将两电流表并联，如

19、图示：将两电流表并联，如图示：解：解：电流表电流表I1m=10mA, r1 40 R1=100 R2=50 若滑动变阻器用限流接法，若滑动变阻器用限流接法，Imin =1.5/190=0.08A=8mAImax=10mA电流的变化范围很小，应该用电流的变化范围很小，应该用分压器接法。分压器接法。因为电压表读数很小，因为电压表读数很小，Um =0.4V , 不能用伏安法量，不能用伏安法量，调节滑动变阻器的电阻，测调节滑动变阻器的电阻，测出多组两电流表的读数，出多组两电流表的读数，由由 I1 r1 =I2 r2得得 r1= I2 r2 I1A1A2R1=100 R2=50 评分标准评分标准.（1）

20、如图所示（）如图所示（5分。若电阻分。若电阻R1与电池串联，不扣分；若与电池串联，不扣分；若R2用作用作限流电阻，正确的同样给分。）（限流电阻，正确的同样给分。）（2）I1表示通过电流表表示通过电流表A1的电流，的电流，I2表示通表示通过电流表过电流表A2的电流，的电流，r2表示电流表表示电流表A2的内阻。（的内阻。（3分，未说明分，未说明r2的不扣分。）的不扣分。）.36电学实验基础知识电学实验基础知识.3700.20.40.6.380123.390123.40051015.41（1）电路应采用）电路应采用电流表外接电流表外接法（法（为什么？为什么？） （2）滑线变阻器应采用）滑线变阻器应采

21、用分压式接法分压式接法。 描绘小电珠的伏安特性曲线.42.43 ( 3 ) 采用采用“4V、0.7 A”小灯泡较好，在小灯泡较好，在03V内已能反映出非线形特性（如图）。因此，内已能反映出非线形特性（如图）。因此，电压表用电压表用3V量程，电流表用量程，电流表用0.6A量程。测量范量程。测量范围不要超过围不要超过3V和和0.6A。否则，要选用。否则，要选用15V、3A，将会带来较大的读数误差。将会带来较大的读数误差。 .44 （4）应使滑动变阻器的阻值由小向大）应使滑动变阻器的阻值由小向大(A-B)逐渐改变逐渐改变,在电压表在电压表03V范围内读取并记录下范围内读取并记录下12组左右不同的电压

22、值组左右不同的电压值U和电流值和电流值I。在坐标纸。在坐标纸上以上以U为横轴，以为横轴，以I为纵轴，画出为纵轴，画出U-I曲线，分曲线，分析曲线变化的规律析曲线变化的规律.曲线不为直线的原因是曲线不为直线的原因是 .45 例例3（04上海）、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变上海）、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：分别表示小灯泡上的电流和电压）：I/A0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50U/V0.20

23、0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 （1）在左下框中画出实验电路图）在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围电流表、滑线变阻器（变化范围010电源、小灯泡、电电源、小灯泡、电键、导线若干键、导线若干.（2）在右图中画出小煤泡的）在右图中画出小煤泡的UI曲线曲线.（3）如果某一电池的电动势是）如果某一电池的电动势是1.5V,内阻是内阻是2.0.问问:将本题将本题中的灯泡接在该电池两端中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少小灯泡的实际功率是多少?（简要（简要写出求解过程写出求解

24、过程;若需作图若需作图,可直接画在第（可直接画在第（2）小题的方格图）小题的方格图中）中）.46解：（解：（1）见下图）见下图; （2）见下图）见下图（3）作出）作出U=EIr图线，可得小灯泡工作电流为图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率伏，因此小灯泡实际功率为为0.28瓦瓦.47例例4、使用如图、使用如图1所示的器材所示的器材测定小灯泡在不同电压下的测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方电功率与它两端电压的平方的关系曲线已知小灯泡上的关系曲线已知小灯泡上标有标有“6V，3W”字样

25、，电源字样，电源是是3个铅蓄电池串联组成的个铅蓄电池串联组成的电池组电池组,滑动变阻器的规格是滑动变阻器的规格是“5 2A”.要求：要求： 把图把图1中实物连成实验中实物连成实验电路；电路； 图图2的的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由由.48解：变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，解：变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，可以有限流与分压两种接法，根据题意，灯可以有限流与分压两种接法，根据题意，灯泡电阻约为泡电阻约为R= 62 /3 = 12 ，若采用限流，若采用限流，即使变阻器阻值用到最大，灯泡电压最小值即使变阻器阻值用到最大，灯泡电压最小值可达

26、可达4V左右，其电压调节，范围约在左右，其电压调节，范围约在4V6V间，显然不宜选取合理数据范围作电功率间，显然不宜选取合理数据范围作电功率与两端电压平方关系图线而采用分压接法与两端电压平方关系图线而采用分压接法则灯泡两端电压变化范围为则灯泡两端电压变化范围为0V6V间，便于间，便于选取数据作相应图线，至于电压表与电流表选取数据作相应图线，至于电压表与电流表采用内接、外接，题目未给表的内阻，但实采用内接、外接，题目未给表的内阻，但实验学生用表在电阻为验学生用表在电阻为10 左右时，内、外接左右时，内、外接表误差差别不大，本题不作要求，连线时应表误差差别不大，本题不作要求，连线时应注意量程选择与

27、表注意量程选择与表“”、“一一”接线柱接接线柱接法，接线如图法，接线如图3.49例4的实物连线图.50图图2中所绘图线，由中所绘图线，由横、纵坐标可知为横、纵坐标可知为 P U2图线，小灯泡在点亮图线，小灯泡在点亮时灯丝温度可高达上千时灯丝温度可高达上千摄氏度随电压升高，摄氏度随电压升高，灯丝温度升高，相应电灯丝温度升高，相应电阻率增大，电阻增大，阻率增大，电阻增大，与相应电阻不变时的功与相应电阻不变时的功率相比要减少，或者说率相比要减少，或者说由由 P =U2/R可可 知，该知，该图线斜率为图线斜率为1/R ，随，随P增大，增大，R增大，斜率减小，因此增大，斜率减小，因此D图可能正确，而图可

28、能正确，而B图对应斜率不变、即图对应斜率不变、即R不变的情况，不变的情况，与本题实际不符。与本题实际不符。.51测电阻率测电阻率ba图4152051002025301510URI原理LRS.521040454505图1bac保护电阻图2A A电压表电压表0 03V 3V 内电阻约内电阻约30K30KB B电流表电流表0 00.6A 0.6A 内电阻约内电阻约0.5K0.5KC C电池组：电动势电池组：电动势3V 3V 内电阻很小内电阻很小D D保护电阻保护电阻R R0 0E E电键电键F F螺旋测微器螺旋测微器（1 1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，

29、其刻度位置如图图1 1所示，读数为所示，读数为_mm_mm。（2 2） 试将图试将图2 2中提供的器材连成实验电路，要求：中提供的器材连成实验电路，要求： 避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变化而发生变化能进行多次测量化而发生变化能进行多次测量 根据图根据图3 3所示的数据点描绘出图线。所示的数据点描绘出图线。 根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的电阻率电阻率_.m(_.m(保留两位有效数字保留两位有效数字) ) 有一根固定在直尺上的均匀电阻丝（总阻值小于有一根固定在直尺上的均匀电阻

30、丝（总阻值小于55），两端各有一个固定的接线），两端各有一个固定的接线柱柱a a和和b b，直尺的之间有一个可沿直尺滑动的触头，直尺的之间有一个可沿直尺滑动的触头c c，c c的上端为接线柱，触头的上端为接线柱，触头c c与电阻丝与电阻丝通常不接触，当用手按下时，才与电阻丝接触，且可在直尺上读出触点的位置，现给通常不接触，当用手按下时，才与电阻丝接触，且可在直尺上读出触点的位置，现给你如下器材，要求测量该电阻丝的电阻率你如下器材，要求测量该电阻丝的电阻率G G连接用导线若干连接用导线若干（3 3） 通过改变滑动触头通过改变滑动触头c c的位置，分别测量出了五组的位置，分别测量出了五组与长度与长

31、度L L对应的电压对应的电压U U的数据（电流表示数保持在的数据（电流表示数保持在0.5A0.5A不变），并已描在坐标纸上，如图不变），并已描在坐标纸上，如图3 3所示所示4 4、0.51.01.52.0图30.50.40.30.20.100.60.80.7U/VL/m.53 例 有一根固定在直尺上的均匀电阻丝（总有一根固定在直尺上的均匀电阻丝（总阻值小于阻值小于5），两端各有一个固定的接线），两端各有一个固定的接线柱柱a和和b，直尺的之间有一个可沿直尺滑动，直尺的之间有一个可沿直尺滑动的触头的触头c，c的上端为接线柱，触头的上端为接线柱，触头c与电阻与电阻丝通常不接触，当用手按下时，才与电阻

32、丝通常不接触，当用手按下时，才与电阻丝接触，且可在直尺上读出触点的位置，丝接触，且可在直尺上读出触点的位置，现给你如下器材，要求测量该电阻丝的电现给你如下器材，要求测量该电阻丝的电阻率阻率bac保护电阻图21040454505图1.54A电压表电压表03V 内电阻约内电阻约30KB电流表电流表00.6A 内电阻约内电阻约0.5KC电池组：电动势电池组：电动势3V 内电阻很小内电阻很小D保护电阻保护电阻R0E电键电键F螺旋测微器螺旋测微器（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如图图1所示，读数为所示，读数为_mm。（2） 试将图试将图2中提供的

33、器材连成实验电路，要求：中提供的器材连成实验电路，要求： 避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变化而发生变化能进行多次测量化而发生变化能进行多次测量 根据图根据图3所示的数据点描绘出图线。所示的数据点描绘出图线。 根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的电阻率电阻率_.m(保留两位有效数字保留两位有效数字)（3 3） 通过改变滑动触头通过改变滑动触头c c的位置，分别测量出了五组的位置，分别测量出了五组与长度与长度L L对应的电压对应的电压U U的数据（电流表示数保持在的数据（电流表示数保

34、持在0.5A0.5A不变），并已描在不变），并已描在坐标纸上，如图坐标纸上，如图3 3所示所示L/mL/mU/VU/VG G连接用导线若干连接用导线若干1040454505图1.55分析：分析：（1 1）螺旋测微器的读数方法是：）螺旋测微器的读数方法是：读数固定刻度数（包括半毫米刻度）可动刻度数读数固定刻度数（包括半毫米刻度）可动刻度数精度精度由图由图1 1可得，电阻丝的直径可得，电阻丝的直径d d1.980mm1.980mm(2)(2)由电阻定律由电阻定律 可得，测量电阻丝的电阻率可得，测量电阻丝的电阻率的原理式子为的原理式子为 为了避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变化而变化，

35、本实为了避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变化而变化，本实验中采用了控制度量法，即验中采用了控制度量法，即保持电流保持电流I I不变不变，这样实验中只需改变滑动触头的位，这样实验中只需改变滑动触头的位置，测量多组置，测量多组U U、L L值，利用值，利用U-LU-L图像就可以计算电阻率图像就可以计算电阻率。IURSLR=及ILUdILSU4=2bac保护电阻图4满足实验要求的实验电路实物接线图如图满足实验要求的实验电路实物接线图如图4 4所示所示。152051002025301510.56（3 3）由实验原理可知由实验原理可知 , ,由此，理论上由此，理论上U-LU-L图线应该是一

36、条图线应该是一条过原点的直线，但是由于实验的偶然误差，描出的点并不在一条直过原点的直线，但是由于实验的偶然误差，描出的点并不在一条直线上，在描图线时，应通过尽可能多的点画一条直线，线上，在描图线时，应通过尽可能多的点画一条直线，LU0.50.40.30.20.100.60.80.70.51.01.52.0U/VL/m图5并使不在直线上的各点分布在并使不在直线上的各点分布在直线两侧的点的数目大致相同。直线两侧的点的数目大致相同。这样，才能使各次实验的偶然这样，才能使各次实验的偶然误差得到部分的抵消，提高实误差得到部分的抵消，提高实验的精确度，描绘的图线如图验的精确度，描绘的图线如图5 5所示所示

37、 在 图 线 上 选 一 点 ， 如在 图 线 上 选 一 点 ， 如（0.5m,1.0v0.5m,1.0v），求出），求出 的值，的值，然后根据原理式计算电阻率然后根据原理式计算电阻率。LU23 253 141 980101 0440 500 51.210m.( .).d UIL .5707年佛山市教学质量检测年佛山市教学质量检测11.311.（3）测定金属丝的电阻（阻值）测定金属丝的电阻（阻值35）时，给）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在的电流可以在00.6A之间变化。请在方框中画出之间变化。请在方框中画出实验电路图

38、，并在图中用实线代替导线连接成符合实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。实验要求的电路图。.58解解: 实验电路图如图示实验电路图如图示, .59例例7：电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材（：电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材（G为灵敏电流表，为灵敏电流表，R0为阻值均匀的电阻丝，为阻值均匀的电阻丝，R为已知阻值的定值电阻，为已知阻值的定值电阻，Rx为被测电为被测电阻）。要求利用这些器材测未知电阻阻）。要求利用这些器材测未知电阻Rx。实验中还需要什么测实验中还需要什么测量仪器？量仪器？将实物连成电路图。将实物连成电路图。写出测量写出测量Rx的实验步骤，并写的实验步骤

39、，并写出利用测量数据表示出利用测量数据表示Rx的表达式。的表达式。 GRxR0RL1 L2RXRR0P解：解：还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度L1、L2）。）。按图接好电路后，移动滑动触头按图接好电路后，移动滑动触头P，使电流表指针指在中央零，使电流表指针指在中央零刻度处。用刻度尺测量刻度处。用刻度尺测量P点两边电阻丝的长度点两边电阻丝的长度L1、L2；由；由RX R=L1 L2 .60二替代法测量电阻二替代法测量电阻1.1.原理原理2.2.电路电路R0RXAS1S2ab+R0VS1RXS2abP+.61替代法测量电阻替代法测量电阻RxRA比较法测量

40、电阻比较法测量电阻I1ARRxARRxI2I2R =I1 Rx Rx = I2R /I1 （不计电源内阻）不计电源内阻）.62例例1 1为了测量电流表为了测量电流表A A1 1的内阻，采用图示的电路，其中电流表的内阻，采用图示的电路，其中电流表A A1 1的量程是的量程是0300A0300A、内阻约为、内阻约为100100（待测）；（待测）；A A2 2是标准电流表，量程是标准电流表，量程0-200A0-200A；R R1 1为电阻箱，阻值范围为电阻箱，阻值范围0999.90999.9； 为电池，电动势为电池，电动势3V3V、内阻不计；、内阻不计；S S1 1为开关，为开关，S S2 2为单刀

41、双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器R R2 2和电阻箱和电阻箱R R1 1适当调适当调节后，将单刀双掷开关节后，将单刀双掷开关S S2 2扳到接点扳到接点1 1处，接通开关处，接通开关S S1 1，调节可变电阻，调节可变电阻R R2 2，使两，使两电表的读数都是电表的读数都是150A150A；然后将开关；然后将开关S S2 2扳到接点扳到接点2 2，调节电阻箱，调节电阻箱R R1 1使标准电流使标准电流表的读数仍是表的读数仍是150A150A，若此时电阻箱各旋钮位置如图，则：，若此时电阻箱各旋钮位置如图，则：（1 1）电流表）电流表A A

42、1 1的内阻的内阻R Rg g=_ .=_ .（2 2）为了保证两电流表的安全使用，限流电阻）为了保证两电流表的安全使用，限流电阻R R3 3 的阻值应选的阻值应选A.100A.100B.150B.150C.10KC.10KD.15KD.15K（ ） （3 3）可变电阻器）可变电阻器R R2 2 应选：应选：A.2KA.2K B.5KB.5K C.200C.200D.500D.500（ ）1765432890176543289017654328901765432890176543289017654328900.1101100010000100R11 2S1R3R2RgS2A1A2.63解解替代

43、法测电阻替代法测电阻 当当R R2 2=0=0时时, ,要保证两个电流表都不超过量程要保证两个电流表都不超过量程R R3 3=E/I=E/Iminmin =3 / 0.2mA = 15k =3 / 0.2mA = 15k 选选D DR R2 2+R+R3 3=E/I=E/I =3 / 0.15mA = 20 k=3 / 0.15mA = 20 k R R2 2=5 k=5 k 选选B BR Rg g= =92.8 92.8 1765432890176543289017654328901765432890176543289017654328900.1101100010000100R11 2S1R

44、3R2RgS2A1A2.64.65.66.67 用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（的阻值（9001000）：）：电源电源E，具有一定内阻，电动势约为，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表电压表V1，量程为，量程为1.5V，内阻，内阻r1750；电压表电压表V2，量程为，量程为5V，内阻，内阻r22500；滑线变阻器滑线变阻器R，最大阻值约为，最大阻值约为100；单刀单掷开关单刀单掷开关K，导线若干。，导线若干。（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的一种

45、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）。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）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。出连线。（3）若电压表）若电压表V1的读数用的读数用U1表示，电压表表示，电压表V2的读数的读数用用U2表示，则由已知量和测得量表示，则由已知量和测得量 表示表示Rx的公式为的公式为Rx_。 .68-+V1V2解解1： 只有两个电压表只有两个电压表,只能用比较法只能用比较法,电路图如图示电路图如图示:v2v1Rx测出两个电压表的示数测出两个电压表的示数U1、U2，R并并/r2=U1/U22121x1x

46、/UUr)r(RrR2112211xrUrUrrUR解解2: 也可将也可将V1、 V2 都看作电流表都看作电流表,由并联电路特点得由并联电路特点得: I2=I1+Ix即即 U2 / r2= U1 / r1 + U1 / Rx Rx= U1r1r2(U2r1 - U1 r2 )注意注意:要求电压表的读数不小于其量程的要求电压表的读数不小于其量程的1/3，只能用分压器接法只能用分压器接法,V2的量程大于的量程大于V1,V2应在干路中应在干路中.题目题目上页上页.69解解3：仍用比较法，电路图如图示：仍用比较法，电路图如图示： 测出两个电压表的示数测出两个电压表的示数U1、U2，v2v1Rxx111

47、2RrUUU1112xU)rU-(UR 解解4：将：将V1、 V2 分别看作电流表和电压表分别看作电流表和电压表,由伏安法得由伏安法得r1+Rx=U2/I1 = r1 U2/U1 Rx=(U2 - U1 )r1 /U1注意注意:要求电压表的读数不小于其量程的要求电压表的读数不小于其量程的1/3，只能用分压器接法只能用分压器接法,V2的量程大于的量程大于V1,V1应在与应在与Rx串联串联.题目题目上页上页.70 15.为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（了干电池（1.5V），毫安表（），毫安表（1mA），电阻箱（），电阻箱（0-9999

48、），电键，导线等器材。该同学设计的实验电），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开断开K2，闭合，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为数为I11.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开阻值不变，断开K1，闭合，闭合K2，此时电流表示数为，此时电流表示数为I20.80mA，记录电，记录电流强度值。由此可得被测电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为阻的阻值为_ 。mA K1K2Rx(a)解：解：A105131 rRR.

49、IAA10805132 .RrRR.IxA解得解得 Rx =375 375.71经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能经分析，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（验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，）所示的实验电路，实验过程如下：实验过程如下：断开断开K1，闭合，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为录相应的电流值，其大小为I；断开；断开K2，闭合，闭合K1，调，调节电阻箱的阻值，使电流节电阻箱的

50、阻值，使电流表的示数为表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，记录此时电阻箱的阻值，其大小为其大小为R0。由此可测出。由此可测出Rx_。mA K1K2Rx(b)点拨：点拨：这是替代法测电阻这是替代法测电阻IR0.72三半偏法测量电流表的内阻三半偏法测量电流表的内阻1.1.原理原理2.2.电路电路3.3.步骤步骤S1S2R1R2G.734.4.误差分析误差分析5.5.半偏法测电压表的内阻半偏法测电压表的内阻VRabSR0P.74电路电路实验条件实验条件gRR 1VRR 实验步骤实验步骤S1S2R1R2GVRabSR0P.75rRREIIgg1gggIrRRRRREI221gRR 2VPaVPaRRR

51、RR11002)(RRRRRRRRVPaVPa原原理理2RRg0RRV误差误差分析分析PaPaUUVRR 0S1S2R1R2GVRabSR0P.76误误差差分分析析拓拓展展G串RgIgRG并RgIgRgggIIRIR并并RIIRIggg)( ）串RRIUgg(ggRIUR串.77仪器仪器选择选择VRabSR0PS1S2R1R2G.78上述操作步骤中，必要的操作步骤按合理顺序排列应为上述操作步骤中，必要的操作步骤按合理顺序排列应为 。若在步骤。若在步骤 中，读出中，读出R R0 0的值为的值为2400 2400 ，则电，则电压表的内阻压表的内阻R RV V = = 。用这种方法测出的内阻。用这种

52、方法测出的内阻RVRV与其真实与其真实值相比偏。值相比偏。 E. E. 调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0V3.0V例例2 2为了测量一个量程为为了测量一个量程为3.0V3.0V的电压表的内阻，可以采用图所的电压表的内阻，可以采用图所示的电路，在测量时，可供选择的步骤如下：示的电路，在测量时，可供选择的步骤如下： A. A.闭合开关闭合开关S S B.B.将电阻箱将电阻箱R R0 0的阻值调到最大的阻值调到最大F. F.断开开关断开开关S SC.C.将电阻箱将电阻箱R R0 0的阻值调到零的阻值调到零H.H.将滑动变阻器的滑动触头调到将滑动变阻器

53、的滑动触头调到a a端端G.G.将滑动变阻器的滑动触头调到将滑动变阻器的滑动触头调到b b端端 D. D.调节电阻箱调节电阻箱R R0 0的阻值，使电压表示数为的阻值，使电压表示数为1.5V1.5V，读出此时电，读出此时电阻箱阻箱R R0 0的阻值，的阻值，24002400大大VRabSR0P.79.80测定电动势内阻电路测定电动势内阻电路vAU1=E-I1r U2=E-I2rA E=I1(R1+r) E=I2 (R2+r)v E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2.81用电流表和电压表测用电流表和电压表测E、r 实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：实验电路如右。根

54、据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差，减小这个系统误差， 滑动变阻器滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。电压表的内阻应该大一些。RVAS 为了减小偶然误差为了减小偶然误差,要多做几次实验要多做几次实验,多取几组数据多取几组数据,然后利用然后利用U-I 图象处理实验数据图象处理实验数据.将点描

55、好后将点描好后,用直尺画一条直线用直尺画一条直线,使尽可能多的使尽可能多的点落在这条直线上点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等而且在直线两侧的点数大致相等.这条直线代表这条直线代表的的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小.I/AU/V00.2 0.4 0.63.02.01.0 这条直线在这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势轴上的截距就是被测电源电动势E (对应的对应的I=0) ,斜率的绝对值就是被测电源的内阻斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。特别要注意：有时纵坐标的特别要注意：有时纵坐标的起始点不是起始点不是0，求内阻的一

56、般，求内阻的一般式应该是式应该是 r=|U/I |。.82伏安法测伏安法测E、r实验中测量值和真实值的比较实验中测量值和真实值的比较1：VA1.安培表内接在并联电路之内的电路安培表内接在并联电路之内的电路: 解：作解：作 U=E-Ir 图线如图实线示：图线如图实线示：UIE测测UIA式中的式中的U是路端电压是路端电压, I 应是通过电源的电流，应是通过电源的电流， I实实= IA + IV = (IA +U/RV)可见可见U越大，差值越大，差值(I实实- IA )就越大，就越大， U=0时，差值时，差值(I实实- IA )也为也为0，实际的实际的U-I图线如图虚线示：斜率增大图线如图虚线示：斜

57、率增大E真真I实实 E测测 E真真 r测测 r真真该电路适用于滑动变阻器阻值很大该电路适用于滑动变阻器阻值很大 (电源内阻很大电源内阻很大)的情况的情况.84 13.利用如图利用如图a所示的电路图测量电源电动势和内电所示的电路图测量电源电动势和内电阻，器材如图阻，器材如图b所示，请用实线代表导线，将图所示，请用实线代表导线，将图b中中器材连成实验用电路。器材连成实验用电路。AVR图图aE rS图图b解：实验用电路如图示解：实验用电路如图示.85实验时经测量得出的数据如下表，请在图实验时经测量得出的数据如下表，请在图c的方格纸上的方格纸上画出画出UI图线。利用图线图线。利用图线可求出可求出电源电

58、动势和内电电源电动势和内电阻分别阻分别为为 、 。123456I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05画出画出UI图线如图示：图线如图示：E=1.46Vr=0.720.100.300.700.501.001.101.201.301.401.50图图cU/VI/A.8614、如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等、如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，元件，a、b为黑箱的两个输出端。为黑箱的两个输出端。 (1)为了探测黑箱，小明进行了以下几步测量：为了探测黑箱，小明进行了以下几步测量： 用多用电表的电阻挡测量用多用

59、电表的电阻挡测量a、b间的电阻；间的电阻； 用多用电表的电压挡测量用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；间的输出电压； 用多用电表的电流挡测量用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流间的输出电流 你认为以上测量中不妥的有：你认为以上测量中不妥的有： (填序号填序号)，理由是：理由是： .ab甲甲、中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，中可能会造成短路。中可能会造成短路。.87(2)含有电源的黑箱相当于一个等效电源含有电源的黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源是电源的两极的两极)，小明想测定这个等效电源的电动势和内阻，小明想测定这个等效电源的电动势和内阻，设计了如图乙所示的测量电路，此电路同时能测出设计了如图乙所示的测量电路，此电路同时能测出电阻电阻R0的阻值。小明将滑动变阻器的滑片移动到不的阻值。小明将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了三个电表的一系列示数记录在同位置时，记录了三个电表的一系列示数记录在下面两个表格中。下面两个表格中。表格一表格一电压表示数电压表示数/V1.210.900.600.290电流表示数