电学实验1-电阻率、伏安特性曲线

1、滑动变阻器的两种用法 三、测量电路的选择三、测量电路的选择1.控制电路的选择 限流接法限流接法 分压接法分压接法测量测量电路电路测量电路测量电路两种接法的比较 限流接法 分压接法电压范围：电流范围： 电压范围电流范围 R/(RR0)/(RR0）/R 0；0/R 两种接法的选择：总体原则：在安全、有效的条件下，从节电，电路结构简单的角度出发，首选限流法 安全：允许通过滑动变阻器的电流足够大；仪表不超量程；用电器的电流电压不超额定值；电源不过载。有效：调节范围够用 选分压电路：a：若采用限流电路时，限制不住：电路中的最小电流（压）大于等于被测电阻R或用电器的额定值；电表超量程。必须选用分压电路；

2、b：若实验要求电压变化范围较大(或要求测量多组数据)，但滑动变阻器全组值R0远小于被测电阻R，不能满足实验要求时，必须采用分压电路；c：若实验中要求电压从零开始连续变化时需采用分压电路。 滑动变阻器阻值的选择:额定电流，阻值范围，调节方便限流:为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻，R0大于RX，一般在25倍为好。分压:一般取滑动变阻器的总电阻R0小于RX， R0在0.1RX0.5RX之间为好。三、三、测量电路的选择测量电路的选择1.测量电路的选择 定量判定法：若已知待测电阻的大致阻值Rx，电流表的内阻RA和电压表的内阻RV，则：当Rx/RARV

3、/Rx时，选用“内接法”，当Rx/RARx测量值大于真实值R测=U测/I测=RxRV/(Rx+RV)Rx测量值小于真实值适用条件RARx适用于 测量大电阻小电阻四、实验器材的选择四、实验器材的选择电学测量仪表 电流表（安培表、毫安表、微安表）（量程的选择、连接方法和读数） 电压表（量程的选择、连接方法和读数） 灵敏电流计（检流计）（使用方法） 多用电表 （表）（使用方法和读数） 电阻箱 （使用方法和读数） 滑动变阻器（制流电路和分压电路的连接方法，实验开始前滑动触片的位置） 中学常见电表的有关读数原则仪器最小刻度半格值估读到下一位读数示例03A电流表0.1A0.05A需要2.00A03V电压表

4、0.1V0.05V需要2.32V00.6A电流表0.02A0.01A不需要0.33A015V电压表0.5V0.25V不需要12.6V小数点位数相同0.73A0.15A0123A0.60.20.400.73V3.7V0123V155100C.D.P为等势点为等势点,接接C或或D不影响电路的状不影响电路的状态态内容内容要求要求说明说明103测定金属的电阻率（螺旋测微器的使用）104描绘小灯泡的伏安特性曲线105把电流表改装成电压表106测定电源的电动势和内阻107多用电表的使用108示波器的使用109传感器的使用要求会正确使用的仪器主工有：电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。1.实验目

5、的一、测金属丝的电阻率一、测金属丝的电阻率1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。2.掌握螺旋测微器读数方法。3.会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。2.实验器材被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器、导线若干。 2.实验原理把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流根据Rx=U/I计算金属丝的电阻Rx，然后用米尺测量金属丝的有效长度L，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx= L/S，计算金属丝电阻率的公式 =RxS/L= d2U/(4LI)。

6、4.实验步骤1.用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置分别测量金属丝的直径，将测量结果记入表格，求直径的平均值，计算出金属丝的横截面积。 2.用米尺测量接入电路中的被测金属丝的长度L，测量三次，将测量结果记入表格中。3.按图所示的电路连接好器材，注意滑动变阻器应调在阻值最大的位置，电流表和电压表选择好适当的量程。 4.闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触片，读出几组相应的电流表和电压表的示数I和U的值，记入记录表格内。5.打开开关S，拆除电路，整理好实验器材。 (1)金属丝的长度 =_cm=_m；(3)金属丝的电阻 =_ 。 (4)金属丝材料的电阻率 = =_ m。 6.数据处理: 根据上面记录的数

7、据，完成以下表格内容：实验次数长度l/cm长度平均 /cm直径d/mm直径平均 /mm横截面积S/mm2123R实验次数电压U/V电流I/A电阻R/ / 123lldR (2)金属丝的横截面积S=_mm2=_m2。lSR /实验中也可以利用U-I图线求电阻7.误差分析 1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的，直径的测量是产生误差的主要来源之一； 2.采用伏安法测量金属丝的电阻时，必然带来系统误差； 3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差； 4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。(12北京)图中（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测

8、量结果如图1所示，其读数应为_mm（该值接近多次测量的平均值）卷子上螺旋测微器读数螺旋测微器读数（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测 微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，读数为 mm。（2）用螺旋测微器测量圆柱体的直径d，示数如图。由图可读出d= mm。6.8600.617 （2）用伏安法测金属丝的电阻Rx实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1)、电流表(内阻约0.1)、电压表(内阻约3k)、滑动变阻器R(020，额定电流2A)、开关、导线若干 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.7

9、02.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_图(选填“甲”或“乙”)RSRx甲VAR乙RxVAS（3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏PRx图3(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系.如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出UI图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=_(保留两位有效数字).

10、(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_ (填选项前的符号)A110-2m B110-3m C110-6m D110-8m0 I/A U/V 0.5 1.5 2.5 2.0 1.0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 (6)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_ (有多个正确选项)A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差二、描绘小灯泡的伏

11、安特性曲线二、描绘小灯泡的伏安特性曲线1.实验目的1.描绘小灯泡实际工作的伏安特性曲线2.实验器材小灯泡 46V学生电源 滑动变阻器 电压表 电流表 开关 导线若干WRVA3.实验注意事项1.电流表外接2.IU数据多，用分压电路3.闭合电键前，小灯泡电压为零，滑片置于（上图中）左端4.坐标选择合适，应使图线占满坐标纸4.实验步骤1.按电路图连接实验电路，滑片置于小灯泡电压为处2.闭合开关，改变滑动变阻器的位置，读出相应的电压和电流值，记录数据。共12组3.在坐标纸上(I-U)描点，用平滑曲线连接各点4.收拾整理实验器材WRVA5.数据处理: 根据上面记录的数据，描出图像IU随着电压的增大，电流

12、增大，灯丝产生的热量增多，温度升高，电阻率变大，电阻变大6.误差分析 1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的，直径的测量是产生误差的主要来源之一； 2.采用伏安法测量金属丝的电阻时，必然带来系统误差； 3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差； 4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。描绘小灯泡的伏安特性曲线考点提示：电路选择和实验数据的图象描绘方法(非线性曲线图象)。考前自测：1实验目的：描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律. 2实验原理：用_测出流过小灯泡的电流，用_测出小灯泡两端的电压，测出多组(U、I)值，在IU坐标系中描出各对

13、应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线3实验器材：学生电源(46 V直流)或电池组、小灯泡(“3.8 V,0.3 A”)、_、电压表、_、开关、坐标纸、导线若干画电路图连实物图4实验方法(1)确定电流表、电压表的量程，采用电流表_法，滑动变阻器采用_接法，按如图所示的原理图连接好实验电路(2)把滑动变阻器的滑片调节到图中最_端，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表的示数I和电压表的示数U.(3)以_为纵轴，以_为横轴，建立坐标系，用描点法在坐标纸上标出描点，用平滑曲线将各点依次连接起来，便得到小灯泡的伏安特性曲线，分析小灯泡伏安特性曲线的变化规

14、律小灯泡L（额定电压2.5V,额定电流250mA）直流电源E（电动势3V，内阻不计）电流表A1(量程300mA，内阻约0.5)电流表A2(量程500mA，内阻约0.2)电压表V1(量程3V，内阻约3k)电压表V2(量程6V，内阻约6k)滑动变阻器（最大阻值约10)开关S，导线若干某同学做“描绘小灯泡的伏安法特性曲线”实验，实验室提供了下表中的器材.(1)为了使实验误差尽可能小，应选用的电流表是 ，电压表是 .请你画出实验电路图(2)若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路，如图所示，请根据电路图完成其余的电路连接，要求小灯泡两端的电压能在02.5V范围连续变化，且尽可能减小实验误差.电路图

15、(3)该同学在正确完成实验后得到如图所示的伏安特性曲线，他从图线中得到“通过小灯泡的电流随电压的增大而增大”的规律.请你分析图线再写出两条规律：;.06北京（2）某同学用如图所示电路，测绘标有“3.8 V，0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象卷子上除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：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)小灯泡L（额定电压3.8V,额定电流0.3A）开关S，导线若干电流表A1（量程100 mA，内阻约2）电流表A2 （量程0.6 A，内阻约0.3）电压表V1（量程5 V，内阻约5k）电压表V2 （量程1

16、5V，内阻约15k）滑动变阻器R1（阻值范围010）R2（阻值范围0-2k）电源：E1(电动势为1.5 V，内阻为0.2)E2（电动势为4 V，内阻约为0.04）根据实验数据，计算并描绘出R U的图象如图所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为_，灯泡实际消耗的电功率为_W。A B C D根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的_（07广东）.实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率=1.7108 m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多

17、用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）AV5000/V2500/VNa2.5 5.0 2.5PVOFF1001012.510 50250 50050025050102.51101001kVVmA+将红、黑表笔分别插入多用电表的”、”插孔；选择电阻档“1”；_；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。（05全国）. 根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_电路来测量金属丝电

18、阻；他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为_mm； 根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两位有效数字）AVRxRPABESAAVRxRPABESBAVRxRPABESDARxRPABESCV他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）（07江苏）要描绘某电学元件（最大电流不超过6 mA，最大电压不超过7 V）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻R为1 k，用于限流；电流表量程为10 m，内阻约为5 ；电压表（未画

19、出）量程为10 ，内阻约为10 k；电源电动势E为12 ，内阻不计。MA待测元件OPNRE实验时有两个滑动变阻器可供选择：a、阻值0到200 ，额定电流0.3 A b、阻值到20 ，额定电流0.5 A本实验应选的滑动变阻器是 （填“a”或“b”）（07江苏） 正确接线后，测得数据如下表（a）根据以上数据，电压表是并联在M与 之间的（填“O”或“P”）（b）根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线为 。画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图为（无需数值）12345678910U（V）0.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40

20、I（mA） 0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50UMOUMN五、故障判断及误差分析五、故障判断及误差分析北京高考电学实验考查情况汇总北京高考电学实验考查情况汇总（20022012）年份实验名称考查内容2003 (15)用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率 画出测量R的电路图、实验步骤、求R、；游标卡尺读数、有效数字2004 (18)测定电流表的内阻 连实物图、电阻箱读数、保护电阻和滑动变阻器的选择2005 (18)多用电表探查黑箱欧姆表读数、电路图2006 (14)测绘小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。仪器选择、根据R U图象求电阻和功率、确定小灯泡耗电功率P与外加电压U