電學(xué)實驗基礎(chǔ)

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1、第 4節(jié) 電 學(xué) 實 驗 基 礎(chǔ) 一 、 電 流 表 、 電 壓 表 的 使 用 和 讀 數(shù) 串+ -百 分 110 并 高低 二 、 滑 動 變 阻 器 的 使 用 (控 制 電 路 的 選 擇 )1 滑 動 變 阻 器 示 意 圖2 滑 動 變 阻 器 的 使 用A 作 限 流 用 時 ， 把 滑 動 變 阻 器 串 聯(lián) 在 被 限 電 流 的 電 路 中 ，可 以 接 同 一 端 的 兩 個 接 線 柱 或 ， 也 可 以接 對 角 線 上 的 兩 接 線 柱 或 ， 開 始 時 ， 應(yīng)使 接 入 的 電 阻 B 作 分 壓 用 時 ， 先 把 電 阻 絲 串 上 電 鍵 ， 接 到 電

2、 源 兩 極 上 ，再 在 電 阻 絲 的 一 端 與 滑 鍵 之 間 接 上 用 電 器 如 下 圖 所示 開 始 時 ， 應(yīng) 使 用 電 器 上 的 電 壓 為 _A、 C B、 DA、 D B、 C最 大 0 3.兩 種 接 法 的 比 較 元 貝 駕 考 http:/ 元 貝 駕 考 2016科 目 一 科目 四駕 考 寶 典 網(wǎng) http:/ 駕 考 寶 典 2016科 目 一 科 目 四 選 用 滑 動 變 阻 器 時 ， 先 要 確 保 電 路 中 電 流 不 超 過 變阻 器 允 許 通 過 的 最 大 電 流 若 用 “ 限 流 式 ” 一 般 選 阻值 適 當(dāng) 大 一 點

3、的 ， 但 不 是 越 大 越 好 因 阻 值 太 大 時 ，在 實 驗 中 ， 可 能 只 用 到 其 阻 值 較 小 的 一 部 分 ， 滑 動 觸頭 只 能 在 很 短 的 距 離 內(nèi) 移 動 ， 使 用 起 來 很 不 方 便 一般 是 選 變 阻 器 總 阻 值 與 用 電 器 的 阻 值 比 較 接 近 的 若 用 “ 分 壓 式 ” ， 應(yīng) 選 擇 總 阻 值 適 當(dāng) 小 一 些 的 滑 動 變阻 器 ， 這 樣 可 使 分 出 的 電 壓 大 致 上 隨 滑 動 觸 頭 移 動 距離 成 正 比 例 改 變 ， 調(diào) 節(jié) 起 來 比 較 方 便 2 選 用 器 材 的 一 般 步

4、 驟 ：a 先 找 出 實 驗 中 必 須 應(yīng) 用 的 器 材b 畫 出 實 驗 電 路 圖c 估 算 待 測 電 路 中 I和 U的 最 大 值 d 考 慮 能 否 使 電 表 指 針 在 半 偏 以 上 e 選 擇 合 適 量 程 的 電 壓 表 、 電 流 表 ， 合 適 的 滑動 變 阻 器 和 電 源 1.電 流 表 的 內(nèi) 接 法 和 外 接 法 的 比 較四 、 伏 安 法 測 電 阻 題 型 一 ： 實 際 電 表 對 電 路 的 影 響例 1 如 圖 甲 所 示 ， 電 壓 表 V1、 V2串 聯(lián) 接 入 電 路 中 時 ， 示數(shù) 分 別 為 6 V和 4 V， 當(dāng) 只 有

5、電 壓 表 V2接 入 電 路 中 時 ， 如圖 乙 所 示 ， 示 數(shù) 為 9 V， 電 源 的 電 動 勢 為 ( )A 9.8 V B 10 VC 10.8 V D 11.2 V【 思 路 點 撥 】實際的電壓表是有一定的內(nèi)阻的，其電壓讀數(shù)跟其內(nèi)阻的比值即為通過電壓表的電流，再運用閉合電路路端電壓公式UEIr即可求解 【 答 案 】 C 【 方 法 與 知 識 感 悟 】 1.理想電表：(1)理想電壓表的內(nèi)阻看作無窮大，故視為斷路(2)理想電流表的內(nèi)阻看作為零，故視為短路2實際電表(不能忽略電表內(nèi)阻對電路的影響)：(1)電表在電路中的作用是能夠顯示電流、電壓的定值電阻(2)已知內(nèi)阻的電流

6、表可當(dāng)電壓表使用；已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用 例 2 圖 為 用 伏 安 法 測 量 電 阻的 原 理 圖 圖 中 ， V為 電 壓 表 ，內(nèi) 阻 為 4000 ； mA為 電 流 表 ，內(nèi) 阻 為 50 ； E為 電 源 ， R為 電 阻 箱 ， Rx為 待 測 電 阻 ， S為 開 關(guān) (1)當(dāng) 開 關(guān) 閉 合 后 ， 電 壓 表 讀 數(shù) U 1.6 V， 電 流 表 讀數(shù) I 2.0 mA.若 將 Rx 作 為 測 量 值 ， 所 得 結(jié) 果 的 百 分 誤差 是 _題 型 二 ： 電 阻 測 量 電 路 的 選 取 【 思 路 點 撥 】伏安法測電阻時，電流表外接法的測量值是待測電

7、阻RX的真實值與電壓表內(nèi)阻并聯(lián)的總阻值，內(nèi)接法的測量值是待測電阻RX的真實值與電流表內(nèi)阻串聯(lián)的總阻值 【 答 案 】 (1)20% (2)5% 實驗試探法：按右圖接好電路，讓電壓表接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法2本章兩個測電阻實驗的測量電路的選取本章實驗測定金屬絲的電阻率和描繪小燈泡的伏安特性曲線中由于所測金屬絲和小燈泡的電阻都較小，故都采用了電流表的外接法 例 3 某 同 學(xué) 若 采 用 伏 安 法 測 量 某 待測 電 阻 (約 10 )，

8、 其 能 夠 使 用 的 器材 如 下 ： 電 源 (電 動 勢 約 6 V)、 電 壓表 (量 程 3 V， 內(nèi) 阻 約 5 k )、 電 流 表(量 程 0.6 A， 內(nèi) 阻 約 0.5 )、 滑 動 變 阻 器 (0 10 )、開 關(guān) 一 個 、 導(dǎo) 線 若 干 他 采 用 了 如 圖 所 示 的 實 驗 電 路 圖 ，他 的 實 驗 是 否 可 行 ？ 若 不 可 行 ， 請 你 設(shè) 計 一 個 更 好 的 實驗 電 路 圖 【 思 路 點 撥 】計算限流接法的最小調(diào)節(jié)電壓，電壓表的量程是否夠用題 型 三 ： 控 制 電 路 的 選 取 察和操作若采用限流接法，電路中實際電壓(或電流)

9、的最小值仍超過RL的額定值時，只能采用分壓接法2下列情況可選用限流式接法測量時電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時，采用限流式接法沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法 3本章兩個有關(guān)伏安法測電阻的實驗中控制電路的選取(1)實驗測定金屬絲的電阻率中采用滑動變阻器的限流式接法；(2)實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線中由于電壓要從零開始調(diào)節(jié)測多組數(shù)據(jù)，故采用滑動變阻器的分壓式接法 1 讀 出 下 列 電 表

10、的 示 數(shù) .接 0 3 V量 程 時 讀 數(shù) 為 V.接 0 15 V量 程 時 ， 讀 數(shù)為 10.7 V 接 0 0.6 A量 程 時 讀 數(shù) A.接 0 3 A量 程 時 ， 讀 數(shù) 為0 80 A 2.13 2.17 0.16 2.有 一 待 測 電 阻 R， 其 阻 值 在 1 000 1100 之 間 ， 實驗 室 準(zhǔn) 備 用 來 測 量 該 電 阻 值 的 實 驗 器 材 有 ：電 壓 表 V(量 程 0 15 V， 內(nèi) 電 阻 約 20 k)電 流 表 A1(量 程 0 10 mA， 內(nèi) 電 阻 約 20 )電 流 表 A2(量 程 0 300 mA， 內(nèi) 電 阻 約 40

11、)滑 動 變 阻 器 R1(最 大 阻 值 為 2 0， 額 定 電 流 為 1 A)滑 動 變 阻 器 R2(最 大 阻 值 為 300 ， 額 定 電 流 為 0.1 A)直 流 電 源 E(電 動 勢 為 9 V、 內(nèi) 電 阻 約 為 0.5 ) 開 關(guān) 及 導(dǎo) 線 若 干實 驗 要 求 電 表 讀 數(shù) 從 零 開 始 變 化 ， 并 能 多 測 幾 組 電流 、 電 壓 值 ， 以 便 畫 出 電 流 電 壓 的 關(guān) 系 圖 線 ， 為了 實 驗 能 正 常 進(jìn) 行 ， 減 少 測 量 誤 差 ， 還 要 求 滑 動 變阻 器 便 于 調(diào) 節(jié) ， 則(1)電 流 表 應(yīng) 選 用 _(填

12、 實 驗 器 材 的 代 號 )(2)滑 動 變 阻 器 應(yīng) 選 用 _(填 實 驗 器 材 的 代 號 )(3)甲 、 乙 、 丙 、 丁 四 個 電 路 圖 中 符 合 要 求 的 電 路 圖是 _圖 A1 R1丙 3 某 同 學(xué) 用 伏 安 法 測 一 個 未 知電 阻 的 阻 值 ， 他 先 將 電 壓 表 接在 a點 ， 讀 得 兩 表 示 數(shù) 分 別 為U1 3.0 V， I1 3.0 mA， 然 后 將 電 壓 表 改 接 在 b點 ，讀 得 兩 表 示 數(shù) 分 別 為 U2 2.9 V， I2 4.0 mA， 如 圖所 示 ， 由 此 可 知 電 壓 表 應(yīng) 接 到 _點 誤

13、差 較 小 ， 測得 R值 應(yīng) 為 . a1 000 【 鞏 固 基 礎(chǔ) 】1 用 伏 安 法 測 電 阻 ， 可 采 用 下 圖 所 示 的 甲 乙 兩 種 接法 如 所 用 電 壓 表 內(nèi) 阻 為 5000 ， 電 流 表 內(nèi) 阻 為 0.5 .(1)當(dāng) 測 量 100 左 右 的 電 阻 時 ， 宜 采 用 _電 路 (2)現(xiàn) 采 用 乙 電 路 測 量 某 電 阻 的 阻 值 時 ， 兩 電 表 的 讀 數(shù)分 別 為 10 V、 0.5 A， 則 此 電 阻 的 測 量 值 為 _， 真實 值 為 . 甲 2020.08 2 如 圖 所 示 為 伏 安 法 測 電阻 的 一 種 常 用

14、 電 路 以 下 分析 正 確 的 是 ( )A 此 接 法 的 測 量 值 大 于 真 實 值B 此 接 法 的 測 量 值 小 于 真 實 值C 此 接 法 要 求 待 測 電 阻 值 小 于 電 流 表 內(nèi) 阻D 開 始 實 驗 時 滑 動 變 阻 器 動 頭 P應(yīng) 處 在 最 左 端A 3 用 伏 安 法 測 金 屬 電 阻 Rx(約 為 5 )的 值 ， 已 知 電 流表 內(nèi) 阻 為 1 ， 量 程 為 0.6 A， 電 壓 表 內(nèi) 阻 為 幾 千 歐 ，量 程 為 3 V， 電 源 電 動 勢 為 9 V， 滑 動 變 阻 器 的 阻 值 為0 6 ， 額 定 電 流 為 5 A，

15、 試 畫 出 測 量 Rx的 原 理 圖 【 提 升 能 力 】 4 測 一 個 阻 值 約 為 25 k的 電 阻 ， 備 有 下 列 器 材 ：A 電 流 表 (量 程 100 A， 內(nèi) 阻 2 k)B 電 流 表 (量 程 500 A， 內(nèi) 阻 300 )C 電 壓 表 (量 程 10 V， 內(nèi) 阻 100 k)D 電 壓 表 (量 程 50 V， 內(nèi) 阻 500 k)E 直 流 穩(wěn) 壓 電 源 (電 動 勢 15 V， 允 許 最 大 電 流 1 A)F 滑 動 變 阻 器 (最 大 電 阻 1 k， 額 定 功 率 1 W)G 電 鍵 、 導(dǎo) 線 若 干 (1)電 流 表 應(yīng) 選 ，

16、 電 壓 表 應(yīng) 選 .(2)畫 出 測 量 Rx的 量 程 圖 B C電 流 表 內(nèi) 接 ， 分 壓 式 如 圖 所 示 5 一 直 流 電 壓 表 ， 量 程 為 1 V， 內(nèi) 阻 為 1000 ， 現(xiàn) 將 一阻 值 大 約 為 5000 7000 之 間 的 固 定 電 阻 R1與 此 電 壓 表串 聯(lián) ， 以 擴 大 電 壓 表 的 量 程 為 求 得 擴 大 后 量 程 的 準(zhǔn) 確值 ， 再 給 定 一 直 流 電 源 (電 動 勢 E約 為 6 7 V， 內(nèi) 阻 可 忽略 不 計 )， 一 阻 值 R2 2000 的 固 定 電 阻 ， 兩 個 單 刀 開關(guān) S1、 S2及 若 干

17、 導(dǎo) 線 (1)為 達(dá) 到 上 述 目 的 ， 把 下 圖 連 成 一 個 完 整 的 實 驗 電 路圖 答 案 如 下 圖 (2)連 線 完 成 以 后 ， 當(dāng) S1與 S2均 閉 合 時 ， 電 壓 表 的 示 數(shù) 為0.90 V； 當(dāng) S1閉 合 ， S2斷 開 時 ， 電 壓 表 的 示 數(shù) 為 0.70 V，由 此 可 以 計 算 出 改 裝 后 電 壓 表 的 量 程 為 V， 電 源電 動 勢 為 V. 76.3 6 某 研 究 性 學(xué) 習(xí) 小 組 設(shè) 計 了 圖 所 示 的 電 路 ， 用 來 研究 稀 鹽 水 溶 液 的 電 阻 率 與 濃 度 的 關(guān) 系 圖 中 E為 直

18、流電 源 ， K 為 開 關(guān) ， K 1為 單 刀 雙 擲 開 關(guān) ， V為 電 壓 表 ， A為 多 量 程 電 流 表 ， R為 滑 動 變 阻 器 ， Rx為 待 測 稀 鹽 水溶 液 液 柱 7 如 圖 所 示 是 有 兩 個 量 程 的 電流 表 ， 當(dāng) 使 用 a、 b兩 個 端 點 時 ，量 程 為 1 A， 當(dāng) 使 用 a、 c兩 個 端點 時 ， 量 程 為 0.1 A， 已 知 表 頭 的 內(nèi) 阻 Rg為 200 ，滿 偏 電 流 Ig為 2 mA， 求 電 阻 R1、 R2的 值 【 解 析 】當(dāng)使用a、b兩個端點時，有Ig(RgR2)(I1Ig)R1，其中I11 A當(dāng)使

19、用a、c兩個端點時，有I gRg(I2Ig)(R1R2)，其中I20.1 A代入數(shù)據(jù)整理解得R10.4 ，R23.6 . 8 為 了 測 定 電 流 表 A1的 內(nèi) 阻 ， 采用 如 右 圖 所 示 的 電 路 其 中 ： A1是待 測 電 流 表 ， 量 程 為 300 A， 內(nèi) 阻約 為 100 ；A2是 標(biāo) 準(zhǔn) 電 流 表 ， 量 程 是 200 A；R1是 電 阻 箱 ， 阻 值 范 圍 是 0 999.9 ；R2是 滑 動 變 阻 器 ；R 3是 保 護(hù) 電 阻 ；E是 電 池 組 ， 電 動 勢 為 4 V， 內(nèi) 阻 不 計 ；S1是 單 刀 單 擲 開 關(guān) ， S2是 單 刀 雙 擲 開 關(guān) 【 再 上 臺 階 】