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文档简介

1、专题电路实验基础知识(讲义)(一)实验电路中几种基本仪器与器材的原理与使用I.电流表表头(电流计)()(1)作用:测量微小的电流和电压(测电流时,要串联在被测电路上;测电压时,要并联在被测电路上。表头刻度均匀。)(2)表头.的三个参数 内阻Rg:即电流计的电阻. 满偏电流Ig:电流计满偏时的电流,一般为几十微安到几毫安 满偏电压Ug:电流计通过满偏电流时,加在电流表两端的电压 三个参数之间的关系:由欧姆定律知 Ug=IgRg(4)符号与实物:由于Ig、Ug较小,而一般实际测量的电流较大,电压较高,这就需要对它进 行改装,以满足实际测量的需要.n.电压表和电流表依据串联电路的分压作用或并联电路的

2、分流作用.的原理将电流表头改装成电压表;或电流表i .电压表(i)电压表是由电流表头改装而成的,改装原理:利用串联电路的分压原理,将电流表头串联一只适当阻值的电阻R,就可以改装成一定量程的电压表',.如图c r U IavIU(2) 分压电阻R:串联电阻R的作用是分担一部分电压, 做这种用途的电阻叫分压 电阻.若将内阻为 Rg、满偏电流为Ig的电流表改装成量程为 U的电压表,则有:U = lg(Rg+R),所用的分压电阻阻值 R= U - Rg. I g 电压表内阻Rv:表头内阻Rg和分压电阻 R的总阻值为电压表内阻.Rv=Rg+R.(4)电压表示数:U示=I G实(U为电压表的量程,

3、 I gI G实为通过电流表头的实际电流)(5)两个量程的电压表abe原理:a为公共接线柱,b为3V量程接线柱,c为15V量程接线柱。各量程达到满偏电流时,流过“表头”的电流为满偏电流Ig,当接a、b时:Ui = |g( Rg+Ri)(量程 Ui=3V);当接 a、c 时:U2=lg( Rg+Ri+R2)(U2=15V)(6)使用:电压表测电压时,要并联在被测电路上,电流从正接线柱流进,从负接1线柱流出,不能超量程,且指针偏转不小于-量程。32.电流表(1) 电流表 ' 是由小量程的电流表改装而成,改装原理:利用并联电路的分流原理,在电流表两端并联一只适当阻值的电阻R,就可以改装成一定

4、量程的电流表' , 如图所示.(iHA+ Ua(2) 分流电阻R:并联电阻R的作用是分担一部分电流,做这种用途的电阻叫分流 电阻.若将内阻为 Rg,满偏电流为 Ig电流表改装成量程为I电流表,则有I RIgRg=(I-Ig)R,所用的分流电阻R=I I g(3) 电流表' 的内阻RA:电流表 ' 的内阻为表头内阻 Rg和分流电阻R的并联值RRg RRa=Rg R 电流表示数:I示= Lg实(I为电流表的量程,Ig实为通过电流表头'的 I g实际电流)(5) 两个量程的电流表原理:a为公共接线柱,c为0.6A量程接线柱,b为3A量程接线柱。各量程达到满偏电流时,流

5、过“表头”的电流为满偏电流,当接a、C 时:IgRg = (Ii Ig)(Rl+R2)(量程 Ii= 06A);当接 a、b 时:Ig(R2+Rg)=(I2 Ig)Rl (量程12=3A)。(6) 使用:电流表测电流时,要串联在被测电路上,电流从正接线柱流进,从负接1线柱流出,不能超量程,且指针偏转不小于丄量程。3题1 甲、乙两个电压表是由完全相同的电流计改装成的,它们的量程分别是5 V、15 V,为了测量1520 V的电压,把甲、乙两个电压表串联使用, 则两表的()A. 读数相同B. 指针偏转角度相同C. 读数正比于表的内阻D. 指针偏转角度正比于表的内阻题1解析:选BC 由于两电压表由完全

6、相同的电流表改装而成,把它们串联起来使用,通过的电流相等,指针偏角相同,B对,D错;由于两电压表内阻不等,它们分担的电压不等,示数不同,故A错,C对。题2.将一个内阻为60 Q,满偏电流为500 yA的电流表表头改成如图所示的两个量程的电压表,量程分别为3 V和15 V,试求Ri 匸二1 ='和R2的阻值。no o3V 15 V题2解析:3 V电压挡的分压电阻为 R1,而15 V电压挡的分压电阻为(R1+ R2),可以先求出 R1和(R1+ R2)的值,再求 R2的值。Ug= lgRg= 500 X 10-吸 60 V = 3.0 X 10-2 VU13.0R1 = ( 1- 1)Rg

7、= (2- 1) X 60 Q= 5 940 QUg3.0 X 10-U215 0R1 + R2= ( 2 1)Rg= ( 1)X 60 Q= 29 940 QUg3.0 X 10R2 = 24 000 Q答案:5 940 Q 24 000 Q3.电流表和电压表的读数-“ 1、2、5 “规则(1) 如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等,精确度为“ 1”,读数时应读到 最小刻度的下一位,按十分之一估读;(2) 若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等,即精确度为“ 2”或“ 5”,读 数时只读到与最小刻度位数相同即可,分别按二分之一或五分之一估读.题3 :分别读出电压表

8、和电流表的示数,并填在表电表所选量程测量值电压表03 V0 15 V电流表03 A0 0.6 A题 3 答案:1.96 V ; 9.8 V; 0.80 A; 0.16 A题4:如下图为电流表和电压表读数示意图,图(a)用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,表针的示数是 A;当使用3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A; 图(b)使用较小量程时,每小格表示 V,图中指针的示数为 V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示 V,图中表针指示的是 V.5 10(b)题4答案:使用0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,指针的示数为0.44 A ;

9、当换用3 A量程时,每一小格为 0.1 A,指针示数为 2.20 A : 电压表 使用3 V量程时,每小格表示 0.1 V,指针示数为1.70 V ;使用15 V量程时,每 小格为0.5 V,指针示数为8.5 V .川.变阻器1. 滑动变阻器(1) 实物与符号注:实物上面任意一个接线柱(左、右两端接线柱)均代表滑片(2) 规格:例如,某滑动变阻器标有“20Q 1A”。其意义为:滑动变阻器最大电阻为20 Q,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A。(3) 滑动变阻器的粗调和微调(细调)图a中的两个滑动变阻器都是限流接法,调节时能使电路中电流改变范围较大 的那个变阻器作为粗调电阻,调节时引起电路中电流

10、变化范围较小的那个变阻器作为细调电阻。图a中若“ ,则;为电流的粗调电阻,:为电流的细调电阻。图b中的变阻器都为分压接法,共同起分压作用,都可以调节负载上的电压,如果两变阻器最大阻值不等,则最大阻值大的变阻器作为粗调电路,最大阻值小的变阻器作为细调电阻。如图 b中F ,则在滑动触头移动相同距离时,:的阻值变化大,负载上的电压变化也大,故;作为负载电压的粗调电阻,:作为负载电压的细调电阻。图c中Rv R>, R滑动触头移动,负载电阻Ro上的电压变化大,故.一勺作为负载电压的粗调电阻,:.作为负载 电阻Ro上电压的细调电阻。2.电阻箱(1)实物、表面板、符号(2 )电阻值调节:阻值先调为最大

11、,然后阻值由大向小调节。(3)读数:各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接 入电路的阻值。注意;读数不估读,有效数字要读到精确度那一位(精确度为表面板上的最小倍 率)。题5:下面电阻箱的读数为 x 0.1 nft丄Axl!lxioonx 1011例题 5 答案:电阻箱的阻值 R=0X 100Q+ 8X 10Q + 6X 1Q + 3X 0.1 Q =86.3 Q .IV .开关(1)单刀单掷开关(电键)(简称开关):符号与实物(2 )单刀双掷开关:符号与实物(3 )双刀单掷开关:符号(4 )双刀双掷开关:符号(二)伏安法测电阻U1. 伏安法测电阻原理;R =2. 电

12、流表的内、外接问题:(1)电流表内接系统误差分析误差原因为电流表分压造成(U测=Ux+ UA)U测R 测= = Rx + ra> RI测测量值大于真实值适用条件;:Rx>> Ra ,测大电阻。(2)电流表外接电路图_II-*系统误差分析误差原因为电压表分流造成(I测=lx+ IV)U 测 RxRvR 测=I 测=Rx+ Rv<Rx测量值小于真实值适用条件;:Rx<< Rv ,测小电阻。(3)电流表的内接与外接的选择方法方法一:直接比较法测大电阻,电流表采用内接;测小电阻,电流表采用外接。(大内小外)方法二:阻值比值比较法(比较 导与RV大小关系)Ra Rx设

13、电流表、电压表内阻(大约值)分别为R A、Rv,被测电阻(大约值)为Rx,则: 当R<rV时,电压表分流作用小,Rx为小电阻,应选用外接法当 > 时,电流表分压作用小,Rx为大电阻,应选用内接法RA Rx当Rx=Rv时,电流表分压作用和电压表分流作用相差不大,两种方法均可。Ra Rx方法三:试测法在Rx (或R a、Rv)的大约值不知的情况;,下,可采用试测法。门¥如图所示,让电压表一个接线柱固定接在 电路上,P先后与a、b处接触,读出两次电流 表和电压表的数值。如果前后两次若电压表示数“相对变化”“liu明显(I |<|I),说明电流表分压作用较强,Rx为小电阻,

14、应采用电liUi流表外接法;如果前后两次若电流表示数“相对变化”明显(I 织|> I 竺I),说明IlUi电压表分流作用较强,Rx为大电阻,应采用电流表内接法3 .滑动变阻器的限流式与分压式接法:I 限流、分压接法 的比较电路图负载Rl上的电压调节范围负载Rl上的电流调节范围电路消耗的总功率限流式*1翘略电MAE)RlRl + RoE w Ulw EEw Ilw ERl+ RoRlEl L分压式口 /t n b(期略體源内BO0w UlW E0w I lw-RlE(Il + lap)比较分压式电路的电压、电流调节范围大,但电路消耗的功率较大。注:完整的实验电路包括两个部分:测量电路(被测

15、元件、电流表、电压表等组成。体现实验原理部分的电路。);控制电路(由滑动变阻器、开关、电源组成。对测量电路部分供电,并调节、控制测量电路的电流与电压。)n .限流式与分压式的选择方法(1)采用限流式接法的三种情况: 测量时电路中的电流、电压没有从零开始调节的要求,只是小范围的测量,且Rx与Ro接近,或Rx略小于Ro时,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。 R)> 10Rx 一般采用限流式接法。注:采用限流式接法时,还要估算电路的最小电流,必须保证电路的最小电流不能超过被测电阻器允许通过的最大电流。若电路的最小电流超过被测

16、电阻器允许通过的最大电流,就不能采用限流式接法,而应改用分压式接法。(2)采用分压式接法的三种情况: 要求通过被控制部分 (即测量电路)的电流或电压实现从零开始调节(例如测定导体的伏安特性, 从零刻度开始校对改装后的电表等),即大范围测量时,必须采用分压式接法。 当用电器的电阻 Rx远大于滑动变阻器的总电阻Ro,且实验要求电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须采用分压式接法。 若采用限流式接法, 电路中的实际电压(或电流)的最小值仍超过 Rx的额定电 压(或电流)时,只能采用分压式接法。(3)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

17、限流式接法。4.伏安法测电阻中电压表、电流表和滑动变阻器的选择(1 )估算被测电阻加的电压和通过的电流的最大值或额定值。(2 )电压表和电流表选择的依据是,不超量程,又要指针偏转尽量的大。(3)滑动变阻器选择的依据:一是通过滑动变阻器的电流不超过其允许通过的最 大电流,二是要求调节方便。限流式接法中滑动变阻器的最大电阻一般与被测电阻 差不多,分压式接法中滑动变阻器的最大电阻一般较小。题6 有一待测电阻 Rx,其阻值大约在 40"501,实验室准备用来测量该阻值的实验器材有: 电压表V“ (量程010V ,内电阻约为20k1 ),电压表V2 (量 程015V ,内电阻约为30k);电流

18、表A1 (量程050mA,内电阻约为201 ), 电流表A2(量程0300mA,内电阻约为41 );滑动变阻器 R (最大阻值为101 , 额定电流为2A),滑动变阻器 R2 (最大阻值为25E,额定电流为0.1A);直流电源E (电动势为9V,内阻约为0.碗);开关及导线若干。实验要求电表的读数从零开始变化,并能多测几组数据。(1) 电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 ;(2)画出实验所需的电路图。S题6解析:(1)题目要求电表的读数从零开始变化,电路的结构应为分压式,所以滑动变阻器应选R1 ;直流电源的电动势为9V,所以加在待测电阻两端可能出现的最大电压为9V,流过待测电阻可能出现

19、的最大电流约为225mA,故电压表和电流表分别应选 y和A2。由于待测电阻的阻值远小于电压表Vi的内电阻,而待测电阻的阻值与电流表A,的内电阻相差不大,故电流表应采用外接的方法。(2)实验电路如图所示。题7.用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A. 待测电阻Rx:范围在5Q 8Q,额定功率1WB. 电流表 A1:量程00.6A(内阻约 0.2 Q )C. 电流表 A2:量程03A(内阻约 0.05 Q )D. 电压表 V1 :量程03V(内阻约 3kQ )E. 电压表 V2 :量程015V(内阻约 15kQ )F. 滑动变阻器 R: 0100QG. 蓄电池:电动势 12VH. 导线

20、,电键为了较准确地测量,并保证器材安全,电流表应选_,电压表应选并画出电路图题7解析:AiUm=., PRx = 8 V疋2.8 , 电压表选择 Vi因Rx<RV,选择电流表外接法RA Rx滑动变阻器总电阻R=100 Q > 10Rx,选择滑动变阻器限流式接法12V5 .伏安法的变式运用以及其他方法测电阻(1 )已知 Vi 内阻 R/1,测 R= (U2-Ul)Rvi/Ul(2)已知 A 内阻 Ra,测 R= I iRi/(| 2-I i)如下图,a电阻已知为r i, R电阻为已知,R为保护电阻,测量A的内阻r 2是多少。由 11 r 1=12(r2+ Ri)得:2= 1 ir 1

21、 一 ri|2 R(4)补偿法测电阻如图所示的测量电路测定电阻 Rx的阻值,可以消除伏安法测电阻产生的系统误差:第一步:先将R2的滑动头调到最左端,单刀双掷开关S2合向a,然后闭合电键 Si,调节滑动变阻器 Ri 和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量 程),读岀此时电压表和电流表的示数UiIi.第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,将单刀双掷开关 S2合向b,读出此时电压表和电 流表的示数U2、I2。电压表示数为U2,且读出电阻箱的读数R,就可测出电压表的内阻R/。贝UUl=U2U2RvR,就能计算出内阻。(6)替代法测电阻如图所示,R为电阻箱,R为待测电阻,通过调节电阻箱R

22、,使单刀双掷开关 S分别接1和2时,电流表中的电流示数相同,则表明RX= R,即可测出R。(7)伏安法测量二极管的电阻B当二极管正接时,随电压的增加电流也随之增加,当所加电压U小于导通电Uo)时,电流增加得很缓慢,即 U v Uo和U略大与Uo时电阻很大;当电压 U增加 到超过导通电压 Uo时,再加大电压,电流急剧增大,即此时电阻迅速减小。故测 二极管正向电阻,先 K接1,且Rf闭合,采用电流表内接法。后K接2,且Rf闭合,采用电流表外接法。注:若电压 U较大时,虽然二极管电阻相对较小,但仍然有-Rd > RV,那RARd么电压U较大时,仍然采用电流表内接法。(8)半偏法测电压表内阻如图

23、示,第一步,闭合开关Si和S2,调节R2滑片的位置,使电压表指针偏转到满刻度;第 二步,保持R2滑片位置不再移动,基本保持滑动 变阻器输出电压不变断开开关S2,调节Ri的阻值,使电压表指针偏转到满刻度的一半,电阻箱 两端电压与电压表电压相等,此时电阻箱电阻与 电压表电阻相等。为减小系统误差,电源应选用5电动势较大的,滑动变阻器应选用电阻较小的。由于该实验中存在的系统误差,Rv的测量值大于真实值。如下图示电路测电压表内阻,有以下三种方法:方法1:第一步,闭合开关S,把电阻箱的电阻值调为零, 且调节R滑片的位置,使电压表指针偏转到满刻度。第二步保持R滑片位置不再移动,基本保持滑动变阻器输出电压不

24、变,调节Ro的阻值,使电压表指针偏转到满刻度 的一半,电阻箱两端电压与电压表电压相等,此 时电阻箱电阻与电压表电阻相等。方法2:第一步,闭合开关 S,把电阻箱 Ro的电阻值调为Ri,且调节R滑片的位置,使电压表指针偏转到满刻度。 第二步保持R滑片位置不再移动, 基本保持滑动变阻器输出电 压不变,调节 Ro的阻值为R2,使电压表指针偏转到满刻度的一半。设滑动变阻器输出电压为Um,设电压表满偏时电压值为u ,则有Um=U+RiUm=联立二式解得Rv = R2-2 Ri。方法3:这钟方法是方法 2的一种变式(已经不是半偏法了)。第一步,闭合开 关S,把电阻箱Ro的电阻值调为 Ri,且调节R滑片的位置

25、,使电压表示数为Ui。第二步保持 R滑片位置不再移动,基本保持滑动变阻器输出电压不变,调节Ro的阻值为R2,使电压表示数为U2。设滑动变阻器输出电压为Um ,则有Um=Ul+歆u= U2+ 职。联立二式解得 Rv = UUUR2(三) 电学仪器的选择与实物电路的连接1. 在选择实验仪器时要遵守以下几点:(1) 安全:安全是仪器选择的前提条件,在实验时,电路中加在各仪器上的电流或 电压不允许超出各仪器的额定值或量程。(2) 在保证安全的前提下要尽可能做到精确.,这样可以减小实验误差。如在选用电压或电流表时,要尽可能使指针有较大偏转(一般取满偏的1/32/3左右,或接近满刻度),因为这样可以减小误

26、差;在选用万用表测电阻时,要选用使指针 指在中间刻度附近的档位。(3) 易于操作(方便).,这也是我们选择仪器的一个标准,如在伏安法测电阻实验中,若滑动变阻器采用分压式接法,电路对电阻调压时,若选用的滑动变阻器阻值太大,滑动头稍有移动,电流、电压就会有很大的变化,这样在调节电压时我 们就很难操作不宜采用。2. 选择实验器材的一般步骤(1 )找出唯一性器材(2) 草画电路图(3) 由已知条件估算被测元件的电流或电压值 (最大值、或额定值)(这是选择电 流表与电压表的依据);若选保护电阻,还要估算电路电流最大时电路的总电阻 (这 是选择保护电阻的依据)。(4 )参考器材的参数,选择恰当的器材。一般

27、先选择电压表,后选择电流表,再选择变阻器、定置电阻等。3. 实物电路的连接(1 )画电路图(2)对电路图作技巧性处理:断开一些支路(3 )先连含电源的一条回路,再连其它回路(4) 注意: 电流表、电压表要"正进负出”。 连接过程,开关要断开,滑动变阻器的滑片要置于使被测元件的电压最小处的位 置。 各导线都应接在接线柱上,不应在导线中间出现分叉。导线尽量不交叉。 对于滑动变阻器的连接,要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻,在接线时要特别 注意不能将线接到滑动触头上。题8.根据图1的电路图 在图2中连接实物电路图2题8答案:题9答案:题10.按图1所示电路在图2所给出的实物图中画出连接导线题

28、10.答案:K1Ki题11.为了测量电流表 Ai的内阻,某同学采用如图所示的实验电路.其中:Ai是待测电流表,量程为 300 yA,内阻约为100 Q;A2是标准电流表,量程是 200 yA;Ri是电阻箱,阻值范围是 0999.9 QR2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;Si是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.(1) 实验中滑动变阻器采用 式接法(填“分压”或“限流”); 根据电路的实物图,请画出实验电路图.(2) 请将该同学的操作补充完整: 连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最 (填“左端”或“右端”);将开关S2扳到接点a处,接通开关 S;调整滑动变阻

29、器 R2,使电流表 A2 的读数是150 yA; 将开关S2扳到接点b处,使电流表 A2的读数仍是150 yA; 若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示,则待测电流表A1的内阻 Rg = Q.xo.mx inX iOOflX ionR2的滑片位置,都要保证两只电流R3应选用 (填写阻值前(3) 上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器 表的安全在下面提供的四个电阻中,保护电阻 相应的字母)A. 200 k QC. 15 k QB. 20 k QD . 150 k Q题11解析:(1)由实验电路可以看出,滑动变阻器为限流式接法.(2) 在闭合开关之前应将滑动变阻器的滑片放在电路最安全处,即最左端;先 将开关

30、S2扳到接点a处,接通开关 S,调整滑动变阻器使电流表 A的读数是150卩A,然后将开关 S扳到接点b处,保持 R不变,调节电阻箱 R,使电流表 A的读数仍是150卩A,在电阻箱上读出阻值,即为待测电流表A的内阻.(3) 要保证电表安全,电流表不能超过其量程,且通过的电流不能太小,保护电阻选20 k Q较合适.答案:(1)限流 如图所示(2)左端 保持F2不变,调节电阻箱 R 86.3(3)B(四) 创新设计性实验题的一般解题思路1 进行实验设计的总体原则(1) 科学性原则(原理要正确)(2) 安全性原则:实验方案的实施要安全可靠,不会对器材造成损害,且成 功率高.(3) 精确性原则:在实验误

31、差允许的范围内,应尽可能选择误差较小的方案.(4) 可操作性原则(方便性原则):实验应便于操作和读数,便于进行数据处 理.2.电路设计题的一般解题步骤完整的实验电路包括两个部分:测量电路(由被测元件、电流表、电压表等组成。体现实验原理部分的电路。);控制电路(由滑动变阻器、 开关、电源组成。 对测量电路部分供电,并调节、控制测量电路的电流与电压。)思路(1) 审题审目的要求和器材参数(2) 设计测量电路 估算被测元件的电流或电压值(最大值、或额定值) 选择电流表与电压表(不超量程,指针偏转不小于三分之一量程) 确定实验原理,画出初步电路图联想(实验模型) 构思(实验原理、方法,迁移、重组) 测

32、量电路有三种基本形式:串联电路,并联电路,混联电路。 进行可行性分析是否符合科学性(原理正确)、安全性、精确性原则。 改进,确定最佳电路(3)设计控制电路限流式与分压式电路的选择,滑动变阻器的选择。(4)确定需要测量的物理量(5)安排实验步骤,(6)实验结论及推导表达式,误差分析。(7)注:电表的反常规用法若已知电流表的内阻,电流表并联使用,起测电压的作用。但不能超量程;若已知电压表的内阻,电压表串联使用,起测电流 的作用。题12.某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而变化的规律, 用实验得到下表所示的数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压),则:L/V00.200.400.600.

33、801.001.201.401.601.802.00I/A00.120.210.290.340.380.450.470.490.50 当U= 1.20V时对应的电流表如图甲所示,其读数为 A实验中所用的器材有:电流表量程(0.6A,内阻约为电源、待测小灯泡、电键、电压表(量程 3V,内阻约为2 k Q )0.2 Q )滑动变阻器(05 Q , 1 A )导线若干请在图乙方框中画出该实验的电路图 根据实验数据,在图丙中画出小灯泡的U - I曲线;如果把这个小灯泡接直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.0 Q的电池两端,则小灯泡的实际功率是W(结果保留2位有效数字)丙题12答案: 0.42A (

34、0.38A0.42A都正确)如图所示如图所示 0.28W ( 0.25W0.32 都正确)题13.某待测电阻 Rx的阻值大约为100 Q,现要测量其阻值,实验室提供有 如下器材:电流表Ai(量程40 mA,内阻ri= 10 Q)电流表A2(量程100 mA,内阻约为3 Q)滑动变阻器R,最大阻值约为10 Q定值电阻Ro(阻值为100 Q)电源E(电动势4 V、有内阻)开关、导线若干测量要求:电表读数不得小于其量程的1/2,能测多组数据。(1)请你在虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路原理图。(用所给器材的符号标注)用已知量和测量的量表示 Rx,贝V Rx =° (若用到电表读数,分别用

35、11、丨2表示A1、A2的读数)题13解析:(1)A1(量程40 mA,内阻r1= 10 Q) A?(量程100 mA,内阻约为3Q),电表读数不得小于其量程的1/2,可采取两种方案,即:滑动变阻器采用分压式接法,Ro与Ai串联后与Rx并联,A2测总电流;或者滑动变阻器采用分压式接法,Rx与Ai串联后与Ro并联,A2测总电流。若采用方案一,则U li (ri+ Ro)Rx=:l2 li I 2 li若采用方案二,则 Rx + ri = Ulili答案:(i)电路图如图所示l2 11 Rofl2 li Ro,即 Rx=ih屮严或比严-ri丨2 lili题i4.设计测定电压表内阻的方案,提供器材如

36、下:电源(内阻很小,可忽略不计),电阻箱一只,电压表一只(内阻待测),电键和导线若干。画出实验电路图。(2) 改变电阻箱阻值 R,可测得电压表示数 U,将测得 的几组数据在坐标纸上绘制成U R图象如图所示,由图可确定电压表的内阻是多少?题i4解析:(i)实验电路图如图所示(2)由闭合电路欧姆定律得UE= u + RVRiERvR +故U- R图象为一倾斜直线1 1由已知图象可得E = 0.67, ER1.67 0.671 00011 000,故 RV = 670 Q答案:见解析 (2)670 Q题15.某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率

37、发生变化的现象称为“压阻效应” 现用如右图所示的 电路研究某长薄板电阻 Rx的压阻效应,已知 Rx的阻 值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材: 电源E(3 V,内阻约为1 Q )电流表A (0.6 A,内阻1 = 5 Q )电流表A (0.6 A,内阻约为1 Q )定值电阻R为了比较准确测 量电阻RX,请完成电 路图中虚线框内的 部分.在电阻RX上加一个竖直向下的力 F (设竖直向下为正方向),闭合开 关K记下电表读 数,得 Rx =mir -i-r-r-i-r - r-T-i- -r-1-1? 改变力的大小,得到不同的 RX值.然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的

38、 RX值,最后绘成图象如图所示,除观察到电阻R的阻值随压力 F增大而均匀减小外,还可得到的结论是: ;当F竖直向下时可得 RXx与所受压力F的数值关系是RX =;定值电阻F0应选用A. 1 QB . 5 Q C . 10 Q D . 20 Q题15答案:如图I iri压力反向,阻值不变16- 2 F25"&-I 2 I 1B;由于Rx电阻从几欧到几十欧,故用电流表Ai作为电压表使用,电流表 A2连在干路上,即可测出 Rx的电阻值;从图象可以看出压力方向改变,其阻值不变, 其电阻与压力关系为一次函数;由I = E/(R + r)可知,当A2满偏时Ro阻值为5 Q ,选项B正确.

39、(五)长度的测量-游标卡尺和螺旋测微器的使用I 游标卡尺1.构造:如下图所示由主尺、游标尺、内测量爪、外测量爪、深度尺、紧固螺钉等组成.主尺56(h) 7 M 91.0内测员爪紧固Wtlmm,刻度的差值为游标尺夕卜测量爪2. 原理游标卡尺主要是由主尺和游标尺构成的.游标尺上有n个刻度(即n个等分,零刻度线不计数),它的总长度与主尺上 n个刻度的差值为1mm,则每个刻度的差值为1 、 、一mm,这就是游标尺的精确度.n游标卡尺可测量内径、外径、深度等.常用游标卡尺的主尺的分度值为1mm,游标尺上有10、20、50等不同分度规格,但其工作原理相同、 一 1如10分度游标卡尺,它的精确度为mm =

40、0.1 mm,游标尺的刻度部分总长度为109 mm,分成10等份,每份长度为0.9 mm,因此,每格与主尺上的分度值差0.1mm.当游标尺零线与主尺零线对齐时,除游标尺的末线与主尺的9 mm刻线重合,其余线均不重合.测量物体时,两尺零线间的距离即为被测物体的长度.3. 游标卡尺读数的技巧 读数时以mm为单位来读,读出后再按要求换成其他单位.读数不估计,但有效数字要到精确度那一位。 在主尺读数”时一定要读游标零刻线左边最近的主尺刻线的值. 在读小数部分时一定要认清游标尺上第几根刻线(游标尺上第几等分刻线,零刻 度线不计数)与主尺的刻度对齐. 一定要弄清所用卡尺的精确度. 若用x表示由主尺上读出整的毫米数,k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x+精确度x k)mm.游标尺(mm)精度(mm)测量结果游标尺上第 n个格与主尺上 的刻度线正对时(mm)刻度 格数刻度 总长度每小格 与1mm差1090.10.1主尺上读的毫米数+0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数+0.05n50490.02

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