电学专题实验

电学专题实验第1页，课件共51页，创作于2023年2月

电阻的测量方法及电路的设计开始问题1在前面的复习中，电阻的测量有哪些常见方法？伏安法、欧姆表法等。第2页，课件共51页，创作于2023年2月设计思路外接法？内接法？滑动变阻器限流式？分压式？AVAV如何设计完整的电阻测量电路？测量电路供电电路下一页上一页第3页，课件共51页，创作于2023年2月内接法．外接法．Rx〉Rx〈ＡＶＲＡＶR1.电流表的内、外接选择ＡＲabcV(2)试触法电流表示数比电压表示数变化明显，应采用内接法；电压表示数比电流表示数变化明显，应采用外接法.(1)比值比较法第4页，课件共51页，创作于2023年2月2、控制电路:分压式与限流式（2）限流式Ｒ

VＡ（1）分压式Ｒ

VＡ(1).选用限流式接法测量电路电流或电压没有要求从零开始连调节，只是小范围内测量，且Rx小于R变，采用限流式接法.(2).选用分压式接法（1）要求从零开始可连续调节时，必须采用分压接法.（2）当用电器的电阻Rx远大于R变.（3）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过Rx的额定值时，只能采用分压接法.思考：闭合开关S前P分别放在何处？第5页，课件共51页，创作于2023年2月3、实验器材的选择：（1）安全性原则：电流或电压不能超过电流表或电压表的量程；（2）精确性原则：表的指针尽可能在中心刻度附近；（3）经济性原则：在保证安全可靠的前提下，减小额外的电能耗。第6页，课件共51页，创作于2023年2月例1：要测定一个Rx

约5

的电阻，手头备有的器材有几种：

A．电池组(E=3V，r＝1Ω)

B．电流表(量程0—0.6A，内阻0.1Ω)

C．电流表（量程0—3A，内阻0．01Ω）

D．电压表(量程0—3V，内阻3KΩ)

E．电压表(量程0—15V；电阻15kΩ)

F．滑动变阻器(最大值10Ω，限流1A)

G．变阻器(最大值2000Ω，限流0.3A)

H．电键，导线若干．（1）试选定一个较合适的实验方案，选用器材的是（2）画出原理图．ABDFH上一页下一页第7页，课件共51页，创作于2023年2月分析：1．估计电流：I=E/（Rx+r）=0.5A电流表宜选B项2．根据电源电压为3V电压表选D项4．供电电路若用滑动变阻器分压式，变阻器10Ω和2000Ω都太大，所以用限流式，滑动变阻器选

F

3．用比值法得出：测量电路用电流表外接法第8页，课件共51页，创作于2023年2月实验电路图为：AV供电电路AV测量电路(3)将下列实物图连接成电路图+-1.从电源+到-2.先连接干路再连接支路上一页下一页点击连线第9页，课件共51页，创作于2023年2月题后记1：1.对于电表的选择，要注重量程的选择，既不要太小（否则会烧坏电表），也不要太大（否则误差就会大）2.题中如果给出了某用电器的“铭牌”，就先算出相应的额定电流、额定电压、电阻及功率，这有助于我们选择电表及滑动变阻器3.实物连成电路时，从电源的正极出发，先连干路后支路，注意滑动变阻器的分压式接法，电键要在干路上4.连好实物图后，对照电路再检查，注意检查导线是否接在接线柱上（导线中间不应分叉），电表量程、正负极是否恰当，滑动变阻器的触头是否处在恰当位置等上一页下一页第10页，课件共51页，创作于2023年2月例2：有一个电阻Rx，其阻值大约是25kΩ，可供选择的器材是：电流表A1

(0----100μA,2kΩ)电流表A2(0----500μA,300Ω)电压表V1(0----10V,100kΩ）电压表V2

(0----50V,500KΩ）直流稳压电源E

（15V，1A）滑动变阻器R(1kΩ,1W)电键K和若干根导线．试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图并连接实物图。上一页下一页第11页，课件共51页，创作于2023年2月解答:画出实验电路图如下：电流表A1(0----100μA,2kΩ)

电流表A2(0----500μA,300Ω)

电压表V1(0----10V,100kΩ）电压表V2(0----50V,500KΩ）A2V1RX25KΩΕ=15V1KΩ

+－√√上一页下一页点击一次第12页，课件共51页，创作于2023年2月变式：.现用伏安法较准确的测一个阻值约为30KΩ的电阻，可供选用的实验仪器有：

A．电源（电动势3V，内阻0.5Ω）

B．电源（电动势16V，内阻2Ω）

C．电流表（量程0—1mA，内阻250Ω）

D．电流表（量程0—500μA，内阻500Ω）

E．电压表（量程0—3V，内阻10KΩ）

F．电压表（量程0—15V，内阻50KΩ）

G．滑动变阻器（阻值0—200Ω）

H．开关和导线若干 ①实验电路应选取的仪器是

（用字母表示）；（2分）②在右面方框图中画出实验电路图.（2分）答案：（BDFGH）（分压内接）第13页，课件共51页，创作于2023年2月二.安安法测电阻若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用.A2A1（1）当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1，则可测得A2的内阻R2=I1R1/I2.A2A1R0（2）当两电表的满偏UA2》UA1时，A1串联一电阻R1，同样则可测得A2的内阻R2=I1（R1+R0)/I2.第14页，课件共51页，创作于2023年2月例3.用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材如下：电流表A1（量程250mA，内阻r1=5Ω);标准电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω);待测电阻R1（阻值约为100Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）；电源E（电动势约为10V，内阻r约为1Ω）；开关S，导线若干。（1）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并表明代号。（2）实验中，需要直接测量的物理量是（）用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是（）第15页，课件共51页，创作于2023年2月答案：（1）原理图如图所示.（2）设两电流表A1和A2的读数为I1、I2，待测电阻R1阻值的计算公式为：A2R1R2SEA1第16页，课件共51页，创作于2023年2月第17页，课件共51页，创作于2023年2月已知电表内阻,则电压表可以测电流,

电流表可以测电压第18页，课件共51页，创作于2023年2月（1）如图所示，当两电表的满偏电流接近时，如果已知V1的内阻R1，则可测得V2的内阻R2=U2R1/U1.三.伏伏法测电阻若电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。V2V1（2）如右图所示，当两电表的满偏电流IV2》IV1时，V1并联一电阻R0，同样则可测得V2的内阻R0V1V2第19页，课件共51页，创作于2023年2月例4.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：电源E（电动势约为9V，有一定内阻）；电压表V1（量程1.5V，内阻r1=750Ω);电压表V2（量程5V，内阻r2约为2500Ω);滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；开关S，导线若干。（1）测量中要求电压表的读数不小于量程的1/3，试画出实验中测量电阻Rx的异种原理图。（2）若电压表V1的读数为U1，V2的读数为U2，则用已知量和测的量表示待测电阻Rx的阻值的计算公式是——————————第20页，课件共51页，创作于2023年2月答案：（1）原理图如图所示.（2）待测电阻RX阻值的计算公式为：V2RxRSEV1第21页，课件共51页，创作于2023年2月练习.

从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量一个刻度盘总共有10个小格且刻度均匀、但量程未准确确定的电压表V1的量程U1m。要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测出多组数据。（ａ）画出电路，标明所用器材的代号。（ｂ）若选用测量数据中的一组合理数据来计算V1的量程U1m，（表中各电表的内阻都是已知量）则表达式为U1m=

式中各字母代表的是器材（代号）规格待测电压表V1量程在25V左右，内阻r1=250kΩ标准电压表V2量程在2V左右，内阻r2=20kΩ电流表A量程在3A左右，内阻r3=0.003Ω滑动变阻器R总阻值1kΩ稳压电源E30V，内阻很小开关、导线

V1V2R电路图U2是V2的示数，N是V1偏转的格数。第22页，课件共51页，创作于2023年2月第23页，课件共51页，创作于2023年2月第24页，课件共51页，创作于2023年2月第25页，课件共51页，创作于2023年2月练习2为了测量量程为３Ｖ的内阻（内阻约2000Ω），实验室可以提供的器材有：电流表A1，量程为0.6Ａ，内阻约为0.1Ω；电压表V2，量程为５Ｖ，内阻约为3500Ω；电阻箱R1的阻值范围为０～9999Ω；电阻箱R2的阻值范围为０～99.9Ω；滑动变阻器R3的最大阻值约为100Ω,额定电流1.5A；电源Ｅ，电动势６Ｖ，内阻约0.5Ω；单刀单掷开关Ｓ，导线若干．⑴请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表Ｖ的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确．⑵写出计算电压表Ｖ的内阻Rv

的计算公式为Rv＝___________.第26页，课件共51页，创作于2023年2月分析与解答：多数考生解答此题，毫不犹豫地套用伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确．少数考生想到待测电压表的量程为３Ｖ，内阻约为2000Ω，电压表中的最大电流为Ｉ＝３／2000=1.5mA=0.0015A，认为电流表不能用，由于创新能力差，也做不正确．只有极少数有“伏伏”法理念的考生才能做正确．答案是：⑴测量电压表Ｖ的内阻的实验电路如图１所示．

R1VR3SV2第27页，课件共51页，创作于2023年2月⑵闭合开关，电压表Ｖ的示数为Ｕ，电压表V2的示数为U2，电阻箱R1的读数为r1．根据欧姆定律，利用通过电压表的电流与电阻R1的电流相等，算出电压表的电阻为Rv=第28页，课件共51页，创作于2023年2月例5.为了测量一个“12V、5W”的小灯泡的不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12V，内阻不计；电流表：0~0.6A，0~3A，内阻可忽略；电压表：0~3V，0~15V，内阻很大；滑动变阻器；阻值范围0~20Ω，允许最大电流1A；开关一个，导线若干。实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V调到12V.①请在右框中画出实验电路图.第29页，课件共51页，创作于2023年2月答案：①电路图如右图所示②电流表选0.6A量程，电压表选15V量程。实物图连接如下图所示：③0.402.4

第30页，课件共51页，创作于2023年2月在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，提供的实验器材有：

A.小灯泡（额定电压为3.8V，额定电流约0.3A）

B.直流电流表A（0—0.6A，内阻约0.5Ω）

C.直流电压表V（0—6V，内阻约5kΩ）

D.滑动变阻器R1（0—10Ω，2A）

E.滑动变阻器R2（0—100Ω，0.2A）

F.电源（6V，内阻不计）

G.开关S及导线若干．变式1(1)实验中滑动变阻器应选用

(选填R1或R2)

(2)某同学设计了实验测量电路,通过改变变阻器的滑片位置,使电表读数从零开始变化,记录多组电压表的读数U和电流表的读数I,请在图甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.选择的原则:便于调节额定电流R1第31页，课件共51页，创作于2023年2月连接实物图时注意连图的原则－0.6－60230110230直流电源-—+VA分级连接导线不交叉注意量程注意极性第32页，课件共51页，创作于2023年2月

(3)该同学在实验中测出8组对应的数据(见下表)则小灯泡的额定功率为

W,该测量值

(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值.请在图乙坐标中,描点作出U—I图线.由图象可知,随着电流的增大,小灯泡的电阻

(选填“增大”、“减小”或“不变”)1.25大于增大I/AO0.10.20.30.41.02.03.04.0U/V若将这个灯泡与一个阻值为10欧姆的定值电阻相连接到电源上,则灯泡的电功率为多大?第33页，课件共51页，创作于2023年2月变式2第34页，课件共51页，创作于2023年2月第35页，课件共51页，创作于2023年2月实验：测定电池

的电动势和内阻

第36页，课件共51页，创作于2023年2月1、仪器选择：安培表：0~0.6A伏特表:0~3V滑动变阻器:选用阻值较小的,最大阻值10~20ΩAVS甲R第37页，课件共51页，创作于2023年2月实验步骤1：按原理图连接实物图AVSR2.把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大3.闭合电键，调节变阻器，使电流表的读数有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组U，I值。4、断开电键，整理好器材第38页，课件共51页，创作于2023年2月四、注意1、测干电池的电动势和内阻，应选用旧电池旧电池的内阻较大，以使电压表示数变化明显2、用电压表和电流表测电池的电动势和内阻，应选用安培表的外接法3、U=0时的电流为短路电流4、根据图象求E、r误差较小第39页，课件共51页，创作于2023年2月三、数据处理

方法一：公式法改变R的阻值，从电流表和电压表中读取两组I、U的值，代入方程组联立求解，多测量几次I、U的值，算出E、r取平均值.

第40页，课件共51页，创作于2023年2月方法二：图象法

所得直线跟纵轴的交点即为电动势E的值，图线的斜率的绝对值即为内阻的值。EIr=短在实际连线时，应使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点能大致均衡地分布在直线的两侧。误差较大的点舍取。U/VＩ/AO第41页，课件共51页，创作于2023年2月伏安法测电源电动势和内阻E=U1+Ⅰ1rE=U2+Ⅰ2rE测<E真r测<r真E测=E真

r测>r真E测ⅠUE真Ⅰ短E测ⅠUE真Ⅰ短第42页，课件共51页，创作于2023年2月实验设计:R1AR2K1K2ARKVRKK2R1VR2K1第43页，课件共51页，创作于2023年2月例6.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1Ω和1kΩ。下边为实验原理图和所需器材的实物图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。变阻器安培表伏特表电池电键第44页，课件共51页，创作于2023年2月U/VI/A00.10.20.30.40.50.60.71.001.101.201.301.401.50第四组数据记录有错,舍去不用。P（0,1.46）Q（0.65,1.00）在拟合直线上取P、Q。E=1.46V,r=0.71Ω。

实验中记录的数据如下表所示,根据数据在下图中画出U-I图线。由图线读出被测电池的电动势E=____V，内电阻r=___Ω。

I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05第45页，课件共51页，创作于2023年2月AVErSR变式1：

用如图电路测量电源电动势和内电阻的实验中，电源为二节旧干电池，电压表量程为3V，电流表量程为0.6A。实验要通过变阻器的调节，测出电流为0.10A、0.20A、0.30A、0.40A、0.50A、0.60A时的电压，作出U—I图线求出电动势和内电阻。供选择的变阻器有三种：A（0~10Ω，2A），B（0~50Ω，1.5A），C（0~200Ω，1.5A）。

安全:均符合适用:A不符合准确;B.C均符合方便:C不符合第46页，课件共51页，创作于2023年2月变式2在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中⑴备有如下器材。A．干电池1节B．滑动变阻器(0～20Ω)；C．滑动变阻器(0～1kΩ)D．电压表(0～3V)；E．电流表(0～0.6A)；F．电流表(0～3A)；G．开关、导线若干其中滑动变阻器应选___

___，电流表应选_

_____．（只填器材前的序号）⑵为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图。BE第47页，课件共51页，创作于2023年2月变式

3、测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）

器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的