恒定电流五个学生实验教案

恒定电流五个学生实验教实验六：描绘小电珠的伏安特性曲在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系也就是UI曲线是条原点的 直线但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I曲 线就可能不是直线。如图3-1所示，根据分压电路的分压作用，当滑片C由A端向B端渐移动时流过小电“3.8V0.3A”或“V、0.7A”）的电流和小电珠两端的电压，由零开始逐渐变化，分别由电流表、电压表示出其值大小，将各组I、U值描绘到UI坐标上，平滑的曲线连接各点，即得到小灯泡的伏安特性曲线。 图3-1实验步操作规0.6A，3V二．I、U数“0~3.8V”或“0~4V12UI0（0.5V时一次电流值，并将数据记录在表中。调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压1I—UI－UA电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐 渐增大，可在伏特表读数每增加一个定（如0.5时一次电流值并将数（要求两位有效数字记录在表中调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压．

1234567812345678（）画出 （3） 白炽灯泡B的伏安特性曲线若将两灯泡并790000）小灯泡灯丝U—I.（3）1.5V，内阻2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写（1）U=E+Ir0.350.800.28VAS VVASVSAabR图 图 图如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡b （3）根据题意有E=Ua+Ub，Ia=3Ib，从所做曲线可以查出，Ia=0.150A，Ib=0.050A，Ua=1V，Uab(Uab=Ua-UbI 3cd4(甲)所示的方波电压信ucd4(RLuef的波形．1所示是两个不阻的I－U图像，则图线1、2表示的电阻及两电阻串联或并联后 如图2所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R．下列关于P1P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是() B．只有A 图在实际情况中，能较正确反映通过灯泡的电流强度I与灯泡两端电压U60～500Ω；D、小灯泡（2.5V，0.5W）；E、开关；F、导线若干5W”的小灯泡在不压下的功率，其中电流表3A、0．6A两挡，内阻可忽略；电压表有15V、3V可持续地从0调到12V．按要求在实物图上连线（其如图9滑动变阻器R1的最大值是200Ω，电阻R2=200Ω，AB端电压U=10V。试求电键S断开和闭合时，移动滑键P、R2两端的电压变化范10.（06卷）某同学用图所示电路，测绘标有“3.8V,0.3V”的小灯泡R随电压UV215V,E24V,为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流 ，电压 滑

所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，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 ⑶导致实验结果伏安特性曲线不是一条直线的关键因素 实验七:测定金属的电阻①根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I只要测出金属丝两端的电压U和金属丝中的电流I，就可以测出金属丝的电阻．即用伏安法测出金属丝的电阻R②金属丝的长度l可以用米尺测量．③金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即S=πd2/4．由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器——螺旋测微器来测量．这就是本实验的实验原理．在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流不宜太大．则当电流表具有0～0.6A和0～3A两种量程时，应当选用哪个量程?如果被测金属线电阻约5Ω，电压表具有0～3V和0～15V两种量程，应当选用哪个量程?分析：电流表选电压表选在图3中，电流表选用0.6A量程，电压表选用03V量程，则各指针所指示的分别为:I0.35A，Ⅱ是050A120V，Ⅳ是(由于被测金属丝的电阻较小，一般为5Ω～10Ω，电压表3V档的内阻约为3kΩ，电流表0.6A档的内阻约为0.1Ω，所以测量电路应采用电流表外接法．为了调节金属丝两端的电压，应选用滑动变阻器，根据本实验的实际情况，可采用滑动变阻器的限流接法．)图4提供测电阻所用的实验器材，请将它们用线连接成所需的实验电路；并将变阻器的滑动片移到阻值最大的位置(用“↓”表示)． 实验中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm，则它的测量结果可以准确到1mm，读数时应当读到0.1mm位．下图中，(A)的测量结果是0.1546m,(B)的测量结果是0.4500螺旋测微器的构造、原理、读数方法CAI课件模拟螺旋测微器的构造:螺旋测微器是由：测砧A、固定刻度B、尺架C、可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D`、测微螺杆F构成的．CAI课件模拟螺旋测微器的原理螺旋测微器的螺距是0.5mm，可动刻度一周为50格；旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退05mm．因此，旋钮D每转过l格，测微螺杆F前进或后退001mm．可见螺旋测微器的精确度为0．01mm．CAI课件模拟螺旋测微器的操作与读数．使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，，这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性．当听到咔咔的声音时停止转动，并用止动螺旋止动．读数时，被测物体长度大于o．5mm的部分在固定刻度上读出，不足o．5mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字．螺旋测微器的读数可用下面公式表示：螺旋测微器的读数＝固定刻度上的读数+可动刻度上的格数×精确度o.01CAI课件模拟螺旋测微器测量几种金属丝的直径，学生练习读数．A．4.365mmB．4.090mmC．0.690mmD．0.987mm⑴实验中先对测量仪器、仪表进行检查；观察的指针是否指在零刻度，如果有偏差，应当用小螺丝刀轻轻转动表头下方正的小螺丝，直到指针指在零刻度为止，或请老师帮忙调整；当螺旋测微器的测帖A和螺杆F并拢时，可动刻度，的零点应该恰好跟固定刻度B时如何处理它可以向老师请教.，⑵使用螺旋测微器中，当F快要接近被测物体时，要停止使用大旋钮D调旋钮D`,这样就不至于在F和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器又能保证测量结果的准确.⑶在连接电路之前，应当适当安排仪器的位置，做到既要方便连线，又要使经常操作的仪器(如滑动变阻器)方便操作，经常观察的仪表(如)便于读数．图1的排列就考虑到这个要求可供参考．⑷连线之前应先断开开关，闭合开关之前要使滑动变阻器的滑动片位于阻值最大的位置．拆除电路时，应首先拆去电源连线，然后再拆其他连线，并整理好仪器．⑸L、d测多次，求平均值实验步操作规螺旋测微器的最小分度是0.01mm，VA U值跟尺垂直；有估读（0.1mm） ；；答案.BCEGIJ例2测定金属电阻率的实验中，（1）如图2（a）为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图，则此金属丝的直径为m；（2）如图2（b）为用伏安法测金属丝电阻的电路图，其中M为，N为 ；若两表示数分别如图2（C）、（d）所示，则被测金属丝的电阻R测＝ 是（1）5.9×10－2m（2）电流表电压表例3在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图3所示，可知该金属丝的直径d=

“准确例4（0川卷）在“测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属丝的长度端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为mm。在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径？请简D/N实验七：测定金属的电阻率练5kΩ的电阻，现用伏安法较准确的测定它的电阻值，可供选用的电流表量程为50mA，内阻为20Ω，电压表量程为5V，内阻为10kΩ，为减少误差，实验时应选用哪种电路为好?() Ω (1) 做出I-U图象，并计算出电阻的大小是 用螺旋测微器测金属丝的直径，则该金属丝的直径 A．量程是0.6A、内阻为0.5Ω的计B．量程是3A、内阻为0.1Ω的计C．量程是3V、内阻为6kΩ的伏特计D．量程是15V、内阻为30kΩ的伏特计G．蓄电池（6V）H D．伏特表（0—15V，内阻20kΩ） F．滑动变阻器（0—20Ω，允许最大电流1A）G．电键一个，导线若干。 根据 材的规格和实验要求（96上海）16示,P是一根表面均匀的镀有很薄的发热电阻膜管(其长度L50cmD10cmMN.VAER、电键Sd⑴实验中应测定的物理量 ⑶计算膜层厚度的公式 实验八：把电流表改装成电压的电压表，由图5-1可知，只须将电流表串联一个分压RIg=U/(Rg+R)，故分压电阻可由下式计算使电流表指针偏转到满刻度（满偏）S2R＞＞RgS1后R′的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半（半偏），Rg=RRg。可变电阻R的选择依据是：当Ig、Rg、E给定时，由全电路欧姆定律，有R=E/Ig-r-Rg（由于通常r+Rg<<E/Ig，可按R=E/Ig估算。）同 时还必须满足R>>Rg的条件（实际使用时 100Rg可）为直接可变电阻R′的准确值，R′应选用电阻 图实验步操作规若表针不在零位，用螺丝刀旋械调零（2）依次序接线，最后接通电路前，电键3．（1）R量程。若变阻器R调至最大后，试触S1还超过了电压偏在闭合S2调节R′至电流表半偏的过程中，R程为U（一般可取U=3V，或由教师给定）的电R在电阻箱上取电阻R，并串联在电流表上，即组装成如图5-1所示的量程为U的电阻值为R5-3附加电阻R（电阻箱）的值一经确定，就不按图3所示电路进行连接，其中V是别为0.5V、1V、1.5V、2V，并核对改装的电压1．SR2测电流表的内阻时，闭合S1前，变阻器R应调至电阻最大值，以免闭合S1后通过电S1还超过了电流表量程，则应例1（01年）中现有器材如实物图1所示，有电池E，10V，内阻约lΩ；A110Ar10.2Ω；A2300mA，r25Ω；A3250mA，r3R2100Ω；（1）A2A3；（2）略（3）A3的内阻r3，A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1Rx，r3=(I2+I3)RX/I3例2（91用半偏法测电流表G的内阻Rg.如222 II2R，中电流强Ig 答案V电压表V（量程２V，内阻约4kΩ）;电流表m(量程1.2mA500Ω)；直流电源E(电动势约2.4V，内阻不计)；固定电阻３个；R1=4000Ω,R２=10000Ω,R3=15000Ω;电键S要求测量时两指针偏转均超过其量程的一半阻RV= 答案G利用的电路测量电流表G的内阻(图中电源的电动E=4VS1R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭 GVR GVR S 9900（3）例5。（05Ⅲ）(l）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数，此示数 2）VRv图中B为电（内阻可忽略不计）R为电阻箱，K为电键。②写出实验中必须记录的数（用符号表示并各符号的意义： ③用②中记录的数据表示RV的公式为 答案：8．116（58．1160.0025分①连线③实验八：把电流表改装成电压表练Bnn2、关于C、表的内阻越小，测量值越接近真实值D、当表测某电路的电流强度，测量值总是大于真实3、一个毫伏表，它的内阻是100Ω，量程是200mv，把它改装成为量程为10A的表，A、并联0.002Ω的电阻 44R1很大，R2GK1、K2组成一个、伏特两用表，下列判断正确的是：A、只闭合K1是 B、只闭合K2是C、K1K2都断开是 D、K1、K2都闭合是5、一个伏特表由电流表G与电阻R串联而成，使用中发现此伏特表读数偏小一点，可以采用的措施是（)A、在RRB、在RRCRRDRR610kΩ20kΩ的电阻后去测量某段电路的路端电压，其指针所指所位置，则这段电路的路端电压是（）A、40伏特 B、30伏特 C、20伏特 电流电流 电电1kΩ，电的电压表那么改装的方法是跟电流表 联个阻值 改电流表，需要知道它的三个数据：满偏电流I、满偏电压g和内阻rgIg可以从刻度盘上读出Ug可用实验方法测出如Irg都已知那么根据 可以出Ug＝ 。 10．流表与电阻箱的某一给定电阻串联，使之改装成一电压表，现要对此电压表进行校准，所用电路原理图所示。图0给出了实器材的实物图。 一个电流表的满刻度电流值Ig=0．6A，面板如图5所示 A。如果这个量程为0.6A的电流表内阻Rg=60Ω，要把这个电流表的量程扩大成3A，那么应该在Rg上 电阻Rs，Rs的大小应是 A，并联Rs后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联Rs前的 是mV。如果把它串联一个490kΩ的大电阻后，它的电压量程扩大到V，原来“10A”的刻度线，现kΩ的定值电阻，那么它的电流量程扩大到原来的 倍，可允许测量的电流最大值 AIg=1A的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻 自己修理过的一个量程为5V的电压表按下述方法校验。先按图8接好电路，V0为标准电压表，V为待校准的电压表。移动变阻器R上的滑动触头，到V满刻度值是5V时，V04.5V9标准电阻R0，R0的大小为2.7kΩ，重新移动变阻器R的滑动触当待校表V的指针仍偏转到满刻度值内有一电压表V05流表，并进行校准。为此，提供如下器材：干电池E(电动势为05 中电流表A应选用的量程 电压表的读数为150V，电流表A的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV EK 电流表进行校准时，把A EK，，字母标注。图中电阻箱的取值是(取三位有效数字)，电流表A应选用的量程是。，，实验十：测定电源的电动势和内由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir知，路端电压U=E—Ir，对给定的电源，E、rUI的一次函数。将电池、电流表、电压表，可变电阻连接成如图7-1所示的电路，改变可变电阻R的阻值，可以测得多组I、U值。将它们描在U—I坐标中，图线应该是一条直线。显然，直线在U坐标上的截距值就是实验步操作规ARVE 二．I、U数8-10电流从小到大平稳地改变，适时地I、U读数电时极化现象过重，E、r在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的U用，为此可使坐标不从零开始，如图3乙所示，把坐标的比例放大，可每次读完示数没有立即断电，造成E、r变化测量电路存在系统误差，I真＝I测十Iv例1现有一阻值为10．0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压写出用测得的量，电源内阻的表达式r＝ 略断开开关，记下电压表偏转格数N1；合上开关，记下电压表偏转格数 例2．（04）在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：A电压表量程为15V，B电压表量程为3V，A（20Ω，3A），B（500Ω，0.2A）电压表应该 （填A或B），这是因 变阻器应该 （填A或B），这是因 答案：B，A；A、BA1示数A2示数V1示数V2示数1A1示数A2示数V1示数V2示数12电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电 VA②实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E= 。（用I1，I2，U1，U2及R②(I1U1-I2U2)/(I1-I2)(U2-U1)/I1-I2)-实验十：测电源的电动势和内阻练是测量干电池电动势和内电阻的实验电路，为了减少系统误差电压表的内阻 阻器的全电阻应 接通键时滑动变阻器的滑片应在 ． ． ．（填：准确、偏大或偏小得出和r．图线与纵轴交点表示的意义是 的（） ）（1装置图中的错误或不妥之处 ）图b用测出的实验数据画出的干电池UI图线根据图线求出干电池的电动势ε= ，内阻r= Ω9用图9将图中元件连成电路，使Rf两端电压U能在尽量大的范围内 V可写出计算ε=，r= 电流表的内阻不大于0.1，电压表的内电阻不小于1k． B．阻值范围0 ─100 阻箱、（符号）开关、导线组成电路进量 （1）中备有的定值电阻有以下几种规格A.10Ω V，内电阻r=Ω实验十二：用多用探测黑箱内的电学元学习多用的一般使用方法练习用多用探测黑箱内的电学元件图2多用的上半部分为表盘，下半部分为选择关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用的选择关旋转到电流挡，多用内的电流表被接通；将多用的选择开关旋转到电阻挡，多用内的欧姆表电路就被接通。示，R为调零电阻。当表笔短接，使电阻调零时，表。指针满偏，有Ig=E/(Rg+R+r)。当表笔间接入某电阻RX时，有Ix=E/(Rg+R+r+Rx)，可见每一个RX都有一个对应的电流值I只要在表盘上表明与I对应的RX值就可用它RX。。用多用来探测黑箱内的电学元件黑箱又称黑盒子、暗盒，是指不知其结构的系统。黑箱方法，也是控制论中的一输入和输出的对应关系，来推测黑箱结构并加以控制的方法。（3（且均串联黑箱内的元件可能为电源、电阻或二极管。用电压挡测量待测两端电用电压挡测量待测两端电内含电U内含电U=0是反向R反向 反向R反向否否反向R否反向R短 可能有

断 可能有二

晶体二极管具有单向导电性，如图4所示。当二极管加上正向电压时，它的电阻很小，就像样。根据这一特征，可以来断定电路中是否可能有二极管。用多用探测黑箱的思路实验步操作规一.识别多用将表笔分别测试笔插将表笔短接，调节调零旋钮，使指针测量你的电将表笔的测试端的金属杆相接触，使表就不能用万用表的欧姆挡去测各接线柱间的个判断应当通过万用的欧姆挡来确定。偏转，再改用直流电压最低档进量，指针仍合理选择量程．使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在R中／5～5R中例1．（05辽宁）图3中B为电源，R1．R2为电阻．K为电键。现用多用测流过电阻R2的电流。将多用的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确 保持K合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b保持K合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a将K红表笔接在a处，黑表笔接在b将Kba处例2(85)一盒子上有两个接线柱a和b，与盒内电是3V；把电流表（内阻可忽略）接在两接线柱之间，其读数是3A则图2所示四个电路中（电源内阻不计）可能为盒答案D，3x、y，x、yx、y与A、B0.15A；x、y向欧姆挡“×10”位置的多用测某电阻 测电流，表盘仍如图1所示，则被测电流 例5（06）（1）一多用的电阻档×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进量，应换 档。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤电阻的阻值 Ω某研究性学组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如图2所示的R∝1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得E=V，r=Ω。答案:（1）×100；调零（或重新调零）；2.2×103(或类及连接方式某位同学用多用进行了如下探测第一步用电压挡，对任意两接线柱正．反向测量，指针不发生偏转第二步：用电阻×10001（盒内 图3示出了图1〔3〕中欧姆表指针所处的位 个小灯泡与V电池组的接情况如图5所示。如把图5中ef两端用导线直接相连，小灯泡仍可正常发光。欲将e．f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使灯泡仍可发光。那么，e端应连接到 线柱，f端连接到 接线柱。bacbacbacbac5实验十二：用多用探测黑箱内的电学元件练1．关于多用，下列说法正确的是（A．多用表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头/