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文檔簡介
1、孫恒芳Sunhengfang126.con 高考物理系列講座高考物理系列講座 -電學(xué)實驗專題1、高中物理實驗復(fù)習(xí)值得思考的環(huán)節(jié)、高中物理實驗復(fù)習(xí)值得思考的環(huán)節(jié)考試說明中精選實驗,突出了復(fù)習(xí)的重點。實考試說明中精選實驗,突出了復(fù)習(xí)的重點。實驗條目后冠以驗條目后冠以“(實驗、探究)(實驗、探究)”,說明實驗具備,說明實驗具備更多的能力要求或可以考查的途徑。更多的能力要求或可以考查的途徑。所列實驗與傳統(tǒng)的實驗器材不一定一一對應(yīng)。所列實驗與傳統(tǒng)的實驗器材不一定一一對應(yīng)。對實驗技能和方法的考查更加突出,要求對實對實驗技能和方法的考查更加突出,要求對實驗原理有更高層次的領(lǐng)悟才能正確遷移和運用。驗原理有更高
2、層次的領(lǐng)悟才能正確遷移和運用。2、高中物理實驗所涉及基本方法、高中物理實驗所涉及基本方法3、北京北京“11考試說明考試說明”對實驗器材與實驗對實驗器材與實驗誤差提出的要求誤差提出的要求 設(shè)計實驗原理:控制變量法、替代法、模擬法、設(shè)計實驗原理:控制變量法、替代法、模擬法、 微微小量放大法、留跡法小量放大法、留跡法控制實驗誤差:多次測量法、積累法控制實驗誤差:多次測量法、積累法處理實驗數(shù)據(jù):列表法、作圖法、平均值法、逐差法處理實驗數(shù)據(jù):列表法、作圖法、平均值法、逐差法實驗器材實驗器材實驗誤差與有效數(shù)字實驗誤差與有效數(shù)字實驗考試形式與比例實驗考試形式與比例 20112011考試說明有關(guān)實驗部分的要求
3、考試說明有關(guān)實驗部分的要求 是指針對具體問題,根據(jù)已有條件,是指針對具體問題,根據(jù)已有條件,運運用用已學(xué)過的知識和方法制定方案,通過實驗解決問題的能已學(xué)過的知識和方法制定方案,通過實驗解決問題的能力。能力。能獨立獨立完成完成“物理知識內(nèi)容表物理知識內(nèi)容表”中所列的實驗中所列的實驗。具體。具體要求如下:要求如下: 了解了解基本儀器基本儀器的主要性能和使用方法,根據(jù)需要能的主要性能和使用方法,根據(jù)需要能合理選擇和正確使用基本儀器。合理選擇和正確使用基本儀器。 理解理解實驗原理和方法實驗原理和方法。能夠控制實驗條件,排除實。能夠控制實驗條件,排除實驗故障,正確進行觀察、測量、記錄實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)。
4、驗故障,正確進行觀察、測量、記錄實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)。 分析和處理實驗數(shù)據(jù)分析和處理實驗數(shù)據(jù),對實驗結(jié)果進行描述和解釋,對實驗結(jié)果進行描述和解釋,對誤差進行初步分析和討論,評價實驗結(jié)論。對誤差進行初步分析和討論,評價實驗結(jié)論。 依據(jù)已有資源,設(shè)計簡單實驗,組合實驗器材,擬定依據(jù)已有資源,設(shè)計簡單實驗,組合實驗器材,擬定實驗步驟,探究所要解決的問題。實驗步驟,探究所要解決的問題。第一部分第一部分 20112011考試說明有關(guān)實驗部分的要求考試說明有關(guān)實驗部分的要求20112011考試說明有關(guān)實驗部分的要求考試說明有關(guān)實驗部分的要求20112011考試說明有關(guān)實驗部分的要求考試說明有關(guān)實驗部分的要求
5、說明說明1 1要求會正確使用的儀器主要有要求會正確使用的儀器主要有:刻度尺、游標刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧秤、或電磁打點計時器、彈簧秤、電流表、電壓表、電流表、電壓表、多用電表、示波器、滑動變阻器、電阻箱多用電表、示波器、滑動變阻器、電阻箱等等2 2要求認識要求認識誤差問題誤差問題在實驗中的重要性,了解誤在實驗中的重要性,了解誤差的概念,知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差;知道用多差的概念,知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差;知道用多次測量求平均值的方法次測量求平均值的方法減小偶然誤差減小偶然誤差;能在某些;能在某些實驗中分析
6、誤差的實驗中分析誤差的主要來源主要來源;不要求計算誤差。;不要求計算誤差。3 3要求知道要求知道有效數(shù)字有效數(shù)字的概念,會用有效數(shù)字表達的概念,會用有效數(shù)字表達直接測量的結(jié)果直接測量的結(jié)果間接測量間接測量的有效數(shù)字運算不作的有效數(shù)字運算不作要求要求 近幾年北京高考實驗題目類型近幾年北京高考實驗題目類型一、電學(xué)測量儀表及讀數(shù)法則一、電學(xué)測量儀表及讀數(shù)法則G G_+示教表示教表0-3v-15v0-0.6A-3A電壓表電壓表電流表電流表例:按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值例:按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值 接接03A量程量程 (0.18+0.19/10)A = =0.89A誤差值誤差值 1
7、.1.最小分度是最小分度是1 1(包括(包括0.10.1、0.010.01等)的儀器,測量誤差等)的儀器,測量誤差出現(xiàn)在下一位(即估讀到最小分度下一位),下一位按出現(xiàn)在下一位(即估讀到最小分度下一位),下一位按1/101/10估讀。若無估讀,則在最小分度的下一位補估讀。若無估讀,則在最小分度的下一位補“0 0”。 安培表安培表0 03A3A檔、電壓表檔、電壓表0 03V3V檔等檔等。0123V讀數(shù):讀數(shù):2、40V2022-2-910例:按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值例:按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值接接015V量程時量程時讀數(shù)為讀數(shù)為_V. 精度精度( (即最小分度值)為即最小分
8、度值)為0.5V0.5V,在十分位上。,在十分位上。 2.2.最小分度是最小分度是5 5(包括(包括0.50.5、0.050.05等),測量等),測量誤差出現(xiàn)在同一位上,同一位按誤差出現(xiàn)在同一位上,同一位按1/51/5估讀,即估讀,即按五分之幾格估讀。按五分之幾格估讀。(10+0.51+0.53/5)V)V最小分度值最小分度值誤差值誤差值10.82022-2-911例:按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值例:按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值接接00.6A量程時量程時讀數(shù)為讀數(shù)為_A. 0.18 精度精度( (即最小分度值)為即最小分度值)為0.02A0.02A,在百分位上。,在百分位上。
9、3.3.最小分度是最小分度是2 2(包括(包括0.20.2、0.020.02等),測量等),測量誤誤差出現(xiàn)在同一位上差出現(xiàn)在同一位上,同一位按,同一位按1/21/2估讀,即不估讀,即不足半小格舍去,超過半小格按半格估讀,接近足半小格舍去,超過半小格按半格估讀,接近滿格按滿格估讀滿格按滿格估讀。(0.028+0.021)V)V最小分度值最小分度值誤差值誤差值2022-2-912凡最小分度值是一個單位的,有效數(shù)字的末位都凡最小分度值是一個單位的,有效數(shù)字的末位都在精度的下一位,即需要估讀,若無估讀,則在在精度的下一位,即需要估讀,若無估讀,則在精度的下一位補精度的下一位補“0”0”。凡最小分度值是
10、。凡最小分度值是2 2或或5 5個單個單位的,有效數(shù)字的末位就是精度的同一位(含估位的,有效數(shù)字的末位就是精度的同一位(含估讀數(shù)),若無估讀不需補讀數(shù)),若無估讀不需補“0”0”。若用。若用0 0 0.60.6安量程,安量程,其精度為其精度為0.020.02安,說明測量時只能準確到安,說明測量時只能準確到0.020.02安,安,不可能準確到不可能準確到0.010.01安,因此誤差出現(xiàn)在安培的百安,因此誤差出現(xiàn)在安培的百分位(分位(0.010.01安),讀數(shù)只能讀到安培的百分位,安),讀數(shù)只能讀到安培的百分位,以估讀最小分度半小格為宜,當(dāng)指針指在小于半以估讀最小分度半小格為宜,當(dāng)指針指在小于半小
11、格位置則舍去,指針正對半小格則取為小格位置則舍去,指針正對半小格則取為0.010.01安,安,指針超過半小格時則算一小格即指針超過半小格時則算一小格即0.020.02安安。 00.20.40.6A051015V讀數(shù):讀數(shù):10.5V051015V讀數(shù):讀數(shù):9.5V練一練練一練讀數(shù):讀數(shù):0.37A 電阻箱:電阻箱:是一種可以調(diào)節(jié)電阻的并且能夠顯示出電阻阻值大小是一種可以調(diào)節(jié)電阻的并且能夠顯示出電阻阻值大小的變阻器。的變阻器。 讀數(shù)方法是:讀數(shù)方法是:各旋扭對應(yīng)的指示點的示數(shù)乘以面板上標記的倍各旋扭對應(yīng)的指示點的示數(shù)乘以面板上標記的倍數(shù),它們之和就是電阻箱接入電路的阻值。數(shù),它們之和就是電阻箱
12、接入電路的阻值。 使用電阻箱時要注意通過電阻的電流不能超過允許的最大數(shù)值。使用電阻箱時要注意通過電阻的電流不能超過允許的最大數(shù)值。2022-2-915 電阻箱讀數(shù)電阻箱讀數(shù): 81000010000+41000+51000+5100+8100+810+010+01+21+20.10.1= =84580.2 練一練練一練2022-2-916(二二)常見實驗數(shù)據(jù)的收集方法)常見實驗數(shù)據(jù)的收集方法1 1利用測量工具直接測量基本物理量利用測量工具直接測量基本物理量2. 間接測量的物理學(xué)量間接測量的物理學(xué)量試驗流程:實驗?zāi)康脑囼灹鞒蹋簩嶒災(zāi)康?實驗原理實驗原理 實實驗器材驗器材 電路選擇電路選擇 實驗方
13、法實驗方法 實驗實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)實驗結(jié)果 實驗裝置實驗裝置 控制條件控制條件 實驗步驟實驗步驟 實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象專題二專題二 電學(xué)實驗電學(xué)實驗 一、電學(xué)實驗的基本知識一、電學(xué)實驗的基本知識專題二專題二 電學(xué)實驗電學(xué)實驗1 1電路設(shè)計原則電路設(shè)計原則:正確地選擇儀器和設(shè)計電路的問題,有一:正確地選擇儀器和設(shè)計電路的問題,有一定的靈活性,解決時應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則,即定的靈活性,解決時應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則,即“安全安全性性”、“方便性方便性”、“精確性精確性”原則,兼顧原則,兼顧“誤差小誤差小”、“儀器儀器少少”、“耗電少耗電少”等各方面因素綜合考慮,靈活運用。等各方面因素綜合考慮,靈活運
14、用。正確性:實驗原理所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。正確性:實驗原理所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。安全性:實驗方案的實施要安全可靠,實施過程中不應(yīng)對儀器安全性:實驗方案的實施要安全可靠,實施過程中不應(yīng)對儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率,電源也有最大允許電流,不能燒壞儀器。許電流和最大功率,電源也有最大允許電流,不能燒壞儀器。方便性:實驗應(yīng)當(dāng)便于操作,便于讀數(shù),便于進行數(shù)據(jù)處理。方便性:實驗應(yīng)當(dāng)便于操作,便于讀數(shù),便于進行數(shù)據(jù)處理。精確性:在實驗方案、儀器、儀器量程的選擇上,應(yīng)使實驗
15、誤精確性:在實驗方案、儀器、儀器量程的選擇上,應(yīng)使實驗誤差盡可能的小。差盡可能的小。2 2電學(xué)實驗儀器的選擇電學(xué)實驗儀器的選擇:根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首先保證流根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程,然后合過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程,然后合理選擇量程,務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般要大于滿偏度的理選擇量程,務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般要大于滿偏度的1/31/3),),以減少測讀誤差。以減少測讀誤差。根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動變阻器,注意流根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范
16、圍選擇滑動變阻器,注意流過滑動變阻器的電流不超過它的額定值,對大阻值的變阻器,如果過滑動變阻器的電流不超過它的額定值,對大阻值的變阻器,如果是滑動頭稍有移動,使電流、電壓有很大變化的,不宜采用。是滑動頭稍有移動,使電流、電壓有很大變化的,不宜采用。應(yīng)根據(jù)實驗的基本要求來選擇儀器,對于這種情況,只有熟悉實應(yīng)根據(jù)實驗的基本要求來選擇儀器,對于這種情況,只有熟悉實驗原理,才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇??傊?,最優(yōu)選擇的原則是:方法誤驗原理,才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇??傊顑?yōu)選擇的原則是:方法誤差盡可能??;間接測定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù),直接測定差盡可能?。婚g接測定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù),直接測定值的測量
17、使誤差盡可能小,且不超過儀表的量程;實現(xiàn)較大范圍的值的測量使誤差盡可能小,且不超過儀表的量程;實現(xiàn)較大范圍的靈敏調(diào)節(jié);在大功率裝置(電路)中盡可能節(jié)省能量;在小功率電靈敏調(diào)節(jié);在大功率裝置(電路)中盡可能節(jié)省能量;在小功率電路里,在不超過用電器額定值的前提下,適當(dāng)提高電流、電壓值,路里,在不超過用電器額定值的前提下,適當(dāng)提高電流、電壓值,以提高測試的準確度。以提高測試的準確度。儀器選擇順序:先電源儀器選擇順序:先電源-電壓表電壓表電流表電流表-變阻器變阻器v3、測量電路的選擇、測量電路的選擇內(nèi)外接選擇內(nèi)外接選擇 RVRARXAVRVRARXAVvAUR =I測vvAvUR=UIR真vAUR =
18、I測vAAAUI RR =I真伏特表的分流作用伏特表的分流作用安培表的分壓作用安培表的分壓作用測小電阻測小電阻 RxRv測大電阻測大電阻 RxRA已知已知R Rx x、R RA A、R Rv v范圍范圍外外內(nèi)內(nèi)R Rx x/R/RA AR Rv v/R/Rx x: 接法接法R Rx x/R/RA AR Rv v/R/Rx x: 接法接法未知未知R RA A、R Rv v、: :試觸法試觸法RVRARXAVabcA A變化明顯變化明顯: : 接法接法V V變化明顯變化明顯: : 接法接法內(nèi)內(nèi)外外測大用內(nèi)測大用內(nèi)測小用外測小用外ERRERXX甲乙4 4、供電電路選擇、供電電路選擇-分壓、限流接法分
19、壓、限流接法為了改變測量電路(待測電阻)兩端的電壓(或通過測量電路的為了改變測量電路(待測電阻)兩端的電壓(或通過測量電路的電流),常使滑動變阻器與電源連接作為控制電路,滑動變阻器在電流),常使滑動變阻器與電源連接作為控制電路,滑動變阻器在電路中主要有兩種連接方式:如圖(甲)為滑動變阻器的限流式接電路中主要有兩種連接方式:如圖(甲)為滑動變阻器的限流式接法,法,RXRX為待測電阻。它的接線方式是電源、滑動變阻器與待測電阻為待測電阻。它的接線方式是電源、滑動變阻器與待測電阻三者串聯(lián)。對待測電阻供電電壓的最大調(diào)節(jié)范圍是:三者串聯(lián)。對待測電阻供電電壓的最大調(diào)節(jié)范圍是:R RX X是待測電阻,是待測電
20、阻,R R是滑動變阻器的總電阻,不計電源內(nèi)阻是滑動變阻器的總電阻,不計電源內(nèi)阻) )。如圖。如圖(乙)是滑動變阻器的分壓式接法。接線方式是電源與滑動變阻器(乙)是滑動變阻器的分壓式接法。接線方式是電源與滑動變阻器組成閉合電路,而被測電路與滑動變阻器的一部分電阻并聯(lián),該接組成閉合電路,而被測電路與滑動變阻器的一部分電阻并聯(lián),該接法對待測電阻供電電壓的調(diào)節(jié)范圍是:法對待測電阻供電電壓的調(diào)節(jié)范圍是:0E0E(不計電源內(nèi)阻時)(不計電源內(nèi)阻時)。選取接法的原則:選取接法的原則:要求負載上電壓或電流變化范圍大,且從零開始連續(xù)要求負載上電壓或電流變化范圍大,且從零開始連續(xù)可調(diào),須用分壓式接法。可調(diào),須用分
21、壓式接法。負載電阻負載電阻RxRx遠大于滑動變阻器總電阻遠大于滑動變阻器總電阻R R時,須用分壓時,須用分壓式接法,此時若采用限流式接法對電路基本起不到調(diào)節(jié)作式接法,此時若采用限流式接法對電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。用。 采用限流電路時,電路中的最小電流(電壓)仍超過采用限流電路時,電路中的最小電流(電壓)仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流(電壓)時,應(yīng)采電流表的量程或超過用電器的額定電流(電壓)時,應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。用變阻器的分壓式接法。負載電阻的阻值負載電阻的阻值RxRx小于滑動變阻器的總電阻小于滑動變阻器的總電阻R R或相差或相差不大,并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開始起
22、調(diào),不大,并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開始起調(diào),可用限流式接法??捎孟蘖魇浇臃?。兩種電路均可使用時應(yīng)優(yōu)先用限流式接法,因為限流兩種電路均可使用時應(yīng)優(yōu)先用限流式接法,因為限流電路結(jié)構(gòu)簡單,總功率較小。電路結(jié)構(gòu)簡單,總功率較小?;瑒幼冏杵鞯拇终{(diào)和微調(diào)作用:滑動變阻器的粗調(diào)和微調(diào)作用:在限流電路中,全電阻較大的變阻器起粗調(diào)作在限流電路中,全電阻較大的變阻器起粗調(diào)作用,全電阻較小的變阻器起微調(diào)作用。用,全電阻較小的變阻器起微調(diào)作用。在分壓電路中,全電阻較小的變阻器起粗調(diào)作在分壓電路中,全電阻較小的變阻器起粗調(diào)作用,全電阻較大的變阻器起微調(diào)作用。用,全電阻較大的變阻器起微調(diào)作用。 零起必分壓零起
23、必分壓 滑小必分壓滑小必分壓 滑大可限流滑大可限流 燒表必分壓燒表必分壓RRXsEVA限限流流外外接接ab分分壓壓外外接接RRXsEVAabsERRXVA分分壓壓內(nèi)內(nèi)接接abRx的電壓范圍的電壓范圍RRXsEVA限限流流內(nèi)內(nèi)接接abxxR E ER +R0 E電壓調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)范圍大范圍大v供電電路供電電路滑動變阻器滑動變阻器( (分壓分壓, ,限流限流) ) 若采用限流接法,最小電流用電器的額定電流若采用限流接法,最小電流用電器的額定電流R R滑滑( (其值越小其值越小, ,調(diào)節(jié)精度越高調(diào)節(jié)精度越高) )待測電阻待測電阻R RX X電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù))電壓變化范圍較大(或要求
24、測量多組數(shù)據(jù))電壓從零開始可連續(xù)變化電壓從零開始可連續(xù)變化選用選用分壓分壓電路電路連接連接5 5實物圖的連接:實物圖連線應(yīng)掌握基本方法和實物圖的連接:實物圖連線應(yīng)掌握基本方法和注意事項注意事項。注意事項:注意事項:連接電表應(yīng)注意量程選用正確,正、負接線柱不要接錯。連接電表應(yīng)注意量程選用正確,正、負接線柱不要接錯。各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上,不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉。各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上,不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉。對于滑動變阻器的連接,要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻,對于滑動變阻器的連接,要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻,在接線時要特別注意不能將線接到滑動觸頭上。在接線時要特別注意不能將線接到滑動觸
25、頭上?;痉椒ǎ夯痉椒ǎ寒嫵鰧嶒炿娐穲D。畫出實驗電路圖。分析各元件連接方式,明確電流表與電壓表的量程。分析各元件連接方式,明確電流表與電壓表的量程。畫線連接各元件。畫線連接各元件。( (用鉛筆畫線,以便改錯用鉛筆畫線,以便改錯) )連線方式應(yīng)是單線連連線方式應(yīng)是單線連接,連線順序應(yīng)先畫串聯(lián)電路,再畫并聯(lián)電路。接,連線順序應(yīng)先畫串聯(lián)電路,再畫并聯(lián)電路。 一般先從電源正極開始,到電鍵,再到滑動變阻器等。按順序一般先從電源正極開始,到電鍵,再到滑動變阻器等。按順序以單線連接方式將干路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來;然后連接支以單線連接方式將干路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來;然后連接支路將要并聯(lián)的元件再并
26、聯(lián)到電路中去。連接完畢,應(yīng)進行檢查,檢路將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。連接完畢,應(yīng)進行檢查,檢查電路也應(yīng)按照連線的方法和順序。查電路也應(yīng)按照連線的方法和順序。連線口訣:連線口訣:有圖到物、接線到柱、有圖到物、接線到柱、先串后并、量程清楚先串后并、量程清楚線不交叉就近接入線不交叉就近接入 二、關(guān)于電阻的測量方法二、關(guān)于電阻的測量方法1.歐姆表測量歐姆表測量2.替代法替代法3.伏安法伏安法4.比較法比較法替代法測量電阻替代法測量電阻1、在右圖中,、在右圖中,S接接1,記下電流值,記下電流值 I ; S接接2,調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)R,使電流值仍為,使電流值仍為 I ,1RxRAS2則則 Rx =R 2、在下
27、圖中,調(diào)節(jié)、在下圖中,調(diào)節(jié)P,甲圖中的電壓表的電壓為,甲圖中的電壓表的電壓為U;甲甲VRxP乙乙VRP保持保持P不動,換接電阻箱不動,換接電阻箱R, 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R使乙圖中的電壓表使乙圖中的電壓表的電壓仍為的電壓仍為U,則則 Rx =R 比較法測量電阻比較法測量電阻1、比較電流、比較電流在右圖中,在右圖中,S接接1,記下電流值,記下電流值I1, S接接2,記下記下電流值為電流值為I2,1RxRAS2I11RxRAS2I2RIRIx21 RIIRx12 (不計電源內(nèi)阻(不計電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻 )2、比較電壓、比較電壓甲甲VRxP乙乙VRPRx調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)P,甲圖中的電壓表的電壓為,甲圖中的
28、電壓表的電壓為U1、保持保持P不動,乙圖中的電壓表的電壓為不動,乙圖中的電壓表的電壓為U2,則則xRURUU221 RUUURx212 伏安法測電壓表電阻伏安法測電壓表電阻電壓表是一個能夠顯示自身電壓的特殊電阻,電壓表是一個能夠顯示自身電壓的特殊電阻,因此,可以用一個安培表測量其電阻。因此,可以用一個安培表測量其電阻。VA讀出讀出電壓表和電流表的示數(shù)電壓表和電流表的示數(shù)U和和I,則,則IURV 比較比較法測電壓表電阻法測電壓表電阻甲圖中的電壓表的電壓甲圖中的電壓表的電壓U1; VRV甲甲 乙乙 乙圖中的電壓表的電壓乙圖中的電壓表的電壓U2 , R為大電阻為大電阻 (不計電源內(nèi)阻不計電源內(nèi)阻)R
29、UURUV212 RUUURV212 例例1. (2)用以下器材測量一待測電阻用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值的阻值(900 1000) . 電源電源 E (有一定內(nèi)阻,電動勢約為(有一定內(nèi)阻,電動勢約為 9.0V ) 電壓表電壓表 Vl (量程為(量程為 1.5V ,內(nèi)阻,內(nèi)阻 rl =750 ) 電壓表電壓表 V2 (量程為(量程為 5V ,內(nèi)阻,內(nèi)阻 r2 =2500 ) 滑線變阻器滑線變阻器 R (最大阻值約為(最大阻值約為 100 ) 單刀單擲開關(guān)單刀單擲開關(guān)S ,導(dǎo)線若干,導(dǎo)線若干 測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3,請在,請在答題卡的
30、虛線方框中畫出答題卡的虛線方框中畫出測量電阻測量電阻Rx的一種實驗電路的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件原理圖(原理圖中的元件要用題目中相應(yīng)的字母標注)要用題目中相應(yīng)的字母標注) V2V1RxRSE 若電壓表若電壓表V1的示數(shù)用的示數(shù)用 U1表示,電壓表表示,電壓表 V2的示的示數(shù)用數(shù)用U2表示,則由已知量和測得量表示表示,則由已知量和測得量表示 Rx的公式的公式為為 Rx= . . V2V1RxRSE解:解: 電壓表電壓表V1和和Rx中的電流相等,即中的電流相等,即 1112rURUUx 1112rU)UU(Rx 例例2. 測量一塊量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下:測量一塊量程已知的電壓表
31、的內(nèi)阻,器材如下:A待測電壓表(量程待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻未知)一塊,內(nèi)阻未知)一塊 B電流表(量程電流表(量程3A,內(nèi)阻,內(nèi)阻0.01 )一塊)一塊C定值電阻(阻值定值電阻(阻值5k ,額定電流,額定電流0.5A)一個)一個 D電池組(電動勢小于電池組(電動勢小于3V,內(nèi)阻不計)一個,內(nèi)阻不計)一個E多用電表一塊多用電表一塊 F開關(guān)兩只開關(guān)兩只 G導(dǎo)線若干導(dǎo)線若干有一同學(xué)利用上面所給器材,進行如下實驗操作:有一同學(xué)利用上面所給器材,進行如下實驗操作:(1) 用多用電表進行粗測:多用電表電阻檔有用多用電表進行粗測:多用電表電阻檔有3種倍率,種倍率,分別是分別是100、10和和1。該同學(xué)選擇
32、。該同學(xué)選擇10倍倍率,用正確的操作方法測量時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太率,用正確的操作方法測量時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小。為了較準確地進行測量,小。為了較準確地進行測量,應(yīng)重新選擇應(yīng)重新選擇 倍率。倍率。重新選擇倍率后,刻度盤上的重新選擇倍率后,刻度盤上的指針位置如圖所示,那么測量指針位置如圖所示,那么測量結(jié)果大約是結(jié)果大約是 。 1k1003.0 103(2)為了更準確的測出該電壓表內(nèi)阻的大小,該同)為了更準確的測出該電壓表內(nèi)阻的大小,該同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙兩個實驗電路。你認為其中較合學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙兩個實驗電路。你認為其中較合理的是理的是 (填(填“ “甲甲” ”或或“ “乙乙” ”)電路。其
33、理由是:)電路。其理由是: 。(3)用你選擇的電路進行實驗時,需要直接測量的)用你選擇的電路進行實驗時,需要直接測量的物理量物理量 ;用上述所測各量表示電壓表內(nèi)阻,其表達式應(yīng)為用上述所測各量表示電壓表內(nèi)阻,其表達式應(yīng)為Rv 。 AVK1甲甲VK2K1R乙乙乙乙因為甲圖中流過電流表的電流太小因為甲圖中流過電流表的電流太小,讀數(shù)誤差比較大讀數(shù)誤差比較大 K2閉合前后電壓表的讀數(shù)閉合前后電壓表的讀數(shù)U1、U2電壓表內(nèi)阻的表達式為電壓表內(nèi)阻的表達式為121UURURV 例例4圖中電源電動勢為圖中電源電動勢為E,內(nèi)阻可忽略不計;電,內(nèi)阻可忽略不計;電流表流表 具有一定的內(nèi)阻,電壓表具有一定的內(nèi)阻,電壓表
34、 的內(nèi)阻不是無限的內(nèi)阻不是無限大,大,S為單刀雙擲開關(guān),為單刀雙擲開關(guān),R為待測電阻。當(dāng)為待測電阻。當(dāng)S向電壓表向電壓表一側(cè)閉合時,電壓表讀數(shù)為一側(cè)閉合時,電壓表讀數(shù)為U1,電流表讀數(shù)為電流表讀數(shù)為I1;當(dāng);當(dāng)S向向R一側(cè)閉合時,電流表讀數(shù)為一側(cè)閉合時,電流表讀數(shù)為I2。(1)根據(jù)已知條件與測量數(shù)據(jù),可以得出待測電阻)根據(jù)已知條件與測量數(shù)據(jù),可以得出待測電阻R_。(2 2)根據(jù)圖)根據(jù)圖1所給出的電路,在圖所給出的電路,在圖2的各器件實物圖的各器件實物圖之間畫出連接的導(dǎo)線。之間畫出連接的導(dǎo)線。 VmASVmARE圖圖1解見下頁解見下頁VmAERS圖圖2圖圖1SVREmA解:解: 當(dāng)當(dāng)S向電壓表
35、一側(cè)閉合時,向電壓表一側(cè)閉合時,mArUEI11 當(dāng)當(dāng)S向向R一側(cè)閉合時,一側(cè)閉合時,ArREI 2112IUEIER 連線如圖連線如圖 例例5(6分)為了測量一個阻值較大的未知電阻,分)為了測量一個阻值較大的未知電阻,某同學(xué)使用了干電池(某同學(xué)使用了干電池(1.5V),毫安表(),毫安表(1mA),電),電阻箱(阻箱(0-9999 ),電鍵,導(dǎo)線等器材。該同學(xué)設(shè)計),電鍵,導(dǎo)線等器材。該同學(xué)設(shè)計的實驗電路如圖(的實驗電路如圖(a)所示,實驗時,將電阻箱阻值)所示,實驗時,將電阻箱阻值置于最大,斷開置于最大,斷開K2,閉合,閉合K1,減小電阻箱的阻值,使,減小電阻箱的阻值,使電流表的示數(shù)為電流
36、表的示數(shù)為I11.00mA,記錄電流強度值;然后,記錄電流強度值;然后保持電阻箱阻值不變,斷開保持電阻箱阻值不變,斷開K1,閉合,閉合K2,此時電流表,此時電流表示數(shù)為示數(shù)為I20.80mA,記錄電,記錄電流強度值。由此可得被測電流強度值。由此可得被測電阻的阻值為阻的阻值為_ 。mA K1K2Rx(a)解:解:A105131 rRR.IAA10805132 .RrRR.IxA解得解得 Rx =375 3753.3.伏安法測電阻伏安法測電阻 1、測金屬絲的電阻率(或是測膜厚等)、測金屬絲的電阻率(或是測膜厚等) 2、測電源的電動勢和內(nèi)阻;、測電源的電動勢和內(nèi)阻; 3、描繪小燈泡的伏安特性曲線。、
37、描繪小燈泡的伏安特性曲線。 涉及的問題主要有:電路的連接(滑動涉及的問題主要有:電路的連接(滑動變阻器的限流或分壓、外接或內(nèi)接)、電變阻器的限流或分壓、外接或內(nèi)接)、電表量程的選擇表量程的選擇 十、測定金屬的電阻率十、測定金屬的電阻率 外接、限流外接、限流2SU d=R=LIL 4VR0RSA十一、描繪小燈泡十一、描繪小燈泡的伏安特性曲線的伏安特性曲線 AVACBS外接外接分壓分壓起始起始位置位置在在C十三、測十三、測電源的電電源的電動勢動勢E E和和內(nèi)電阻內(nèi)電阻r r VRSAE rU/VU/V0 0I/AI/AE E電源電動勢電源電動勢E EU U1 111EUr =II I1 1限流式電
38、路限流式電路安培表內(nèi)接法安培表內(nèi)接法RXRARXAV限流式電路限流式電路安培表外接法安培表外接法 RXRVRXVA AV分壓式電路分壓式電路安培表內(nèi)接法安培表內(nèi)接法RXRAAVRX分壓式電路分壓式電路安培表外接法安培表外接法RXRVVARX伏安法測電阻電路伏安法測電阻電路(1)無電流表)無電流表 已知電阻與理想電壓表并聯(lián)替代電流表 用已知內(nèi)阻的電壓表替代電流表 無電流表時的替代法 無電流表時的半偏法(測量電壓表內(nèi)阻) V(2) 無電壓表無電壓表 已知電阻與理想電流表串聯(lián)替代電壓表 無電壓表時的等效替代法 無電壓表時的半偏法(測表頭內(nèi)阻) (3)把實驗題當(dāng)作計算題處理)把實驗題當(dāng)作計算題處理 R
39、UIxrUI 根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程求解待測量;根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程求解待測量;根據(jù)歐姆定律的變式根據(jù)歐姆定律的變式 求解求解電阻。在利用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗電阻。在利用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,只要測出外電路的電壓變化量和電流的變化量中,只要測出外電路的電壓變化量和電流的變化量(外電壓的變化量始終等于內(nèi)電壓的變化量),就(外電壓的變化量始終等于內(nèi)電壓的變化量),就可以求出電源的內(nèi)阻可以求出電源的內(nèi)阻【例例6】 為了測定一電阻約為了測定一電阻約20,額定電流為,額定電流為0.5A的電阻器的電阻,現(xiàn)備有的電阻器的電阻,現(xiàn)備有下列器材:下列器材:(A)內(nèi)阻不計的內(nèi)阻
40、不計的6v電源;電源; (B)量程為量程為03A,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為0.06的電流表;的電流表;(C)量程為量程為00.6A,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為3的電流表;的電流表;(D)量程為量程為025V,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為5104的電壓表;的電壓表;(E)量程為量程為05V,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為l04的電壓表;的電壓表;(F)阻值為阻值為05,額定電流為,額定電流為3A的滑動變阻器;的滑動變阻器;(G)阻值為阻值為01500,額定電流為,額定電流為0.5A的滑動變阻器;的滑動變阻器;(H)電鍵和導(dǎo)線若干。電鍵和導(dǎo)線若干。(1 1)為了盡可能多測幾組數(shù)據(jù),應(yīng)選用的器材為)為了盡可能多測幾組數(shù)據(jù),應(yīng)選用的器材
41、為 (2 2)將符合要求的實驗電路圖畫在圖方框內(nèi)。)將符合要求的實驗電路圖畫在圖方框內(nèi)。(3 3)本實驗電阻得測量值與真實值相比偏)本實驗電阻得測量值與真實值相比偏 (填大或小或相等)(填大或小或相等)(4 4)有一位同學(xué)將實驗進行如下改裝:)有一位同學(xué)將實驗進行如下改裝:電路如圖所示,操作如下:電路如圖所示,操作如下:改裝圖2211IUIURX【例例7】 某同學(xué)用下列器材測量一電阻絲的電阻某同學(xué)用下列器材測量一電阻絲的電阻Rx :電源:電源E,適當(dāng)量程的電,適當(dāng)量程的電流表電壓表各一只,滑線變阻器流表電壓表各一只,滑線變阻器R,電阻箱,電阻箱Rp,開關(guān),開關(guān)S1、S2,導(dǎo)線,導(dǎo)線若干他設(shè)計的
42、電路圖如圖若干他設(shè)計的電路圖如圖(a)所示,具體做法:先閉合所示,具體做法:先閉合S1,斷開,斷開S2,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R和和Rp使電流表和電壓表示數(shù)合理。記下兩表示數(shù)為使電流表和電壓表示數(shù)合理。記下兩表示數(shù)為I1、U1;再保持再保持Rp值不變,閉合值不變,閉合S2,記下電流表和電壓表示數(shù)為,記下電流表和電壓表示數(shù)為I2、U2. (2)寫出被測電阻寫出被測電阻Rx= (用電表的讀數(shù)表示(用電表的讀數(shù)表示);(3)此實驗中因電流表有內(nèi)阻,電壓表內(nèi)阻不是無限大,使被測電此實驗中因電流表有內(nèi)阻,電壓表內(nèi)阻不是無限大,使被測電阻的測量值阻的測量值 真實值(選填真實值(選填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于
43、等于”)。)。 PVRRUI1111XPVRRRUI11122122121IUIUUURX等于等于 (十)測定金屬的電阻率(十)測定金屬的電阻率 實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模?測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率外接、限流外接、限流VR0RSA 實驗思考題:實驗思考題: 1 1伏安法測量電阻的理論根據(jù)是什么?電阻的計算式是伏安法測量電阻的理論根據(jù)是什么?電阻的計算式是怎樣的?怎樣的? 2 2伏安法測量電阻有哪兩種測量電路?畫出電路圖。伏安法測量電阻有哪兩種測量電路?畫出電路圖。 3 3兩種電路產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因各是什么?測量結(jié)果比兩種電路產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因各是什么?測量結(jié)果比電阻的實際值大還是小?電阻的實
44、際值大還是小? 兩種電路測量的結(jié)果,絕對誤差和相對誤差各多大?兩種電路測量的結(jié)果,絕對誤差和相對誤差各多大? 兩種電路分別適于測量多大的電阻?兩種電路分別適于測量多大的電阻? 如果知道電流表和電壓表的內(nèi)電阻,怎樣計算待測電如果知道電流表和電壓表的內(nèi)電阻,怎樣計算待測電阻值?阻值? 4 4已知待測電阻的大約值和電壓、電流表的內(nèi)電阻,怎已知待測電阻的大約值和電壓、電流表的內(nèi)電阻,怎樣選用測量電路?樣選用測量電路? 在待測電阻大小,安培表、伏特表內(nèi)阻都不了解的情況下在待測電阻大小,安培表、伏特表內(nèi)阻都不了解的情況下怎樣決定采用哪種測量電路?怎樣決定采用哪種測量電路? 5 5如果沒有安培表,只有伏特表
45、,另有一個電阻箱(或如果沒有安培表,只有伏特表,另有一個電阻箱(或者兩個定值電阻)怎樣測電阻?畫出電路圖。者兩個定值電阻)怎樣測電阻?畫出電路圖。 6 6如果沒有伏特表,只有安培表,另有一個電阻箱(或如果沒有伏特表,只有安培表,另有一個電阻箱(或者兩個定值電阻)怎樣測電阻?畫出電路圖者兩個定值電阻)怎樣測電阻?畫出電路圖。 實驗原理實驗原理:實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?用伏安法間接測定某種金屬導(dǎo)體的電阻率;練習(xí)使用伏安法間接測定某種金屬導(dǎo)體的電阻率;練習(xí)使用螺旋測微器。用螺旋測微器。根據(jù)電阻定律公式根據(jù)電阻定律公式SlR 只要測量出金屬導(dǎo)線的長度只要測量出金屬導(dǎo)線的長度l和它的直徑和它的直徑d,計算出導(dǎo)
46、,計算出導(dǎo)線的橫截面積線的橫截面積S,并用伏安法測出金屬導(dǎo)線的電阻,并用伏安法測出金屬導(dǎo)線的電阻R,即可計算出金屬導(dǎo)線的電阻率。即可計算出金屬導(dǎo)線的電阻率。實驗器材實驗器材:被測金屬導(dǎo)線,直流電源(被測金屬導(dǎo)線,直流電源(4V), 電流表電流表 (0-0.6A),電壓表(電壓表(0-3V),滑動變阻器(),滑動變阻器(50),電鍵,導(dǎo)線電鍵,導(dǎo)線若干,螺旋測微器,米尺。若干,螺旋測微器,米尺。 實驗步驟實驗步驟:1.用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個不同位置各用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個不同位置各測一次直徑測一次直徑,求出其平均值求出其平均值d,計算出導(dǎo)線的橫截面積計算出導(dǎo)線的橫截面積S
47、.2按如圖所示的原理電路圖連接好按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路。用伏安法測電阻的實驗電路。AVRRxES3用毫米刻度尺測量接入電路中的被測用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度金屬導(dǎo)線的有效長度l, 反復(fù)測量反復(fù)測量3次次,求出其平均值求出其平均值。4把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查確認無誤后電路經(jīng)檢查確認無誤后, 閉合電鍵閉合電鍵S。改變滑動變阻器滑動片的位置改變滑動變阻器滑動片的位置, 讀出幾組相應(yīng)的電流讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)表、電壓表的示數(shù)I和和U的值
48、,斷開電鍵的值,斷開電鍵S,求出導(dǎo)線,求出導(dǎo)線電阻電阻R的平均值。的平均值。lIUdlRS42 5.將測得的將測得的R、l、d值值,代入電阻率計算公式代入電阻率計算公式中,計算出金屬導(dǎo)線的電阻率。中,計算出金屬導(dǎo)線的電阻率。6拆去實驗線路,整理好實驗器材。拆去實驗線路,整理好實驗器材。注意事項注意事項:1測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度,是指測量待測導(dǎo)測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度,是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個端點之間的長度,亦即電壓表兩并線接入電路的兩個端點之間的長度,亦即電壓表兩并入點間的部分待測導(dǎo)線長度,測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直。入點間的部分待測導(dǎo)線長度,測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直。2本實驗中被測金屬導(dǎo)線的電
49、阻值較小,因此實驗本實驗中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小,因此實驗電路必須采用電流表外接法。電路必須采用電流表外接法。3實驗連線時實驗連線時,應(yīng)先從電源的正極出發(fā)應(yīng)先從電源的正極出發(fā),依次將電源、依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干電鍵、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路),然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬線路(閉合電路),然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端。導(dǎo)線的兩端。4閉合電鍵閉合電鍵S之前,一定要使滑動變阻器的滑動片處之前,一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置。在有效電阻值最大的位置。5在用伏安法測電阻時,通過待測導(dǎo)線的電流強度在用伏安法
50、測電阻時,通過待測導(dǎo)線的電流強度I的值不宜過大(電流表用的值不宜過大(電流表用00.6A量程),通電時間不量程),通電時間不宜過長,以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高,造成其電阻宜過長,以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高,造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大。率在實驗過程中逐漸增大。例例1.(3)測定金屬絲的電阻(阻值)測定金屬絲的電阻(阻值35)時,)時,給定的實驗器材的實物如下圖所示,要求通過金屬給定的實驗器材的實物如下圖所示,要求通過金屬絲的電流可以在絲的電流可以在00.6A之間變化。請在方框中畫之間變化。請在方框中畫出實驗電路圖,并在圖中用實線代替導(dǎo)線連接成符出實驗電路圖,并在圖中用實線代替導(dǎo)線連接成符合
51、實驗要求的電路圖。合實驗要求的電路圖。0.6 3A153V解解: 實驗電路圖如圖示實驗電路圖如圖示, AV連線圖如圖示。連線圖如圖示。例例2(11分)圖分)圖a為某一熱敏電阻(電路符號為為某一熱敏電阻(電路符號為 ,其電阻值隨其電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感溫度的改變而改變,且對溫度很敏感)的的IU關(guān)系曲線圖關(guān)系曲線圖(1)為了通過測量得到圖)為了通過測量得到圖a所示所示IU關(guān)系的完整曲線,在圖關(guān)系的完整曲線,在圖b和和圖圖c兩個電路中應(yīng)選擇的是圖兩個電路中應(yīng)選擇的是圖_;簡要說明理由:簡要說明理由: 。(已知電源電動勢為已知電源電動勢為9V,內(nèi)阻不計內(nèi)阻不計,滑動變阻器的阻值為滑動
52、變阻器的阻值為0100),(2)在圖)在圖d電路中,電源電壓恒為電路中,電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為,電流表讀數(shù)為70mA,定,定值電阻值電阻R1=250由熱敏電阻的由熱敏電阻的IU關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為端的電壓為_V;電阻;電阻R2的阻值為的阻值為 (3)舉出一個應(yīng)用熱敏電阻的例子:)舉出一個應(yīng)用熱敏電阻的例子:_ VA圖圖bVA圖圖cAR1R2熱敏電阻熱敏電阻9V圖圖dRI/mAU/V1 2 3 4 5 6 7500圖圖a10203040b電壓可從電壓可從0V調(diào)到所需電壓調(diào)到所需電壓,調(diào)節(jié)范圍較大調(diào)節(jié)范圍較大 解解: I1=9/250=0.036A=3
53、6mA I2=70-36=34 mA 由圖由圖a得得 UR=5.3V R2 =(9-5.3) / 0.034=108.8 5.3 108.8 熱敏溫度計熱敏溫度計 例例3(12分分)熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性件現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線,要求特性曲線盡可能完整已知常溫下待測熱敏曲線,要求特性曲線盡可能完整已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約電阻的阻值約4050熱敏電阻和溫度計插入帶塞的熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其他備用的儀表和器保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其他備用
54、的儀表和器具有:盛有熱水的熱水瓶具有:盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出圖中未畫出)、電源、電源(3V、內(nèi)、內(nèi)阻可忽略阻可忽略)、直流電流表、直流電流表(內(nèi)阻約內(nèi)阻約1)、直流電壓表、直流電壓表(內(nèi)阻內(nèi)阻約約5k)、滑動變阻器、滑動變阻器(010)、開關(guān)、導(dǎo)線若干、開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)圖圖(1)中中a,b,c三條圖線能反映出熱敏電阻伏安特性三條圖線能反映出熱敏電阻伏安特性曲線的是曲線的是(2)在圖在圖(2)的方框中畫出實驗電路圖,的方框中畫出實驗電路圖,要求測量誤差盡可能小要求測量誤差盡可能小(3)根據(jù)電路圖,在圖根據(jù)電路圖,在圖(3)的實物圖上連線的實物圖上連線0bIUa c圖(圖(1)c解:解:
55、 常溫下待測熱敏電阻的阻值約常溫下待測熱敏電阻的阻值約4050放入熱放入熱水中,電阻減小,所以電流表采用外接法。水中,電阻減小,所以電流表采用外接法?;瑒幼冏杵髯畲笞柚祷瑒幼冏杵髯畲笞柚?0,且電壓要從,且電壓要從0測起,變阻測起,變阻器采用分壓器接法,電路圖如下左圖示:器采用分壓器接法,電路圖如下左圖示:Av實物連線圖如下右圖示:實物連線圖如下右圖示:例例4(10分分)圖圖12中,甲圖為一段粗細均勻的新型導(dǎo)中,甲圖為一段粗細均勻的新型導(dǎo)電材料棒,現(xiàn)測量該材料的電阻率電材料棒,現(xiàn)測量該材料的電阻率.(1)首先用多用電表的歐姆檔(倍率為)首先用多用電表的歐姆檔(倍率為10)粗測)粗測其電阻,指針
56、位置如圖乙所示,其讀數(shù)其電阻,指針位置如圖乙所示,其讀數(shù)R= .(2)然后用以下器材用伏安法盡可能精確地測量其)然后用以下器材用伏安法盡可能精確地測量其電阻:電阻:A. 電流表電流表: 量程為量程為0.6A,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為0.1B. 電壓表電壓表: 量程為量程為3V,內(nèi)阻約為,內(nèi)阻約為3kC. 滑動變阻器:最大阻值為滑動變阻器:最大阻值為20,額定電流,額定電流1AD. 低壓直流電源:電壓低壓直流電源:電壓6V,內(nèi)阻忽略,內(nèi)阻忽略F. 電鍵電鍵K,導(dǎo)線若干,導(dǎo)線若干在方框中畫出實驗電路圖在方框中畫出實驗電路圖.L甲甲圖圖12乙乙3020100100300200(3)如果實驗中電流表示數(shù)為)
57、如果實驗中電流表示數(shù)為I,電壓表示數(shù)為,電壓表示數(shù)為U,并測出該棒的長度為并測出該棒的長度為L、直徑為、直徑為d,則該材料的電阻率,則該材料的電阻率= (用測出的物理量的符號表示)(用測出的物理量的符號表示)解:解: (2)電阻較大,所以電流表采用內(nèi)接法。電阻較大,所以電流表采用內(nèi)接法?;瑒幼冏杵髯畲笞柚祷瑒幼冏杵髯畲笞柚?0,為了多測幾組數(shù)據(jù),變,為了多測幾組數(shù)據(jù),變阻器采用分壓器接法,電路圖如下圖示:阻器采用分壓器接法,電路圖如下圖示:VA(3)該材料的電阻率該材料的電阻率LIdULRS42 例例5(6分分)某學(xué)生欲測一未知電阻的阻值,可供選某學(xué)生欲測一未知電阻的阻值,可供選擇的器材有:擇
58、的器材有:電流表電流表Al量程量程010mA, 電流表電流表A2量程量程00.6 A, 電壓表電壓表Vl量程量程03 V, 電壓表電壓表V2量程量程015 V,滑動變阻器一只,電源滑動變阻器一只,電源4.5 V, 電鍵電鍵2個,個,如下圖所示,當(dāng)電鍵如下圖所示,當(dāng)電鍵S2連連a時,兩電表的指針偏轉(zhuǎn)角時,兩電表的指針偏轉(zhuǎn)角度都在滿偏的度都在滿偏的4/5處;若將處;若將S2接接b時,其中一個電表的指時,其中一個電表的指針偏角幾乎不變針偏角幾乎不變,另一電表的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏的另一電表的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏的3/4處處該學(xué)生所選用的電壓表的量程該學(xué)生所選用的電壓表的量程為為 ,所用電流表的量程,所用電流表的
59、量程為為 ,該電阻的阻值為,該電阻的阻值為 .AVbS1S2Rxa解:解:AVbS1S2Rxa 當(dāng)當(dāng)Rx較大時較大時,電鍵電鍵S2從從a轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向b時時,電流表讀數(shù)減小電流表讀數(shù)減小,電壓表讀數(shù)幾乎不變。電壓表讀數(shù)幾乎不變。 當(dāng)當(dāng)Rx較小時,電鍵較小時,電鍵S2從從a轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向b時時,電壓表讀數(shù)增大,電壓表讀數(shù)增大,電流表讀數(shù)幾乎不變。電流表讀數(shù)幾乎不變。 由題意可知由題意可知, Rx較大較大.電流表應(yīng)采用內(nèi)接法(電流表應(yīng)采用內(nèi)接法(S2接接b ),由于由于Rx較大,所用電流表的量程為較大,所用電流表的量程為 0-10mA. 電源電壓電源電壓4.5 V ,所選用的電壓表的量程為,所選用的電壓表的量
60、程為0-3V. 將將S2接接b時,電壓表讀數(shù)為時,電壓表讀數(shù)為 U=4/53=2.4V 電流表讀數(shù)為電流表讀數(shù)為 I=3/410=7.5 mARx=U/I=2.4/(7.5 10-3)=320 例例6(14分)有一根細長而均勻的金屬材料樣品,分)有一根細長而均勻的金屬材料樣品,截面為外方內(nèi)圓,如圖所示此金屬材料重約截面為外方內(nèi)圓,如圖所示此金屬材料重約12N,長約為長約為30cm,電阻約為,電阻約為10已知這種金屬的電阻率已知這種金屬的電阻率為為,密度為,密度為0因管線內(nèi)徑太小,無法直接測量,請因管線內(nèi)徑太小,無法直接測量,請設(shè)計一個實驗方案測量其內(nèi)徑設(shè)計一個實驗方案測量其內(nèi)徑d,現(xiàn)有如下器材
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