微講座(七))——電磁感應中的含容電路分析

1、第七章恒定電流第七章恒定電流微講座微講座(七七)突破電學設計性實驗的突破電學設計性實驗的思路和方法思路和方法欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流第七章恒定電流第七章恒定電流電學設計性實驗題能有效地考查學生的實驗技能和創(chuàng)造性思電學設計性實驗題能有效地考查學生的實驗技能和創(chuàng)造性思維能力，在高考中的考查頻率很高維能力，在高考中的考查頻率很高.不少學生面對這類題感到不少學生面對這類題感到無從下手無從下手.實際上，只要做到實際上，只要做到“三個明確三個明確”“”“三個選擇三個選擇”，問，問題便可迎刃而解題便可迎刃而解.一、明確題目的要求一、明確題目的要求認真審清題意，看清題目的要求即審題時要看清

2、題目要求認真審清題意，看清題目的要求即審題時要看清題目要求測定什么物理量，驗證、探究什么物理規(guī)律，或者要求設計測定什么物理量，驗證、探究什么物理規(guī)律，或者要求設計達到何種標準的電路等達到何種標準的電路等欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流二、明確實驗原理二、明確實驗原理解決設計型實驗題的關鍵在于選擇實驗原理如果實驗需要解決設計型實驗題的關鍵在于選擇實驗原理如果實驗需要測定某些電學量，應弄清待測物理量可通過哪些規(guī)律、公式測定某些電學量，應弄清待測物理量可通過哪些規(guī)律、公式求得，與哪些物理量有直接聯(lián)系，可用哪些物理量定量地表求得，與哪些物理量有直接聯(lián)系，可用哪些物理量定量地表示，用何種方法

3、測定相關量，進而得出待求量示，用何種方法測定相關量，進而得出待求量三、明確設計電路的原則三、明確設計電路的原則設計電路一般應遵循設計電路一般應遵循“安全性安全性”原則、原則、“精確性、方便性精確性、方便性”原則，兼顧原則，兼顧“運用儀器少，耗電少運用儀器少，耗電少”等三條原則等三條原則1安全性原則安全性原則選用儀器組成電路，首先要保證實驗正常進行例如通過電選用儀器組成電路，首先要保證實驗正常進行例如通過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不得超過其量程，滑動流表的電流和加在電壓表上的電壓均不得超過其量程，滑動變阻器、被測電阻不得超過其額定電流變阻器、被測電阻不得超過其額定電流(額定功率額定功率)

4、等等欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流2精確性、方便性原則精確性、方便性原則“精確精確”是指選用儀器組成實驗電路時要盡可能減小測量誤是指選用儀器組成實驗電路時要盡可能減小測量誤差，提高精確度例如所用電流表、電壓表的指針應有較大差，提高精確度例如所用電流表、電壓表的指針應有較大的偏轉(zhuǎn)，一般應使指針偏轉(zhuǎn)在滿刻度的的偏轉(zhuǎn)，一般應使指針偏轉(zhuǎn)在滿刻度的1/3以上，以減小因以上，以減小因讀數(shù)引起的偶然誤差讀數(shù)引起的偶然誤差“方便方便”是指實驗中便于調(diào)節(jié)控制，便于讀數(shù)例如應根據(jù)是指實驗中便于調(diào)節(jié)控制，便于讀數(shù)例如應根據(jù)電路可能出現(xiàn)的電流、電壓范圍選擇滑動變阻器對大阻值電路可能出現(xiàn)的電流、電壓范圍選

5、擇滑動變阻器對大阻值的滑動變阻器，如果滑片稍有移動就使電路中的電流、電壓的滑動變阻器，如果滑片稍有移動就使電路中的電流、電壓有很大變化，則不宜采用對于滑動變阻器，還要權衡用分有很大變化，則不宜采用對于滑動變阻器，還要權衡用分壓式電路還是限流式電路壓式電路還是限流式電路欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流3運用儀器少，耗電少原則運用儀器少，耗電少原則在達到實驗目的，各項指標均符合要求的前提下，還應注意在達到實驗目的，各項指標均符合要求的前提下，還應注意運用的儀器盡量少和節(jié)約電能例如控制電路有限流式與分運用的儀器盡量少和節(jié)約電能例如控制電路有限流式與分壓式兩種調(diào)節(jié)電路，若這兩種調(diào)節(jié)電路均能

6、滿足要求，從消壓式兩種調(diào)節(jié)電路，若這兩種調(diào)節(jié)電路均能滿足要求，從消耗功率小，節(jié)約電能的角度，則應選用限流式電路耗功率小，節(jié)約電能的角度，則應選用限流式電路欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流四、控制電路的選擇四、控制電路的選擇滑動變阻器選用限流接法和分壓接法的依據(jù)：滑動變阻器選用限流接法和分壓接法的依據(jù)：1負載電阻電壓要求變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，負載電阻電壓要求變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，應選分壓電路應選分壓電路2若負載電阻的阻值若負載電阻的阻值Rx遠大于滑動變阻器總阻值遠大于滑動變阻器總阻值R，應選分，應選分壓電路壓電路3若負載電阻的阻值若負載電阻的阻值Rx小于滑動變

7、小于滑動變 阻器總阻器總 阻值阻值 R或或 相差不相差不多，且沒有要求電壓從零可調(diào)，應選限流電路多，且沒有要求電壓從零可調(diào)，應選限流電路4兩種電路均可時限流電路優(yōu)先，因為限流電路消耗的總功兩種電路均可時限流電路優(yōu)先，因為限流電路消耗的總功率小率小欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流五、測量電路的選擇五、測量電路的選擇對伏安法測電阻，應根據(jù)待測電阻的大小選擇電流表不同的對伏安法測電阻，應根據(jù)待測電阻的大小選擇電流表不同的接法接法1阻值判斷法：阻值判斷法：當當RVRx時，采用電流表時，采用電流表“外接法外接法”；當當RxRA時，采用電流表時，采用電流表“內(nèi)接法內(nèi)接法”欄目欄目導引導引第七章

8、恒定電流第七章恒定電流欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流六、實驗器材的選擇六、實驗器材的選擇1安全因素安全因素通過電源、電表、電阻的電流不能超過允許的最大電流通過電源、電表、電阻的電流不能超過允許的最大電流3便于操作便于操作選滑動變阻器時，在選滑動變阻器時，在 滿足滿足 其他其他 要求的要求的 前提下，可選前提下，可選 阻值較阻值較小的小的4關注實驗的實際要求關注實驗的實際要求欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流第七章恒定電流第七章恒定電流欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱實驗所提供的器

9、材除待測電壓表、電阻箱(最大阻值最大阻值999.9 )、電池、電池(電動勢約電動勢約1.5 V，內(nèi)阻可忽略不計，內(nèi)阻可忽略不計)、導線和開關之、導線和開關之外，還有如下可供選擇的實驗器材：外，還有如下可供選擇的實驗器材：A滑動變阻器滑動變阻器(最大阻值最大阻值150 )B滑動變阻器滑動變阻器(最大阻值最大阻值10 )C定值電阻定值電阻(阻值約阻值約20 )D定值電阻定值電阻(阻值約阻值約200 )根據(jù)以上設計的實驗方法，回答下列問題：根據(jù)以上設計的實驗方法，回答下列問題：(1)對于上述測量方法，由實驗原理分析可知，在測量無誤的對于上述測量方法，由實驗原理分析可知，在測量無誤的情況下，實際測出的

10、電壓表內(nèi)阻的測量值情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R測測_真實值真實值R真真(選填選填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)大于大于欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流(2)為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器器R應選用應選用_，定值電阻，定值電阻R應選用應選用_(填字母填字母代號代號)(3)在其他元件不變的情況下，為使測量更準確，可換用一電動在其他元件不變的情況下，為使測量更準確，可換用一電動勢更勢更_的電池的電池(內(nèi)阻可忽略內(nèi)阻可忽略)(選填選填“大大”或或“小小”)BC大大欄目欄目導引導引第七章恒定電

11、流第七章恒定電流欄目欄目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流 在電學實驗中，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，在電學實驗中，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，測量結果總存在系統(tǒng)誤差某校課外研究性學習小組進行了測量結果總存在系統(tǒng)誤差某校課外研究性學習小組進行了消除電表內(nèi)阻對測量結果的影響的探究，下面是一個實例：消除電表內(nèi)阻對測量結果的影響的探究，下面是一個實例：某組設計了如圖甲所示的電路，該電路能夠測量電某組設計了如圖甲所示的電路，該電路能夠測量電 源源E的電的電動勢和內(nèi)電阻動勢和內(nèi)電阻E是輔助電源，是輔助電源，A、B兩點間有一靈敏電流兩點間有一靈敏電流計計G.實驗步驟如下：實驗步驟如下：甲甲乙乙欄目欄

12、目導引導引第七章恒定電流第七章恒定電流(1)閉合開關閉合開關S1、S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，調(diào)節(jié)滑動變阻器R、R，使得靈敏電流，使得靈敏電流計的示數(shù)為零，這時計的示數(shù)為零，這時A、B兩點的電勢相等，讀出電流表和電兩點的電勢相等，讀出電流表和電壓表的示數(shù)壓表的示數(shù)I1和和U1.(2)改變滑動變阻器改變滑動變阻器R、R的阻值，重新使得靈敏電流計的示的阻值，重新使得靈敏電流計的示數(shù)為零，讀出電流表和電壓表的示數(shù)數(shù)為零，讀出電流表和電壓表的示數(shù)I2和和U2.(3)多次重復步驟多次重復步驟(2)，分別記錄下電流表和電壓表的示數(shù)，分別記錄下電流表和電壓表的示數(shù)(4)根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)，描點畫出根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)，描點畫