恒定電流第2講電學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備知識(shí)

第2講電學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備知識(shí)一、電流表、電壓表的使用和讀數(shù)串+-百分并高低1．滑動(dòng)變阻器示意圖2．滑動(dòng)變阻器的使用A．作限流用時(shí)，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在被限電流的電路中，可以接同一端的兩個(gè)接線(xiàn)柱

或

，也可以接對(duì)角線(xiàn)上的兩接線(xiàn)柱

或

，開(kāi)始時(shí)，應(yīng)使接入的電阻

．B．作分壓用時(shí)，先把電阻絲串上電鍵，接到電源兩極上，再在電阻絲的一端與滑鍵之間接上用電器．開(kāi)始時(shí)，應(yīng)使用電器上的電壓為_(kāi)___．A、CB、DA、DB、C最大0二、滑動(dòng)變阻器的使用(控制電路的選擇)哪種是分壓接法哪種是限流接法控制電路(供電電路)

滑動(dòng)變阻器接法電路圖滑片初始位置供電范圍接法選擇口訣如圖最左端阻值最大處如圖最左端R與測(cè)并=0RU/(R+R0)~U0~U節(jié)能①多測(cè)幾組②測(cè)量電路從0V起③限流必超量程以大控小，一般R滑是Rx的3~5倍以小控大限流接法分壓接法三、測(cè)量電路電流表接法電路圖誤差來(lái)源誤差分析接法選擇口訣電流表分壓電壓表分流U測(cè)=Ux+UAR測(cè)=Rx+RA>RxRx>>RA內(nèi)大大(大內(nèi)高手)外小小I測(cè)=Ix+IVR測(cè)=Rx并RV<RxRx<<RV實(shí)際法1:判別法，法2:點(diǎn)觸法內(nèi)接法外接法試觸法②選用滑動(dòng)變阻器時(shí)，先要確保電路中電流不超過(guò)變阻器允許通過(guò)的最大電流．若用“限流式”一般選阻值適當(dāng)大一點(diǎn)的，但不是越大越好．因阻值太大時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中，可能只用到其阻值較小的一部分，滑動(dòng)觸頭只能在很短的距離內(nèi)移動(dòng)，使用起來(lái)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(dòng)變阻器，這樣可使分出的電壓大致上隨滑動(dòng)觸頭移動(dòng)距離成正比例改變，調(diào)節(jié)起來(lái)比較方便．2．選用器材的一般步驟：a．先找出實(shí)驗(yàn)中必須應(yīng)用的器材b．畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖c．估算待測(cè)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(dòng)變阻器和電源．題型1：實(shí)際電表對(duì)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(shí)，示數(shù)分別為6V和4V，當(dāng)只有電壓表V2接入電路中時(shí)，如圖乙所示，示數(shù)為9V，電源的電動(dòng)勢(shì)為(

)A．9.8VB．10VC．10.8VD．11.2V【思路點(diǎn)撥】實(shí)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(guò)電壓表的電流，再運(yùn)用閉合電路路端電壓公式U＝E－Ir即可求解．【答案】C【答案】C例3某同學(xué)若采用伏安法測(cè)量某待測(cè)電阻(約10Ω)，其能夠使用的器材如下：電源(電動(dòng)勢(shì)約6V)、電壓表(量程3V，內(nèi)阻約5kΩ)、電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω)、滑動(dòng)變阻器(0～10Ω)、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干．他采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，他的實(shí)驗(yàn)是否可行？若不可行，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)更好的實(shí)驗(yàn)電路圖．題型2：控制電路的選取測(cè)量電路的選取必用分壓①多測(cè)幾組②測(cè)量電路從0V起③限流必超量程③限流必超量程【思路點(diǎn)撥】計(jì)算限流接法的最小調(diào)節(jié)電壓，電壓表的量程是否夠用．察和操作．③若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過(guò)RL的額定值時(shí)，只能采用分壓接法．2．下列情況可選用限流式接法①測(cè)量時(shí)電路電流或電壓沒(méi)有要求從零開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測(cè)量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法．②電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿(mǎn)足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法．③沒(méi)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(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素采用限流式接法．3．本章兩個(gè)有關(guān)伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中控制電路的選取(1)實(shí)驗(yàn)《測(cè)定金屬絲的電阻率》中采用滑動(dòng)變阻器的限流式接法；(2)實(shí)驗(yàn)《描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)》中由于電壓要從零開(kāi)始調(diào)節(jié)測(cè)多組數(shù)據(jù)，故采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法．IgRg

并聯(lián)

串聯(lián)

(n－1)Rg

題型3：把靈敏電流表(表頭)改裝成電流表或改裝成電壓表改裝后的電流表內(nèi)阻RA＝

．改裝后的電壓表內(nèi)阻RV＝

．nRgBC

【解析】Um＝IgRg(1＋n)，B對(duì)．1．一電壓表由表頭G與電阻R串聯(lián)而成，如圖所示．若在使用中發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)總比準(zhǔn)確值稍小一些，采用下列哪些措施能加以改進(jìn)()A．在R上串聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻B．在R上串聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻C．在R上并聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻D．在R上并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻D題型3：把靈敏電流表(表頭)改裝成電流表或改裝成電壓表基于原理1校準(zhǔn)原理【解析】電壓表讀數(shù)偏小，說(shuō)明流過(guò)表頭的電流偏小，如果還串上一個(gè)電阻，則流過(guò)表頭的電流會(huì)更小，A、B均錯(cuò)，如果并聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻，總電阻會(huì)變得很小，流過(guò)表頭的電流會(huì)變得很大，使電壓表讀數(shù)偏大很多，C錯(cuò)．只有并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻，才會(huì)使總電阻比原來(lái)小，流過(guò)表頭的電流比原來(lái)稍大，D對(duì)．*2.兩個(gè)電壓表V1和V2是完全相同的兩個(gè)電流表改裝的，V1量程是5V，V2量程是15V，我們把V1和V2串聯(lián)起來(lái)用，以下敘述正確的是()A．V1、V2的讀數(shù)相同B．V1、V2指針偏轉(zhuǎn)角度相等C．V1、V2讀數(shù)不同，指針偏轉(zhuǎn)角也不同D．V1、V2讀數(shù)之比等于兩電壓表內(nèi)阻之比BD【解析】串聯(lián)后，流過(guò)兩表頭的電流相等，指針偏轉(zhuǎn)角度相等，由于量程不同，讀數(shù)不相等，A錯(cuò)，B對(duì)，C錯(cuò)．因?yàn)榱鬟^(guò)兩電壓表的電流相等，所以D對(duì)．題型3：把靈敏電流表(表頭)改裝成電流表或改裝成電壓表基于原理2內(nèi)部結(jié)構(gòu)7．用兩個(gè)相同的小量程電流表，分別改裝成了兩個(gè)量程不同的大量程電流表A1、A2，若把A1、A2分別采用串聯(lián)和并聯(lián)的方式接入電路，如圖所示，則閉合開(kāi)關(guān)后，下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說(shuō)法正確的是()BA．圖(a)中的A1、A2的示數(shù)相同B．圖(a)中的A1、A2的指針偏角相同C．圖(b)中的A1、A2的示數(shù)和偏角都不同D．圖(b)中的A1、A2的指針偏角相同題型3：把靈敏電流表(表頭)改裝成電流表或改裝成電壓表基于原理2內(nèi)部結(jié)構(gòu)【解析】圖a中，兩表頭并聯(lián)，流過(guò)兩表頭的電流相等，指針偏角相同，但由于兩電流表量程不相同，故示數(shù)不相同．A錯(cuò)，B對(duì)．圖b中，兩電流表串聯(lián)，流過(guò)兩電流表的電流相等，示數(shù)相同，但兩表頭的電壓不相等，流過(guò)兩表頭的電流不相等，指針偏角不相同，C、D都錯(cuò)．1．原理：依

制成，用來(lái)粗略測(cè)量

．2．電路圖：閉合電路的歐姆定律電阻特別提醒：黑表筆插“－”插孔，連接表內(nèi)電源的“＋”極．1、歐姆表題型4：靈敏電流計(jì)改裝成歐姆表問(wèn)：電流流向3．刻度的原理：①紅、黑表筆

、

，使?滿(mǎn)偏此時(shí)接在兩表筆間的電阻為0，在電流Ig刻度處刻上電阻值“0”Ω，如圖甲(Ig＝

)②紅、黑表筆

，?中無(wú)電流，此時(shí)，接在兩表筆間的電阻為∞，在?電流刻度“0”處，刻上電阻值“∞”，如圖乙③在紅、黑表筆間接入電阻Rx，?指示電流Ix(Ix＝

)，在電流刻度“Ix”處，刻上電阻值“Rx”，如圖丙．短接調(diào)節(jié)R斷開(kāi)中值電阻

等于

不均勻

稀

密

中央刻線(xiàn)的附近

4．使用步驟及注意事項(xiàng)①先看指針是否指在表盤(pán)左側(cè)電流的

(電阻∞)，若有偏差，要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零(即用螺絲刀調(diào)節(jié)定位螺旋)②選擋位(依估計(jì)的電阻大小選擇×1、×10、×100、×1k)幾個(gè)擋位中的一個(gè))③歐姆調(diào)零(兩表筆

，調(diào)節(jié)

，使指針指在表盤(pán)右側(cè)滿(mǎn)偏電流Ig的刻度線(xiàn))(電阻的零刻度線(xiàn))處．零刻度線(xiàn)短接調(diào)零旋紐大倍率

小倍率

擋位倍率

斷開(kāi)

金屬部分

選擇開(kāi)關(guān)

④兩表筆與被測(cè)電阻接觸，依指針偏轉(zhuǎn)情況，確定要不要換擋．(偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小時(shí)，要換用

的擋位；偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大時(shí)，要換用

的擋位)，換擋后，要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．⑤讀數(shù)，示數(shù)只要讀取兩位有效數(shù)字，被測(cè)電阻值等于示數(shù)乘以

．注意事項(xiàng)：①測(cè)電阻時(shí)，要把被測(cè)電阻與別的元件

，手不要接觸表筆的

．②使用完畢，要把

調(diào)至“OFF”擋或交流電壓最高擋，長(zhǎng)期不用時(shí)，要取出表內(nèi)的電池．1．一多用電表的電阻擋有三個(gè)倍率，分別是×1、×10、×100，用×10擋測(cè)量某電阻時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到

．如果換擋后立即用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是

，若補(bǔ)上該步驟后測(cè)量，表盤(pán)的示數(shù)如圖所示，則該電阻的阻值是

．×100Ω調(diào)零2.2kΩ題型4：多用電表題型5：多用電表的讀數(shù)1．如圖所示是歐姆表的工作原理圖．①若表頭的滿(mǎn)偏電流Ig＝500μA.電池電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，把與電流刻度值相對(duì)應(yīng)的歐姆表電阻值填在表格中.電流刻度050μA100μA200μA250μA300μA400μA500μA電阻刻度∞27kΩ12kΩ4.5kΩ3kΩ2kΩ0.75kΩ03kΩ3kΩ1．讀出下列電表的示數(shù).接0～3V量程時(shí)讀數(shù)為

V.接0～15V量程時(shí)，讀數(shù)為10.7V

接0～0.6A量程時(shí)讀數(shù)

A.接0～3A量程時(shí)，讀數(shù)為0．80A

2.13～2.170.162.有一待測(cè)電阻R，其阻值在1000～1100Ω之間，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備用來(lái)測(cè)量該電阻值的實(shí)驗(yàn)器材有：電壓表V(量程0～15V，內(nèi)電阻約20kΩ)電流表A1(量程0～10mA，內(nèi)電阻約20Ω)電流表A2(量程0～300mA，內(nèi)電阻約40Ω)滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為20Ω，額定電流為1A)滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為300Ω，額定電流為0.1A)直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為9V、內(nèi)電阻約為0.5Ω)開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)若干實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化，并能多測(cè)幾組電流、電壓值，以便畫(huà)出電流－電壓的關(guān)系圖線(xiàn)，為了實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行，減少測(cè)量誤差，還要求滑動(dòng)變阻器便于調(diào)節(jié)，則(1)電流表應(yīng)選用____(填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào))．(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____(填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào))．(3)甲、乙、丙、丁四個(gè)電路圖中符合要求的電路圖是____圖．A1R1丙3．某同學(xué)用伏安法測(cè)一個(gè)未知電阻的阻值，他先將電壓表接在a點(diǎn)，讀得兩表示數(shù)分別為U1＝3.0V，I1＝3.0mA，然后將電壓表改接在b點(diǎn)，讀得兩表示數(shù)分別為U2＝2.9V，I2＝4.0mA，如圖所示，由此可知電壓表應(yīng)接到____點(diǎn)誤差較小，測(cè)得R值應(yīng)為

Ω.a1000【鞏固基礎(chǔ)】1．用伏安法測(cè)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5000Ω，電流表內(nèi)阻為0.5Ω.(1)當(dāng)測(cè)量100Ω左右的電阻時(shí)，宜采用____電路．(2)現(xiàn)采用乙電路測(cè)量某電阻的阻值時(shí)，兩電表的讀數(shù)分別為10V、0.5A，則此電阻的測(cè)量值為_(kāi)___Ω，真實(shí)值為

Ω.甲2020.082．如圖所示為伏安法測(cè)電阻的一種常用電路．以下分析正確的是()A．此接法的測(cè)量值大于真實(shí)值B．此接法的測(cè)量值小于真實(shí)值C．此接法要求待測(cè)電阻值小于電流表內(nèi)阻D．開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器動(dòng)頭P應(yīng)處在最左端A3．用伏安法測(cè)金屬電阻Rx(約為5Ω)的值，已知電流表內(nèi)阻為1Ω，量程為0.6A，電壓表內(nèi)阻為幾千歐，量程為3V，電源電動(dòng)勢(shì)為9V，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～6Ω，額定電流為5A，試畫(huà)出測(cè)量Rx的原理圖．【提升能力】4．測(cè)一個(gè)阻值約為25kΩ的電阻，備有下列器材：A．電流表(量程100μA，內(nèi)阻2kΩ)B．電流表(量程500μA，內(nèi)阻300Ω)C．電壓表(量程10V，內(nèi)阻100kΩ)D．電壓表(量程50V，內(nèi)阻500kΩ)E．直流穩(wěn)壓電源(電動(dòng)勢(shì)15V，允許最大電流1A)F．滑動(dòng)變阻器(最大電阻1kΩ，額定功率1W)G．電鍵、導(dǎo)線(xiàn)若干(1)電流表應(yīng)選

，電壓表應(yīng)選

.(2)畫(huà)出測(cè)量Rx的量程圖．BC電流表內(nèi)接，分壓式如圖所示5．一直流電壓表，量程為1V，內(nèi)阻為1000Ω，現(xiàn)將一阻值大約為5000～7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián)，以擴(kuò)大電壓表的量程．為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值，再給定一直流電源(電動(dòng)勢(shì)E約為6～7V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))，一阻值R2＝2000Ω的固定電阻，兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線(xiàn)．(1)為達(dá)到上述目的，把下圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖．答案如下圖(2)連線(xiàn)完成以后，當(dāng)S1與S2均閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.90V；當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.70V，由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為

V，電源電動(dòng)勢(shì)為

V.76.36．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了圖所示的電路，用來(lái)研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系．圖中E為直流電源，K為開(kāi)關(guān)，K1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動(dòng)變阻器，Rx為待測(cè)稀鹽水溶液液柱．(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合K之前將R的滑片P置于

(填

“C”或“D”)端；當(dāng)用電流表外接法測(cè)量Rx的阻值時(shí)，K1應(yīng)置于位置

(填“1”或“2”)．(2)在一定條件下，用電流表內(nèi)、外接法得到Rx的電阻率隨濃度變化的兩條曲線(xiàn)如圖4所示(不計(jì)由于通電導(dǎo)致的化學(xué)變化)．實(shí)驗(yàn)中Rx的通電面積為20cm2，長(zhǎng)度為20cm，用內(nèi)接法測(cè)量Rx的阻值是3500Ω，則其電阻率為

Ω·m，由圖中對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)

(填“1”或“2”)可得此時(shí)溶液濃度約為

%(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．D13510.0127．如圖所示是有兩個(gè)量程的電流表，當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為1A，當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0.1A，已知表頭的內(nèi)阻Rg為200Ω，滿(mǎn)偏電流Ig為2mA，求電阻R1、R2的值．【解析】當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，有Ig(Rg＋R2)＝(I1－Ig)R1，其中I1＝1A當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，有IgRg＝(I2－Ig)(R1＋R2)，其中I2＝0.1A代入數(shù)據(jù)整理解得R1＝0.4Ω，R2＝3.6Ω.8．為了測(cè)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(cè)電流表，量程為300μA，內(nèi)阻約為100Ω；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200μA；R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9Ω；R2是滑動(dòng)變阻器；R3是保護(hù)電阻；E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻不計(jì)；S1是單刀單擲開(kāi)關(guān)，S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)．【再上臺(tái)階】(1)根據(jù)電路圖甲所示，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出連線(xiàn)，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路．答案如下圖(2)連接好電路，將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開(kāi)關(guān)S1；調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2，使電流表A2的讀數(shù)是150μA；然后將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，保持R2不變，調(diào)整變阻箱R1，使電流表