電學實驗-教學設計

第八講電學實驗【教學目的】（正文內(nèi)容均采用宋體11號字，標題加粗）1、會用伏安法、惠斯通電橋法、半偏法、補充法等方法測量電阻2、會用多種方法測量電源電動勢和內(nèi)阻3、掌握多用電表原理和使用方法【學習目標】（學生填寫，老師不用考慮）1、這節(jié)課，我可以掌握的內(nèi)容是：2、這節(jié)課，我有困難掌握的內(nèi)容可能是：3、我可能有的疑問是：=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③【課堂精講】（請老師填寫）一、電阻的測量（1）學法精講基本方法：伏安法測電阻：根據(jù)電阻的定義式：用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，從而求出電阻。常用的測量方法還有：惠斯通電橋法測電阻、半偏法、補充法等（2）例題精講：半偏法測表頭內(nèi)阻：用下列器材測量微安表的內(nèi)阻Rg：電源、滑動變阻器、阻值為470kΩ的可變電阻器、開關2個、待測表頭。（3）例題精講：補償法測電阻：用下列器材測量固定電阻Rx的電阻值：三個電動勢都為的干電池，靈敏電流計（G表）、毫安表（mA表）、滑動變阻器R0、待測電阻Rx各一個，開關兩個，導線若干。（4）通關檢測：如何利用下面給定的器材測量電阻絲的電阻率？器材：固定在米尺上的均勻電阻絲（中間有一可滑動的按鍵）一根，螺旋測微器1個，阻值為2Ω的電阻1個，定值穩(wěn)壓電源2個（其電動勢E1>E2），單刀單擲開關1個、單刀雙擲開關1個，靈敏電流計1個，導線若干。二、測量電動勢和內(nèi)阻（1）學法精講由閉合電路歐姆定律：，通過多次測量電源兩端的路端電壓和電路的總電流，可計算出電源的電動勢和內(nèi)阻。（2）例題精講：測量電源的電動勢和內(nèi)阻。儀器和用具：毫安表（內(nèi)阻rA已知）、電阻箱、開關、待測電池、導線若干。（3）通關檢測：現(xiàn)有以下器材：電流表一只（量程適當．內(nèi)阻可忽略不計．帶有按鈕開關K1，按下按鈕，電流表與電路接通，有電流通過電流表，電流表顯出一定的讀數(shù)），阻值己知為R的固定電阻一個，阻值未知的待測電阻Rx一個，直流電源一個（電動勢ε和內(nèi)阻r待測），單刀雙擲開關K一個，接線用的導線若干．試設計一個實驗電路，用它既能測量直流電源的電動勢ε和內(nèi)阻r，又能測量待測電阻的阻值Rx（注意：此電路接好后，在測量過程中不許再拆開，只許操作開關，讀取數(shù)據(jù)）．具體要求：（i）畫出所設計的電路圖．（ii）寫出測量ε、r和Rx主要的實驗步驟．（iii）導出用已知量和實驗中測量出的量表示的ε、r和Rx的表達式．第三題.解法一（i）電路如右圖所示，（ii）實驗步驟：（1）將單向雙擲開關K置于空位，按所設計的電路圖接線．（2）按下電流表上的按鈕開關K1，讀下電流表的示數(shù)I1．（3）將K打向左側(cè)與a接通，讀下電流表的示數(shù)12．（4）將K打向右側(cè)與b接通，讀下電流表的示數(shù)13．（iii）由歐姆定律有（1）（2）（3）解以上三式得（4）（5）（6）解法二（i）電路如右圖所示．（ii）實驗步驟：（1）將單向雙擲開關K置于空位，按所設計的電路圖接線．（2）按下電流表上的按鈕開關K1，讀下電流表的示數(shù)I1．（3）將K打向左側(cè)與a接通，讀下電流表的示數(shù)I2．（4）將K打向右側(cè)與b接通，讀下電流表的示數(shù)13．（iii）由歐姆定律有（1）（2）（3）解以上三式得（4）（5）（6）三．多用電表的使用（1）學法精講萬用電表電路原理簡圖（2）例題精講：利用下列器材裝配一只中值電阻為600歐姆的歐姆表，要求電動勢下降到時，測量無明顯誤差。器材用具：200微安表，干電池（忽略內(nèi)阻），六轉(zhuǎn)盤電阻箱兩個，接線柱兩個，開關一個，導線若干。（3）通關檢測：要測量一塊多用電表直流10檔的內(nèi)阻RA（約為40Ω），除此多用電表外，還有下列器材：直流電源一個（電動勢E約為，內(nèi)阻可忽略不計），電阻一個（阻值R約為150Ω），電鍵一個，導線若干。要求（1）寫出實驗步驟；（2）給出RA的表達式.答：（1）實驗步驟：①用多用電表的直流電壓檔測量電源電動勢E.②用多用電表的檔測電阻阻值R.③將多用電表置于直流10mA檔，與電阻R及電鍵串聯(lián)后接在電源兩端，合上電鍵，記下多用電表讀數(shù)I.（2）【課后鞏固】（請老師填寫，屬于學生課后的練習作業(yè)）結(jié)合精選練習引導學生自主學習、獨立思考，進一步理解知識點之間的銜接，構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡。學生通過鞏固性的練習，進一步消化課程內(nèi)容，從而達到熟練掌握的目的。圖17－701．某同學欲測一個未知電阻的阻值，可供選擇的儀器有：電流表A，量程有10mA和A兩種，電壓表V，量程有3V和15V兩種，電源電壓為V．該同學先按如圖17-70接好電路，閉合后，把開關撥至a時發(fā)現(xiàn)，兩電表的指針偏轉(zhuǎn)都在滿偏的處，再把撥至b時發(fā)現(xiàn)，其中一個電壓表的指針偏角幾乎不變，另一個電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏的處．則該同學在實驗中：圖17－70①所選電壓表的量程為________；②所選電流表的量程為________；③被測電阻＝________．2.一電流表，其內(nèi)阻Rg=Ω，如果將它與一阻值R0=44990Ω的定值電阻串聯(lián)，便可成為一量程U0=50V的電壓表?，F(xiàn)把此電流表改裝成一塊雙量程的電壓表，兩個量程分別為U01=5V和U02=10V。當用此電壓表的5V擋去測量一直流電源兩端的電壓時，電壓表的示數(shù)為；當用此電壓表的10V擋去測量該電源兩端的電壓時，電壓表的示數(shù)為。問此電源的電動勢為多少？【參考答案】（請老師填寫，所有課后習題參考答案附在學案最后面）1．答案：①3V；②10mA；③3202.參考解答：設電流表的量程為Ig，當電流表與定值電阻R0串聯(lián)改裝成電壓表時，此電壓表的內(nèi)阻R'0=Rg+R0 (1)由于此電壓表的量程U0=50V，故有IgR'0=U0 (2)由(1)、(2)兩式得 (3)即電流表的量程為1mA。5V10VRgR1R2A+電流表改裝成的雙量程電壓表的電路如圖所示，圖中R1和R2是為把電流表改裝成雙量程電壓表必須串聯(lián)的電阻，其值待求。用R'1表示電壓表量程U015V10VRgR1R2A+而IgR'1=U01 (5)由(3)、(5)式得 (6)同理得電壓表量程U02=10V檔的內(nèi)阻 (7)設電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，當用電壓表的5V檔測電源兩端的電壓時，電壓表的示數(shù)為U1，已知U1=，設此時通過電壓表的電流為I1，有U1+I1r=E (8)U1=I1R'1 (9)當用電壓表的