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文檔簡介
1、一、電學實驗中所用到的基本知識在近年的電學實驗中,電阻的測量(包括變形如電表內阻的測量)、測電源的電動勢與內電阻是考查頻率較高的實驗。它們所用到的原理公式為:。由此可見,對于電路中電壓U及電流I的測量是實驗的關鍵所在,但這兩個量的直接測量和間接測量的方法卻多種多樣,在此往往也是高考試題的著力點之處。因此復習中應熟練掌握基本實驗知識及方法,做到以不變應萬變。1電路設計原則:正確地選擇儀器和設計電路的問題,有一定的靈活性,解決時應掌握和遵循一些基本的原則,即“安全性”、“方便性”、“精確性”原則,兼顧“誤差小”、“儀器少”、“耗電少”等各方面因素綜合考慮,靈活運用。正確性:實驗原理所依據的原理應當
2、符合物理學的基本原理。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:實驗應當便于操作,便于讀數,便于進行數據處理。精確性:在實驗方案、儀器、儀器量程的選擇上,應使實驗誤差盡可能的小。2電學實驗儀器的選擇:根據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,然后合理選擇量程,務必使指針有較大偏轉(一般要大于滿偏度的1/3),以減少測讀誤差。根據電路中可能出現的電流或電壓范圍選擇滑動變阻器,注意流過滑動變阻器的電流不超
3、過它的額定值,對大阻值的變阻器,如果使滑動觸頭稍有移動,則電流、電壓就會有很大變化,故一般不宜采用。應根據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,才能做出恰當的選擇??傊?,最優(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字位數,直接測定值的測量使誤差盡可能小,且不超過儀表的量程;實現較大范圍的靈敏調節(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,適當提高電流、電壓值,以提高測試的準確度。3測量電路的選擇電流表的內、外接問題:(甲)所示電路為電流表外接電路(簡稱外接法);(乙)所示電路為電流表內接電路(簡稱內接法)。兩種
4、接法的選擇可按下列方法進行:連接方式誤差來源測量值與真實值關系適用范圍外接法電壓表分流電流表的讀數大于流過待測的電流,故:R測<R真測量小電阻內接法電流表分壓電壓表讀數大于待測電阻兩端的電壓,故:R測>R真測量大電阻選擇電路時的判斷方法:方法一:直接比較法:當待測電阻Rx較小且遠小于電壓表內阻Rv時,應選用外接法;當待測電阻Rx較大且遠大于電流表內阻RA時,應選用內接法。方法二:臨界值法若已知電流表、電壓表內阻分別約為RA、Rv,被測電阻約為Rx,則:當時,電壓表分流作用小,應選用外接法當時,電流表分壓作用小,應選用內接法當時,電流表分壓作用和電壓表分流作用相差不大,兩種方法均可。
5、方法三:試觸法甲乙在Rv、RA均不知的情況下,可采用試觸法。如左下圖,分別將a端與b、c接觸,如果前后兩次電流表示數比電壓表示數變化明顯,說明電壓表分流作用大,應采用內接法;如果前后兩次電壓表示數比電流表示數變化明顯,說明電流表分壓作用大,應采用外接法。abc滑動變阻器的分壓、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:如右上圖(甲)為滑動變阻器的限流式接法,Rx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。對待測電阻供電電壓的最大調節(jié)范圍是:(Rx是待測電阻,R是滑動變阻
6、器的總電阻,不計電源內阻)。如右上圖(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,該接法對待測電阻供電電壓的調節(jié)范圍是:0E(不計電源內阻時)。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)可調,須用分壓式接法。負載電阻Rx遠大于滑動變阻器總電阻R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節(jié)作用。 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,應采用變阻器的分壓式接法。負載電阻的阻值Rx小于滑動變阻器的總電阻R或相差不大,并且電壓表、電流表示數變化不要
7、求從零開始起調,可用限流式接法。兩種電路均可使用時應優(yōu)先用限流式接法,因為限流電路結構簡單,總功率較小。滑動變阻器的粗調和微調作用:在限流電路中,全電阻較大的變阻器起粗調作用,全電阻較小的變阻器起微調作用。在分壓電路中,全電阻較小的變阻器起粗調作用,全電阻較大的變阻器起微調作用。4實物圖的連接:連線的注意事項:連接電表應注意量程選用正確,正、負接線柱不要接錯。各導線都應接在接線柱上,不應在導線中間出現分叉。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,在接線時要特別注意不能將線接到滑動觸頭上。連線的基本方法: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。畫線連接各元件
8、。(用鉛筆畫線,以便改錯)連線方式應是單線連接,連線順序應先畫串聯電路,再畫并聯電路。 一般先從電源正極開始,到電鍵,再到滑動變阻器等。按順序以單線連接方式將干路中要串聯的元件依次串聯起來;然后連接支路將要并聯的元件再并聯到電路中去。連接完畢,應進行檢查,檢查電路也應按照連線的方法和順序。二、定值電阻的測量方法1歐姆表測量:最直接測電阻的儀表。但是一般用歐姆表測量只能進行粗測,為下一步的測量提供一個參考依據。用歐姆表可以測量白熾燈泡的冷電阻。2替代法:替代法的測量思路是等效的思想,可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效。替代法測量電阻精度高,不需要計算,方法簡單,但必須有可調的標準電阻(一般
9、給定的儀器中要有電阻箱)?!纠}1】在某校開展的科技活動中,為了要測出一個未知電阻的阻值Rx,現有如下器材:讀數不準的電流表A、定值電阻R0、電阻箱R1、滑動變阻器R2、單刀單擲開關S1、單刀雙擲開關S2、電源和導線。畫出實驗電路圖,并在圖上標出你所選用器材的代碼。寫出主要的實驗操作步驟?!窘馕觥繉嶒炿娐啡缬覉D所示。將S2與Rx相接,記下電流表指針所指位置。將S2與R1相接,保持R2不變,調節(jié)R1的阻值,使電流表的指針指在原位置上,記下R1的值,則RxR1。3伏安法:伏安法的測量依據是歐姆定律(包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律),需要的基本測量儀器是電壓表和電流表,當只有一個電表(或給定的
10、電表不能滿足要求時),可以用標準電阻(電阻箱或一個定值電阻)代替;當電表的內阻已知時,根據歐姆定律I=U/R電壓表同時可以當電流表使用,同樣電流表也可以當電壓表用。4伏安法拓展:某些問題中,因實驗器材不具備(缺電流表或電壓表),或因實驗條件限制,或因實驗精度不允許而不能用“伏安法”。這時我們就得依據問題的具體條件和要求重新選擇實驗原理,用“伏安法”的替代形式“比較法”來設計實驗方案。利用已知內阻的電壓表:利用“伏伏”法測定值電阻的阻值【例題2】用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(9001000):電源E,具有一定內阻,電動勢約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5V,內阻r1750;電壓表V2,
11、量程為5V,內阻r22500;滑動變阻器R,最大阻值約為100;單刀單擲開關K,導線若干。測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3,試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖?!窘馕觥咳鐖D所示利用已知內阻的電流表:利用“安安”法測定值電阻的阻值【例題3】用以下器材測量一待測電阻的阻值。器材(代號)與規(guī)格如下:電流表A1(量程250mA,內阻r1為5);標準電流表A2(量程300mA,內阻r2約為5);待測電阻R1(阻值約為100);滑動變阻器R2(最大阻值10);電源E(電動勢約為10V,內阻r 約為1);單刀單擲開關S,導線若干。要求方法簡捷,并能測多組數據,畫出實驗電路原理圖,并標明每個器材
12、的代號.需要直接測量的物理量是_,用測的量表示待測電阻R1的計算公式是R1_?!窘馕觥繉嶒炿娐穲D如圖所示。兩電流表A1、 A2的讀數為I1、I2和電流表A1的內阻為r1,待測電阻R1的阻值的計算公式是:電壓表、電流表混合用【例題4】有一電阻Rx,其阻值在100200之間,額定功率為0.25W。要用伏安法較準確地測量它的阻值,實驗器材有:安培表A1,量程為50mA,RA1=100安培表A2,量程為1A,RA2=20電壓表V1,量程為5V,RV1=10k電壓表V2,量程為15V, RV2=30k 變阻器R1,變阻范圍020 ,2A變阻器R2,變阻范圍01000,1A9V電源,電鍵,導線。實驗中應選
13、用的電流表、電壓表、變阻器分別是:。 畫出所用實驗電路圖。【解析】允許通過電阻中電流可能的最大值由:得,。因為電阻可能為200,所以通過被測電阻的電流的最大值可能是35mA,應用電流表的示數來控制通過電阻的電流,因此,電流表應選A1。又因為,所以 。因為電阻可能為100,所以允許加在電阻兩端的電壓的最大值可能是5V,應用電壓表的示數來控制加在電阻兩端的電壓,因此電壓表應選V1。因為R1 R2,且2A35mA, 所以應選變阻器R1。因為R1Rx 所以滑動變阻器連接方式應選用分壓電路。因為<, 所以應選用外接電路。實驗所用電路如圖【變式題1】(2006年廣東)某同學設計了一個如圖甲所示的實驗
14、電路,用以測定電源電動勢和內阻,使用的實驗器材為:待測干電池組(電動勢約3 V)、電流表(量程0.6 A,內阻小于1 )、電阻箱(099.99 )、滑動變阻器(010 )、單刀雙擲開關、單刀單擲開關各一個及導線若干??紤]到干電池的內阻較小,電流表的內阻不能忽略。該同學按圖甲連線,通過控制開關狀態(tài),測得電流表內阻約為0.20 。試分析該測量產生誤差的原因是_。簡要寫出利用圖甲所示電路測量電源電動勢和內阻的實驗步驟:_;_;/A1R/圖乙圖乙是由實驗數據繪出的圖象,由此求出待測電池組電動勢E_V、內阻r_ 。(保留三位有效數字)P圖甲KSRARABCDE rA【解析】由測定電源電動勢和內阻實驗的原
15、理知,此種接法出現誤差的原因是電流表的分壓作用。而,圖線的斜率表示電源電動勢的倒數,據此得出電動勢E, 內 阻 r2.33。若不能正確理解圖象的物理意義,則無法得出正確的答案?!敬鸢浮坎⒙撾娮柘浜缶€路總阻值減小,從而造成總電流增大 調節(jié)電阻箱R,斷開開關K,將開關 S接D,記錄電阻箱的阻值和電流表示數;斷開開關D,再次調節(jié)電阻箱R,將開關S接D,記錄電阻箱的阻值和電流表示數 2.81、2.33 三、電表內阻的測量方法1互測法:電流表、電壓表各一只,可以測量它們的內阻:VAVAV1V2A2A1兩只同種電表,若知道一只的內阻,就可以測另一只的內阻:兩只同種電表內阻都未知,則需要一只電阻箱才能測定電
16、表的內阻:V2V1RRA1A22替代法:R21SV1VR21SA1 AS(R1«R2)VR2R1S1AR2S2R1(R1»R2)3半偏法: SRV214.閉合電路歐姆定律計算法:(不計電源內阻)【例題5】(2000年全國)從下表中選出適當的實驗器材,設計一電路來測量電流表A1的內阻r1,要求方法簡捷,有盡可能高的測量精度,并能測得多組數據。在虛線方框中畫出電路圖,標明所用器材的代號。器材(代號)規(guī) 格電流表(A1)量程10mA,內阻r1待測(約40)電流表(A2)量程500A,內阻r2=750電壓表(V)量程10V,內阻r3=10電阻(R1)阻值約100,作保護電阻用滑動變
17、阻器(R)總阻值約50電池(E)電動勢1.5V,內阻很小導線若干,電鍵K若選測量數據中的一組來計算r1,則所用的表達式為r1=_,式中各符號的意義是_。【解析】如圖所示。,I1表示通過電流表A1的電流,I2表示通過電流表A2的電流,r2表示電流表A2的內阻?!緜淇继崾尽吭诤芏嗲闆r下,電壓表和電流表(已知內阻)的功用可以互換。有時利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實際上就是部分電路歐姆定律的變形運用。在處理時,一定要明確原理,靈活運用。VVmA【例題6】(2006年全國、)現要測量某一電壓表 的內阻。給定的器材有:待測電壓表 (量程2V,內阻約4k);電流表 (量程1.2mA,內阻約
18、500);直流電源E(電動勢約2.4V,內阻不計);固定電阻3個:R1=4000,R2=10000,R3=15000;電鍵S及導線若干。要求測量時兩電表指針偏轉均超過其量程的一半。試從3個固定電阻中選用1個,與其它器材一起組成測量電路,并在虛線框內畫出測量電路的原理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號標出。)電路接通后,若電壓表讀數為U,電流表讀數為I,則電壓表內阻RV =_。R1SEVmA【解析】實驗電路如圖所示,若選用電阻R1,則并聯電阻2000,電壓表讀數U·R×20001.921V,電流表讀數I0.96mA0.6mA,R1符合要求,同理得R2、R3不符合要求,選R
19、1。電路接通后,通過R1的電流I1,則通過電壓表的電流為I2II1I,所以電壓表的內阻RV【備考提示】本題涉及實驗器材選取和電路設計等,對考生的分析綜合能力提出了較高要求,解答此類試題必須根據測量要求和所提供的器材,由儀表的選擇原則和基本規(guī)律為分析的入手點?!咀兪筋}2】(2006年全國)現要測定一個額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡(圖中用表示)的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.1V4V。V現有器材:直流電源E(電動勢4.5V,內阻不計),電壓表 (量程4.5V,內阻約為4×104),電流表A2A1 (量程250mA,內阻約為2),電流表 (量程500mA,內阻約為1),滑動
20、變阻器R(最大阻值約為30),電鍵S,導線若干。如果既要滿足測量要求,又要測量誤差較小,應該選用的電流表是,下面兩個電路應該選用的是。【解析】在測量小燈泡的伏安曲線時,由于題目要求電壓范圍為0.1V4V,因此滑動變阻器采用分壓式接法。根據估算通過小燈泡的額定電流為I=,因此電流表應該選用 。在伏安法測量過程中,由于臨界電阻大于小燈泡電阻,因此應該選擇電流表外接法即選擇甲電路進行測量。A22某同學用如圖所示電路,測繪標有“3.8 V,0.3 V”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象。除了導線和開關外,有以下一些器材可供選擇:電流表:A 1(量程100 mA,內阻約2) A2 (量程0.6 A,
21、內阻約0.3)電壓表:V1(量程5 V,內阻約5) V2(量程15 V,內阻約15) 電源:E1(電動勢為1.5 V,內阻為0.2) E2(電動勢為4 V,內阻約為0.04)為了調節(jié)方便,測量準確,實驗中應選用電流表_,電壓表_,滑動變阻器_,電源_。(填器材的符號)根據實驗數據,計算并描繪出R-U的圖象如圖所示。由圖象可知,此燈泡在不工作時,燈絲電阻為_;當所加電壓為3.00 V時,燈絲電阻為_,燈泡實際消耗的電功率為_W。ABCD根據R-U圖象,可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關系,符合該關系的示意圖是下列圖中的_。【解析】,故電壓表應選V1,電流表A2;由于是分壓接法,故滑動變阻器應
22、選R1,便于調節(jié),電源應選E2,當U3.0V時,對應的電阻為11.5。此時,燈泡實際消耗的功率P0.78W。由RU圖線可看出,隨U的增大,電阻的變化越來越小,而P,隨U的變化,功率P的變化將更加明顯,故選A。四、測量電源的電動勢和內阻1實驗步驟電流表用0.6 A量程,電壓表用3 V量程,按圖連接好電路把變阻器的滑動片移到使阻值最大的一端閉合電鍵,調節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數,記錄一組數據(I,U),用同樣方法測量幾組I、U值,記錄在自己設計的表格中打開電鍵,整理好器材處理數據,用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內電阻的值2注意事項使用內阻大些(用過一段時間)的干電池,在實驗中不要將I調得過
23、大,一般不超過0.5 A,每次讀完U、I讀數立即斷電,以免干電池在大電流放電時極化現象過重,E、r明顯變化測出不少于6組(I,U)數據,且U、I變化范圍盡量大些在畫UI圖線時,要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側,而不要顧及個別離開較遠的點以減小偶然誤差干電池內阻較小時U的變化較小,坐標圖中數據點將呈現如圖甲所示的狀況,下部分大面積空間得不到利用,為此可使縱坐標不從零開始,如圖乙所示,縱坐標不從零開始,把縱坐標的比例放大,可使結果的誤差減小些此時圖線與橫軸交點不表示短路電流,計算內阻要在直線上任取兩個相距較遠的點,用r|計算出電池的內阻r.合理地選擇電壓表與電流表的量程可以減
24、小讀數誤差,電壓表選取03 V量程,電流表選取00.6 A量程.3本實驗誤差分析第一種實驗線路(課本上的測量電路)UEIr中I是通過電源的電流,而本實驗用左下圖所示的電路是存在系統(tǒng)誤差的,這是由于電壓表分流IV,使電流表示值I測小于電池的輸出電流I真因為I真I測IV,而IV,U越大,IV越大,U趨于零時,IV也趨于零所以它們的關系可用圖表示,測量圖線為AB,真實圖線為AB.由右上圖線可看出r和E的測量值都小于真實值即r測<r真,E測<E真第二種實驗線路測量電源電動勢和內阻的第二種接法,如左下圖所示由于電流表的分壓作用,因為U真U測UAU測IRA,RA為電流表的內阻,這樣在UI圖線上
25、對應每一個I應加上一修正值UIRA,由于RA很小,所以在I很小時,U趨于零,I增大,U也增大,理論值與測量值的差異如右上圖所示由圖可知:E測E真,r測>r真(內阻測量誤差非常大)實際測量時應選電路圖第一種實驗線路.【例題7】在“測定一節(jié)干電池電動勢和內阻”的實驗中:(1)第一組同學利用如圖(a)的實驗裝置測量,電壓表應選擇量程_(填“3 V”或“15 V”),實驗后得到了如圖(b)的UI圖象,則電池內阻為_ .(電壓表、電流表均為理想電表)(2)第二組同學也利用圖(a)的連接測量另一節(jié)干電池,初始時滑片P在最右端,但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路,合上電鍵后發(fā)現滑片P向左滑過一段距離x后電流
26、表有讀數,于是該組同學分別作出了電壓表讀數U與x、電流表讀數I與x的關系圖,如圖(c)所示,則根據圖象可知,電池的電動勢為_ V,內阻為_ .【思維步步高】在圖(b)中,圖象的橫坐標和縱坐標的物理意義是什么?圖線和橫縱坐標的交點的物理意義是什么?0.30 A是不是短路電流?在圖(c)中,05 cm電壓表和電流表的示數為什么不發(fā)生變化?怎樣根據圖象求解電源電動勢和內阻?【解析】在圖(b)中,圖象的橫坐標和縱坐標的物理意義分別是路端電壓和干路電流,由于圖象的縱坐標不是從0開始變化,所以圖線和縱坐標的交點是電源電動勢,但是橫坐標不是短路電流,電源內阻應該為:r.在圖(c)中,05 cm電壓表和電流表
27、的示數由于滑動變阻器斷路而不發(fā)生變化,可以根據兩組相對應的路端電壓和干路電流值列方程求解電動勢和內阻【答案】(1)3 V1.5(2)1.51【小結】測量電動勢和內阻的實驗數據處理常見問題:用縱坐標表示路端電壓,橫坐標表示干路電流,其中和縱坐標的交點是電源電動勢,和橫坐標的交點不一定是短路電流電壓變化量和電流變化量的比值表示內阻誤差來源:如果采用圖(a)的接法,則誤差來源于電流表的分壓,電源電動勢的測量值等于真實值,內阻的測量值大于真實值. 【例題8】同學們知道,將兩個金屬電極插入任何一個水果中就可以做成一個水果電池,但日常生活中我們很少用“水果電池”,這是為什么呢?某學習小組的同學準備就此問題
28、進行探究(1)同學們通過查閱資料知道將鋅、銅兩電極插入水果中,電動勢大約會有1伏多一點曉宇同學找來了一個土豆做實驗,當用量程為03 V、內阻約50 k的伏特表測其兩極時讀數為0.96 V但當他將四個這樣的水果電池串起來給標值為“3 V,0.5 A”的小燈泡供電時,燈泡并不發(fā)光檢查燈泡、線路均沒有故障,而用伏特表測量其電壓確實能達到1 V多據您猜想,出現這種現象的原因應當是:_(不要求寫分析、推導過程)(2)若實驗室除了導線和開關外,還有以下一些器材可供選擇:A電流表A1(量程為00.6 A,內阻為1 )B靈敏電流表A2(量程為00.6 mA,內阻為800 )C靈敏電流表A3(量程為0300 A
29、,內阻未知)D滑動變阻器R1(最大阻值約10 )E滑動變阻器R2(最大阻值約2 k)F定值電阻(阻值2 k)G變阻箱(09 999 )為了能盡可能準確測定“土豆電池”的電動勢和內阻,實驗中應選擇的器材是_(填器材前的字母代號)畫出應采用的電路【思維步步高】電池給燈泡供電,燈泡不亮的原因是什么?要想測量電源電動勢及內阻,需要測量路端電壓和干路電流,該問題中沒有電壓表,需要怎樣進行處理?電阻箱能夠起到什么作用?【解析】電池給燈泡供電,燈泡不亮是因為電路中電流很小,燈泡實際工作的功率很小,要想測量電源電動勢及內阻,需要測量路端電壓和干路電流,電流表有提供,要采用量程較小(電路中電阻很大),已知電阻(
30、內阻測量值減去電流表內阻等于真實值)的電流表,所以選擇靈敏電流表A2.靈敏電流計和電阻箱串聯后可以當作電壓表使用【答案】(1)水果電池的內阻太大(2)B、G如下圖所示五、歐姆表的原理和使用1歐姆表原理歐姆表是根據閉合電路歐姆定律制成的測量電阻的儀表,可以直接讀出電阻值,比用伏安法測電阻要方便得多原理如圖所示調零時,Ig;測量時,I.只要將對應Rx值的電流刻度I改為阻值Rx,即為歐姆表由于I與R的非線性關系,表盤上電流刻度是均勻的,其對應的電阻刻度卻是不均勻的,電阻零刻度在電流滿偏處【注意】紅表筆接歐姆表內部電源負極,而黑表筆接內部電源的正極2歐姆表的選擋從理論上講,歐姆表可直接測量從零至無限大
31、之間任何阻值的電阻,但由于面板刻度不均勻,使得在零值附近和無限大值附近很難準確地讀出被測電阻的數值(測量誤差很大)一般來說,歐姆表刻度標尺長度的10%90%之間為有效工作刻度另外當RxR內,即在中值附近時,指針偏角與Rx的關系比較接近線性,刻度較均勻,因此,在具體測量時,最好使指針位于中央附近,這就是選擋的依據在使用歐姆表前,首先應估測待測電阻的大小,選擇合適的擋位(通常按大量程向小量程擋位順序選擇)如果選擇的擋位不合適,則應重新換擋,若指針偏角較小,則應選擇倍率高一擋的擋位,反之則選低一擋的擋位3多用電表使用時的注意事項表盤面上“”“”插孔表示直流電流擋、直流電壓擋的正、負接線柱,因此,不管
32、測什么,首先將紅表筆插入“”插孔,將黑表筆插入“”插孔那么用直流電流擋、直流電壓擋時,電流從紅表筆流入,從黑表筆流出;用電阻擋時由原理圖可知,紅表筆連接的是表內電源的負極黑表筆連接的是表內電源的正極,因此,電流還是從紅表筆流入,從黑表筆流出測量前,應把選擇開關旋到相應項目的適當量程上,讀數時要注意擋位與刻度盤的對應直流電流擋、直流電壓擋跟電流表和電壓表的使用方法一樣要注意所選的量程應大于用電器兩端電壓的估計值和通過用電器電流的估計值歐姆擋的使用需要注意以下幾點:選擋接著調零(選擋的原則:指針越接近中值電阻,讀數越精確);換擋重新電阻調零;示數要乘以倍率;用完后將選擇開關撥離歐姆擋,一般旋至交流
33、電壓最高擋或“OFF”擋上,長期不用時應把電池取出;被測電阻要跟電源、其他元件分離.【例9】如圖所示為一可供使用的多用電表,S為選擇開關,Q為電阻擋調零旋鈕現在要用它檢測兩個電阻的阻值(圖中未畫電阻)已知阻值分別為R160 ,R2470 k.下面提出了在測量過程中一系列可能的操作,請你選出能盡可能準確地測定各阻值和符合于多用表安全使用規(guī)則的各項操作,并且將它們按合理順序填寫在后面的橫線上的空白處A旋動S使其尖端對準電阻擋×1 kB旋動S使其尖端對準電阻擋×100C旋動S使其尖端對準電阻擋×10D旋動S使其尖端對準電阻擋×1E旋動S使其尖端對準V 1 00
34、0F將兩表筆分別接到R1的兩端,讀出R1的阻值,隨后即斷開G將兩表筆分別接到R2的兩端,讀出R2的阻值,隨后即斷開H兩表筆短接,調節(jié)Q使表針對準電阻擋刻度盤上的0,隨后即斷開所選操作及其順序為(用字母代號填寫):_(操作步驟可以重復選用)【解析】多用電表測量電阻時,量程的選擇以指針中央附近時讀數較準確,由表盤中值示數約150可知,測R160 的電阻時,只能選“×1”擋;測R2470 k時,應選擇“×1 k”擋,并且在每次選定量程后,都必須將兩表筆短接,進行電阻擋調零,所以題目中所給操作H需重復選用在測量過程中對R1與R2測量的先后沒有什么限制,但測量完畢后,功能選擇開關必須
35、旋離電阻擋,撥到交流(V)高壓擋或“OFF”處,所以合理的操作及順序為AHGDHFE或DHFAHGE.【答案】AHGDHFE(或DHFAHGE)【例10】下圖圖為一正在測量中的多用電表表盤(1)如果是用×10 擋測量電阻,則讀數為_ .(2)如果是用直流10 mA擋測量電流,則讀數為_ mA.(3)如果是用直流5 V擋測量電壓,則讀數為_ V.【思維步步高】在進行電阻測量時應該怎樣進行讀數?是不是需要估讀?若在表盤上沒有直流10 mA的刻度盤,怎樣進行處理?【解析】如果是進行的電阻測量,讀數時應該用最上面一行刻度,然后再乘以倍率在進行電流的測量時,電流擋是10 mA,沒有直接能夠讀數
36、的表盤刻度,可以選擇滿偏刻度為50的刻度盤,每個小格代表0.2 mA進行讀數【答案】【變式3】要測量一只量程已知的電壓表的內阻,所備器材如下:A待測電壓表V(量程3 V,內阻未知)B電流表A(量程3 A,內阻0.01 )C定值電阻R(阻值2 k,額定電流50 mA)D蓄電池E(電動勢略小于3 V,內阻不計)E多用電表F開關K1、K2,導線若干有一同學利用上面所給器材,進行如下實驗操作:(1)首先,用多用電表進行粗測,選用×100 倍率,操作方法正確若這時刻度盤上的指針位置如圖所示,則測量的結果是_ .(2)為了更精確地測出此電壓表內阻,該同學設計了如下圖所示的甲、乙實驗電路,你認為其
37、中較合理的電路圖是_其理由是_(3)在下圖中,根據你選擇的電路把實物連接好(4)用你選擇的電路進行實驗時,請簡述實驗步驟:_;用上述所測量的符號表示電壓表的內阻RV_.【答案】 (1)3000(2)乙甲圖中電流表的示數太小,誤差太大乙圖中R的阻值與電壓表阻值接近,誤差小(3)實物連接圖如下圖所示(4)實驗步驟:閉合,再閉合,讀得電壓表示數;再斷開,讀得電壓表示數.五、圖像法在電學實驗中的應用U(V)1208040I (A)0200160L1L2近幾年的高考中,經常出現一類需要借助圖像關系處理的實驗題,該種題目處理技巧性強,并且要求能夠準確理解圖像的物理意義,備考時也應引起足夠的重視?!纠}11
38、】兩個額定電壓為220V的白熾燈L1和L2的U I 特性曲線如圖所示。L2的額定功率約為W;現將L1和L2串聯后接在220V的電源上,電源內阻忽略不計。此時L2的實際功率約為W。【解析】【備考提示】本題借助于圖像信息,考查了用電器功率的計算以及用電器的串并聯關系,解答時充分挖掘圖像信息是解答的關鍵所在。同時要注意將L1和L2串聯后接在220V的電源上時,在圖像中的表達信息為:L1和L2在某一相同電流值下,電壓和為220V,很多學生不能找出該隱含條件,從而造成第二問感到無從下手?!纠}12】(2004年上海)小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大。某同學為研究這一現象,用實驗得到如下數據(I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓):I ( A )U (V )在左下框中畫出實驗電路圖。 可用的器材有:電壓表、
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