《电学实验基础》PPT课件

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第4节　电学实验基础 一、电流表、电压表的使用和读数串+-百分 并高低 二、滑动变阻器的使用(控制电路的选择)1．滑动变阻器示意图2．滑动变阻器的使用A．作限流用时，把滑动变阻器串联在被限电流的电路中，可以接同一端的两个接线柱或，也可以接对角线上的两接线柱或，开始时，应使接入的电阻．B．作分压用时，先把电阻丝串上电键，接到电源两极上，再在电阻丝的一端与滑键之间接上用电器．如下图所示．开始时，应使用电器上的电压为____．A、CB、DA、DB、C最大0 3.两种接法的比较 元贝驾考http://www.ybjx.net元贝驾考2016科目一科目四驾考宝典网http://www.jkbdw.net/驾考宝典2016科目一科目四 ②选用滑动变阻器时，先要确保电路中电流不超过变阻器允许通过的最大电流．若用“限流式”一般选阻值适当大一点的，但不是越大越好．因阻值太大时，在实验中，可能只用到其阻值较小的一部分，滑动触头只能在很短的距离内移动，使用起来很不方便．一般是选变阻器总阻值与用电器的阻值比较接近的．若用“分压式”，应选择总阻值适当小一些的滑动变阻器，这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动距离成正比例改变，调节起来比较方便． 2．选用器材的一般步骤：a．先找出实验中必须应用的器材b．画出实验电路图c．估算待测电路中I和U的最大值．d．考虑能否使电表指针在半偏以上．e．选择合适量程的电压表、电流表，合适的滑动变阻器和电源． 1.电流表的内接法和外接法的比较四、伏安法测电阻 题型一：实际电表对电路的影响例1如图甲所示，电压表V1、V2串联接入电路中时，示数分别为6V和4V，当只有电压表V2接入电路中时，如图乙所示，示数为9V，电源的电动势为()A．9.8VB．10VC．10.8VD．11.2V【思路点拨】实际的电压表是有一定的内阻的，其电压读数跟其内阻的比值即为通过电压表的电流，再运用闭合电路路端电压公式U＝E－Ir即可求解． 【答案】C 【方法与知识感悟】1.理想电表：(1)理想电压表的内阻看作无穷大，故视为断路(2)理想电流表的内阻看作为零，故视为短路2．实际电表(不能忽略电表内阻对电路的影响)：(1)电表在电路中的作用是能够显示电流、电压的定值电阻．(2)已知内阻的电流表可当电压表使用；已知内阻的电压表可当电流表使用． 例2图为用伏安法测量电阻的原理图．图中，V为电压表，内阻为4000Ω；mA为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关．(1)当开关闭合后，电压表读数U＝1.6V，电流表读数I＝2.0mA.若将Rx＝作为测量值，所得结果的百分误差是____________．题型二：电阻测量电路的选取 【思路点拨】伏安法测电阻时，电流表外接法的测量值是待测电阻RX的真实值与电压表内阻并联的总阻值，内接法的测量值是待测电阻RX的真实值与电流表内阻串联的总阻值． 【答案】(1)20%(2)5% ③实验试探法：按右图接好电路，让电压表接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．2．本章两个测电阻实验的测量电路的选取本章实验《测定金属丝的电阻率》和《描绘小灯泡的伏安特性曲线》中由于所测金属丝和小灯泡的电阻都较小，故都采用了电流表的外接法． 例3某同学若采用伏安法测量某待测电阻(约10Ω)，其能够使用的器材如下：电源(电动势约6V)、电压表(量程3V，内阻约5kΩ)、电流表(量程0.6A，内阻约0.5Ω)、滑动变阻器(0～10Ω)、开关一个、导线若干．他采用了如图所示的实验电路图，他的实验是否可行？若不可行，请你设计一个更好的实验电路图．【思路点拨】计算限流接法的最小调节电压，电压表的量程是否够用．题型三：控制电路的选取 察和操作．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RL的额定值时，只能采用分压接法．2．下列情况可选用限流式接法①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法．②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．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限流式接法． 3．本章两个有关伏安法测电阻的实验中控制电路的选取(1)实验《测定金属丝的电阻率》中采用滑动变阻器的限流式接法；(2)实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》中由于电压要从零开始调节测多组数据，故采用滑动变阻器的分压式接法． 1．读出下列电表的示数.接0～3V量程时读数为V.接0～15V量程时，读数为10.7V接0～0.6A量程时读数A.接0～3A量程时，读数为0．80A2.13～2.170.16 2.有一待测电阻R，其阻值在1000～1100Ω之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：电压表V(量程0～15V，内电阻约20kΩ)电流表A1(量程0～10mA，内电阻约20Ω)电流表A2(量程0～300mA，内电阻约40Ω)滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω，额定电流为1A)滑动变阻器R2(最大阻值为300Ω，额定电流为0.1A)直流电源E(电动势为9V、内电阻约为0.5Ω) 开关及导线若干实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流－电压的关系图线，为了实验能正常进行，减少测量误差，还要求滑动变阻器便于调节，则(1)电流表应选用____(填实验器材的代号)．(2)滑动变阻器应选用____(填实验器材的代号)．(3)甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是____图．A1R1丙 3．某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，他先将电压表接在a点，读得两表示数分别为U1＝3.0V，I1＝3.0mA，然后将电压表改接在b点，读得两表示数分别为U2＝2.9V，I2＝4.0mA，如图所示，由此可知电压表应接到____点误差较小，测得R值应为Ω.a1000 【巩固基础】1．用伏安法测电阻，可采用下图所示的甲乙两种接法．如所用电压表内阻为5000Ω，电流表内阻为0.5Ω.(1)当测量100Ω左右的电阻时，宜采用____电路．(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10V、0.5A，则此电阻的测量值为____Ω，真实值为Ω.甲2020.08 2．如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路．以下分析正确的是()A．此接法的测量值大于真实值B．此接法的测量值小于真实值C．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻D．开始实验时滑动变阻器动头P应处在最左端A 3．用伏安法测金属电阻Rx(约为5Ω)的值，已知电流表内阻为1Ω，量程为0.6A，电压表内阻为几千欧，量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为0～6Ω，额定电流为5A，试画出测量Rx的原理图．【提升能力】 4．测一个阻值约为25kΩ的电阻，备有下列器材：A．电流表(量程100μA，内阻2kΩ)B．电流表(量程500μA，内阻300Ω)C．电压表(量程10V，内阻100kΩ)D．电压表(量程50V，内阻500kΩ)E．直流稳压电源(电动势15V，允许最大电流1A)F．滑动变阻器(最大电阻1kΩ，额定功率1W)G．电键、导线若干 (1)电流表应选，电压表应选.(2)画出测量Rx的量程图．BC电流表内接，分压式如图所示 5．一直流电压表，量程为1V，内阻为1000Ω，现将一阻值大约为5000～7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程．为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源(电动势E约为6～7V，内阻可忽略不计)，一阻值R2＝2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线．(1)为达到上述目的，把下图连成一个完整的实验电路图． 答案如下图 (2)连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V，由此可以计算出改装后电压表的量程为V，电源电动势为V.76.3 6．某研究性学习小组设计了图所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系．图中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，Rx为待测稀盐水溶液液柱． 7．如图所示是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用a、c两个端点时，量程为0.1A，已知表头的内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，求电阻R1、R2的值．【解析】当使用a、b两个端点时，有Ig(Rg＋R2)＝(I1－Ig)R1，其中I1＝1A当使用a、c两个端点时，有IgRg＝(I2－Ig)(R1＋R2)，其中I2＝0.1A代入数据整理解得R1＝0.4Ω，R2＝3.6Ω. 8．为了测定电流表A1的内阻，采用如右图所示的电路．其中：A1是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100Ω；A2是标准电流表，量程是200μA；R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω；R2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；S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．【再上台阶】