高中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課件

高中物理實(shí)驗(yàn)安徽肥西中學(xué)：張世倫2/7/2023112

目錄專題一、基本儀器的使用專題二、

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2/7/20232

力學(xué)儀器電學(xué)儀器專題一、基本儀器的使用及讀數(shù)規(guī)則2、基本儀器1、讀數(shù)規(guī)則游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、電壓表、電流表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、示波器2/7/20233

讀數(shù)規(guī)則1、應(yīng)了解儀表的構(gòu)造和原理，會(huì)正確操作和讀數(shù)，會(huì)用有效數(shù)字記錄測(cè)量數(shù)據(jù)．2、測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)規(guī)則：測(cè)量誤差出現(xiàn)的位置由刻度尺最小分度決定的。對(duì)于常用儀器可按下列方法讀數(shù)（游標(biāo)卡尺、機(jī)械秒表、電阻箱除外）（1）最小分度是“1”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按十分之一估讀。（2）最小分度是“2”或“5”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位按二分之一或五分之一估讀。如：量程為0.6A的電流表，最小分度為0.02A,誤差出現(xiàn)在安培的百分位上,只讀到安培的百分位,估讀半小格,不足半小格舍去,超過半小格按半小格讀數(shù)。學(xué)生用量程為15V的電壓表，最小分度為0.5V，只讀到伏特的十分位，估讀五分之幾小格。2/7/20234題目51、游標(biāo)卡尺一游標(biāo)卡尺的主尺最小分度為1毫米,游標(biāo)上有10個(gè)小等分間隔,現(xiàn)用此卡尺來測(cè)量工件的直徑,如圖所示.該工件的直徑為___________毫米.29.82/7/20236用游標(biāo)為50分度的卡尺（測(cè)量值可準(zhǔn)確到0.02mm）測(cè)定某圓筒的內(nèi)徑時(shí)，卡尺上的示數(shù)如圖．可讀出圓筒的內(nèi)徑為______mm．52.122/7/20237

有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1毫米，游標(biāo)上有20個(gè)小的等分刻度．用它測(cè)量一工件的長(zhǎng)度，如圖所示．圖示的讀數(shù)是______mm．104.052/7/20238題目92、千分卡（螺旋測(cè)微器）

11.472mm0.861mm；3.471mm7.320mm2/7/202310如圖所示，在測(cè)金屬絲直徑時(shí)，螺旋測(cè)微器讀數(shù)如圖．可知該金屬絲直徑d=______×10－3m．0.900例題2/7/20231112題目130312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213142分7.6秒3、秒表2/7/2023140312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213141分51.4秒2/7/2023150312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213142分23.4秒2/7/202316電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用常規(guī)在中學(xué)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常用的測(cè)量?jī)x器是電壓表、電流表、靈敏電流計(jì)、多用表等．使用它們時(shí)一般要先做到：B.清楚儀器的最小分度，C.清楚儀器的讀數(shù)方法，D.檢查并調(diào)整機(jī)械零點(diǎn)．E.對(duì)歐姆表要檢查并調(diào)整機(jī)械零點(diǎn)A.清楚儀器的量程，了解電表的內(nèi)阻2/7/20231718題目191.清楚儀器的量程2．清楚儀器的最小分度學(xué)生用的電流表0～0.6A擋的最小分度是0.02A，0～3A擋的最小分度是0.1A．學(xué)生用的電壓表0～3V擋的最小分度是0.1V，0～15V擋的最小分度是0.5V．3．清楚儀器的讀數(shù)方法

請(qǐng)讀出圖示電壓表、電流表的示數(shù)電壓表0～3V擋讀數(shù)為

，0～15V擋讀數(shù)為

，1.90V9.5V電流表0～0.6A擋讀數(shù)為

，

0～3A擋讀數(shù)為

．0.18A0.90A讀數(shù)時(shí)：2/7/202320題目21122Ω1、歐姆表的使用方法：（1）選檔（2）調(diào)零（3）測(cè)量（4）換檔（5）再調(diào)零（6）測(cè)量（7）讀數(shù)（8）結(jié)束2、若選擇開關(guān)置于歐姆檔“×10”則阻值為多大？3、若選擇開關(guān)置于直流電壓檔10V處，則電壓為多大？4、若選擇開關(guān)置于直流電流檔50mA處，則電流為多大？5.5V2.75A2/7/202322ABCD串聯(lián)限流電路并聯(lián)分壓電路——分壓器①滑動(dòng)變阻器的兩種主要連接方式：RXRA

BC(D)RXR

兩種接法均可起到調(diào)壓，限流作用，但調(diào)節(jié)范圍不同，功率損耗也不同．

滑動(dòng)變阻器的使用2/7/202323分壓接法的優(yōu)勢(shì)是：電壓變化范圍大，限流接法的優(yōu)勢(shì)在于電路連接簡(jiǎn)便，附加功率損耗較?。?dāng)兩種接法均可滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，一般選限流接法．當(dāng)負(fù)載Rx較小，變阻器總阻值R較大時(shí)（R是Rx的幾倍），限流接法對(duì)電流、電壓控制范圍較寬，控制作用顯著，一般用限流接法。但當(dāng)負(fù)載電阻Rx較大，而變阻器總阻值R較小時(shí)（Rx是R的幾倍），限流接法對(duì)電流，電壓控制范圍較小．調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法．

限流電路分壓電路電壓范圍電流范圍0——U②兩種電路比較：2/7/202324③判斷方法a、負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于（3-5倍）滑動(dòng)變阻器總電阻R，須用分壓式接法，此時(shí)若采用限流式接法對(duì)電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。b、負(fù)載電阻的阻值Rx小于（1/3—1/5倍）滑動(dòng)變阻器的總電阻R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調(diào)且最大電流、最大電壓不超過電流表的量程或超過用電器的額定電流（電壓）時(shí)，可用限流式接法。常規(guī)特殊c、要求負(fù)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。d、采用限流電路時(shí)，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(shí)，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。e、采用分壓電路時(shí)，電路中的最小電流仍超過滑動(dòng)變阻器的額定電流時(shí)應(yīng)采用限流式接法。f、兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃偣β瘦^小。2/7/20232526文字題目27

Y增益X增益衰減掃描微調(diào)掃描范圍X輸入Y輸入地同步10100100010100100K10K1K1DCAC開外X示波器面板各旋鈕的作用輝度調(diào)節(jié)旋鈕－調(diào)節(jié)圖象亮度聚焦調(diào)節(jié)旋鈕輔助聚焦調(diào)節(jié)旋鈕使電子束會(huì)聚成一細(xì)束，在屏上出現(xiàn)小亮斑，使圖象線條清晰。電源開關(guān)指示燈—指示電源通斷豎直位移旋鈕——調(diào)節(jié)圖象豎直方向位移水平位移旋鈕——調(diào)節(jié)圖象水平方向位移X增益——調(diào)節(jié)圖象水平方向的幅度Y增益——調(diào)節(jié)圖象豎直方向的幅度衰減調(diào)節(jié)旋鈕——分為１、１０、１００、１０００四個(gè)擋，“１”擋不衰減，其余各擋分別可使加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的信號(hào)衰減為１／１０，１／１００，１／１０００，使強(qiáng)信號(hào)的圖象幅度不致太大。最右邊的“”擋表示在豎直方向由機(jī)內(nèi)自行提供按正弦規(guī)律變化的交變電壓，在熒光屏上顯示正弦波形。掃描范圍旋鈕——用來改變掃描電壓的頻率范圍，有四個(gè)擋，左邊第一擋是１０HZ～１００HZ，向右旋轉(zhuǎn)每升高一擋，掃描頻率增大１０倍。最右邊是外擋，使用這一擋時(shí)，機(jī)內(nèi)不加掃描電壓，水平方向的電壓從可以外部輸入。掃描微調(diào)旋鈕——對(duì)掃描電壓的頻率進(jìn)行微調(diào)“Y”輸入、”X”輸入、“地”——分別是對(duì)應(yīng)方向的信號(hào)輸入的接線柱和公共的接地接線柱。交直流選擇開關(guān)——置于“DC”位置時(shí)，所加信號(hào)直接輸入示波器內(nèi)的放大電路；置于“AC”位置時(shí)，所加信號(hào)經(jīng)過示波器內(nèi)的一個(gè)電容器，隔斷直流成分后在輸入放大電路。2/7/202328示波器掃描原理根據(jù)電子在水平偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)公式（U為水平偏轉(zhuǎn)電壓）將如圖示的電路接入示波器的x輸入和地之間，若滑動(dòng)頭P位于最右端A時(shí)，無偏轉(zhuǎn)，亮點(diǎn)在中心，當(dāng)P從A向B緩慢滑動(dòng)時(shí)，加在示波器上的偏轉(zhuǎn)電壓逐漸增大，x逐漸增大，亮點(diǎn)向右移動(dòng)。地X輸入PBA若調(diào)換電池的正負(fù)極，當(dāng)P從A向B緩慢滑動(dòng)時(shí)，加在示波器上的偏轉(zhuǎn)電壓為負(fù)值且逐漸增大，x逐漸增大，則亮點(diǎn)向左移動(dòng)。當(dāng)P從A向B很快地來回滑動(dòng)時(shí)，在示波器的屏幕上出現(xiàn)一條亮線。——掃描線2/7/202329水平偏轉(zhuǎn)板+ux當(dāng)水平偏轉(zhuǎn)板上不加電壓時(shí)，亮點(diǎn)在中央，若加上如圖示的鋸齒電壓時(shí)，隨著電壓的增大，亮點(diǎn)從左向右移動(dòng)，uxtT2T-UU0第二個(gè)周期中，同上移動(dòng)，若周期T很小，由于眼睛的視覺暫留，在示波器屏幕上出現(xiàn)一條亮線。2/7/202330根據(jù)電子在豎直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)公式：（U為豎直偏轉(zhuǎn)電壓）將如圖示的電路接入示波器的Y輸入和地之間，若滑動(dòng)頭P位于最右端A時(shí)，無偏轉(zhuǎn)，亮點(diǎn)在中心，當(dāng)P從A向B緩慢滑動(dòng)時(shí)，加在示波器上的偏轉(zhuǎn)電壓逐漸增大,y逐漸增大，亮點(diǎn)向上移動(dòng)。地Y輸入PBA若調(diào)換電池的正負(fù)極，當(dāng)P從A向B緩慢滑動(dòng)時(shí)，加在示波器上的偏轉(zhuǎn)電壓逐漸增大，y逐漸增大，則亮點(diǎn)向下移動(dòng)，2/7/202331當(dāng)豎直偏轉(zhuǎn)板和水平偏轉(zhuǎn)板上同時(shí)加如圖示的正弦電壓和鋸齒電壓時(shí)，由位移的合成，uxtTx2Tx-UU0uytTy0若Tx=Ty則在示波器屏幕上出現(xiàn)一個(gè)正弦波。若Tx=nTy

（n為整數(shù)）則在示波器屏幕上出現(xiàn)n個(gè)正弦波。2/7/2023321、在沒有輸入電壓的情況下，若將光屏上的亮斑由右側(cè)的A圖變?yōu)锽圖應(yīng)調(diào)節(jié)

，要使B圖中的亮斑變成水平亮線應(yīng)

，

要使B圖中的水平亮線變長(zhǎng)應(yīng)調(diào)節(jié)

.

(2)使用示波器觀察亮斑在豎直方向的偏移時(shí)，掃描范圍旋扭應(yīng)置于

,若所給器材如下圖，請(qǐng)將下列器材用線連接起來。A圖B圖豎直位移旋扭將掃描范圍旋扭置于頻率較高的擋；X增益旋扭外X擋2/7/202333解題感悟：關(guān)于示波器的使用，要熟練掌握面板上所有旋扭的使用方法，注意事項(xiàng)。以前分壓線路的考查主要是測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)電路，而將示波器連入分壓電路還是第一次，此題比較獨(dú)特、新穎，應(yīng)引起考生的足夠重視。2/7/2023342008年高考理綜北京卷21（1）2、用示波器觀察某交流信號(hào)時(shí)，在顯示屏上顯示出一個(gè)完整的波形，如圖。經(jīng)下列四組操作之一，使該信號(hào)顯示出兩個(gè)完整的波形，且波形幅度增大。此組操作是

。（填選項(xiàng)前的字母）A.調(diào)整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕B.調(diào)整X增益旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕C.調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕和Y增益旋鈕D.調(diào)整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕Y增益X增益掃描微調(diào)1101001000101001k10k外XY輸入X輸入地DCAC同步＋－掃描范圍衰減C解見下頁2/7/202335示波器面板上旋鈕的作用：X增益、Y增益旋鈕分別用來調(diào)節(jié)圖像在水平方向和豎直方向的幅度，水平位移、豎直位移旋鈕分別用來調(diào)節(jié)圖像在水平方向和豎直方向的位置，掃描微調(diào)旋鈕在掃描范圍旋鈕選定的頻率范圍內(nèi)，用來連續(xù)改變水平方向掃描電壓的頻率,信號(hào)電壓加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上。當(dāng)時(shí)即X方向的掃描電壓的周期等于Y方向信號(hào)電壓周期的整數(shù)倍（n）時(shí)，光屏上才能形成具有n個(gè)波長(zhǎng)的完整波形的圖案（因?yàn)楫?dāng)水平方向的掃描電壓完成一個(gè)周期的變化時(shí)豎直方向的信號(hào)電壓已經(jīng)完成了n個(gè)周期的變化）解析:Y增益X增益掃描微調(diào)1101001000101001k10k外XY輸入X輸入地DCAC同步＋－掃描范圍衰減2/7/202336本題還要從一個(gè)完整波形變成兩個(gè)完整波形，就是把中的n從1變成2，即增大水平掃描電壓的周期，降低水平掃描的頻率，需要掃描微調(diào)旋鈕實(shí)現(xiàn),本題要使波形幅度增大，需要Y增益旋鈕來實(shí)現(xiàn)。綜合以上分析選C。2/7/202337專題二、電路設(shè)計(jì)1、測(cè)量電路一、電路設(shè)計(jì)的原則二、電路設(shè)計(jì)2、控制電路3、保護(hù)電路三、綜合例題2/7/202338電路設(shè)計(jì)一般原則1．安全性原則—不超過電表量程2．精確性原則—盡量減小測(cè)量誤差a.選擇量程時(shí)，盡量使得在讀數(shù)時(shí)，電流表、電壓表指針的偏角超過滿刻度的2/3，偏角最小不能低于1/3。歐姆表指針盡量在表盤的中間附近。b.多次重復(fù)測(cè)量，求平均值。4．簡(jiǎn)便性原則

3．方便性原則

2/7/2023391、測(cè)量電路(電阻的測(cè)量）方法：a、伏安法b、比較法〔伏安法拓展〕c、替代法伏伏法伏阻法電壓比較法電流比較法安安法安阻法d、半偏法2/7/202340伏安法測(cè)電阻RxAVRSRxAVRS內(nèi)接、限流Rx?RA外接、限流Rx

?RV測(cè)量值大于真實(shí)值測(cè)量值小于真實(shí)值2/7/202341

例1.使用伏安法測(cè)電阻，不論是采用安培表內(nèi)接還是外接，仍然存在誤差。現(xiàn)在有人設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)電路來測(cè)定電阻，其中的R是一個(gè)電阻箱，根據(jù)電路圖。1）請(qǐng)你寫出實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量，并寫出求Rx的方程式或表達(dá)式。

（2）能否利用上述電路圖測(cè)出A表或V表的內(nèi)阻。答①A表內(nèi)阻

②V表內(nèi)阻

。（選填“能”或“不能”）（3）若上圖不能測(cè)出電表的內(nèi)阻，請(qǐng)?jiān)O(shè)法選擇圖中的電阻箱和待測(cè)的電表測(cè)出此電表的內(nèi)阻。①設(shè)計(jì)一個(gè)電路圖畫在方框內(nèi)；

②在電源內(nèi)阻忽略不計(jì)的情況下說出你要讀出的物理量是

。③用這些物理量表示待測(cè)電表內(nèi)阻的計(jì)算式是

。

AvRxR2/7/202342解:調(diào)整電阻箱，使其阻值為R1，記錄此時(shí)電壓、電流的值U1、I1；改變電阻箱的電阻值為R2時(shí)，記錄此時(shí)電壓和電流的值U2、I2

消去式中的RA，可得：（其它表達(dá)式也可）（1）（2）AvRxR2/7/202343例1、（08全國(guó)Ⅱ卷）（13分）右圖為一電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線圖。該實(shí)驗(yàn)可用來測(cè)量待測(cè)電阻Rx

的阻值（約500Ω）。圖中兩個(gè)電壓表量程相同，內(nèi)阻都很大。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①調(diào)節(jié)電阻箱，使它的阻值R0與待測(cè)電阻的阻值接近；將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)到最右端。②合上開關(guān)S。③將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向左端滑動(dòng)，使兩個(gè)電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn)。④記下兩個(gè)電壓表和的讀數(shù)U1和U2。⑤多次改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置，記下和的多組讀數(shù)U1和U2。⑥求Rx的平均值。V1V1V2V2電壓比較法之——“伏伏法”測(cè)電阻2/7/202344回答下列問題：（Ⅰ）根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖，其中電阻符號(hào)為，滑動(dòng)變阻器的符號(hào)為，其余器材用通用的符號(hào)表示。（Ⅱ）不計(jì)電壓表內(nèi)阻的影響，用U1、U2、和R0表示Rx的公式為Rx＝—————（Ⅲ）考慮電壓表內(nèi)阻的影響，用U1、U2、R0、的內(nèi)阻r1、的內(nèi)阻r2表示Rx的公式為Rx＝————V1V22/7/202345例2、用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(900～1000Ω)電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1＝750Ω；電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r2＝2500Ω；滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω；單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干。（1）測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）.電壓比較法之——“伏伏法”測(cè)電阻2/7/202346（2）根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫出連線。V1-+V2-+REKRX(3)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表V2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx＝

。2/7/202347（2）根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫出連線。V1-+V2-+REKRX(3)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表V2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx＝

。2/7/202348例3、（05年全國(guó)卷Ⅲ）利用圖中給定的器材測(cè)量電壓表V的內(nèi)阻RV。圖中B為電源（內(nèi)阻可忽略不計(jì)），R為電阻箱，S為電鍵①將圖中實(shí)物連接為測(cè)量所用的電路；②寫出實(shí)驗(yàn)中必須記錄的數(shù)據(jù)（用符號(hào)表示），并指出各符號(hào)的意義；③用②中記錄的數(shù)據(jù)表示RV的公式為RV=

VRS+-BSV＋－R電壓比較法之——“伏阻法”測(cè)電壓表的內(nèi)電阻

E=U1+U1R1/RVE=U2+U2R2/RV2/7/202349為了測(cè)量一量程為3V的電壓表的內(nèi)阻RV(約幾千歐)，某同學(xué)采用了如圖甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量，電路中電阻箱R0的最大值為9999Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大值為50Ω。說明該同學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù)。VR0aRbErSV-說明實(shí)驗(yàn)步驟伏特表內(nèi)阻為多少？說明各量物理意義發(fā)散2/7/202350例4、（08全國(guó)Ⅰ卷）一直流電壓表，量程為1V，內(nèi)阻為1000Ω，現(xiàn)將一阻值為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)單刀開關(guān)S1、S2及若干線。（1）為達(dá)到上述目的，將答題卡上對(duì)應(yīng)的圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）連線完成以后，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斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.70V，由此可以計(jì)算出R1=

。6000ΩE=0.9+0.9R1/1000①E=0.7+0.7(R1+2000)/1000②電壓比較法之——“伏阻法”測(cè)電壓表的內(nèi)電阻2/7/202351電流比較法之——安安法測(cè)量電阻AR2R1SA′EA1R2R1SA2E（1）電流表A1內(nèi)阻未知，A2已知時(shí)原理：如：2000年高考卷如：2001年全國(guó)理綜卷得:r1=I2r2／I1由I1r1=I2r2（2）兩電流表內(nèi)阻均未知時(shí)等效由Ir=I1R1得:r=(I′-I)R1／I2/7/202352

從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。（1）在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。（2）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為r1=_______，式中各符號(hào)的意義是：____。器材（代號(hào)）規(guī)格電流表(A1)量程10mA，內(nèi)阻r1待測(cè)（約40?）電流表(A2)量程500μA，內(nèi)阻r2=750?電壓表(V)量程10V，內(nèi)阻r3=10k?電阻(R1)阻值約100?，作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器(R2)總電阻約50?

電池(E)電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小電鍵(K)導(dǎo)線若干例1、00年高考：A1A2R1=100R2=50電流比較法之————安安法測(cè)電阻2/7/202353電流表I1m=10mA,r1≈40R1=100R2=50

若滑動(dòng)變阻器用限流接法，Imin=1.5/190=0.08A=8mAImax=10mA電流的變化范圍很小，應(yīng)該用分壓器接法。解：因?yàn)殡妷罕碜x數(shù)很小，Um=0.4V,不能用伏安法測(cè)量根據(jù)并聯(lián)電路兩端電壓相等，將兩電流表并聯(lián)，如圖示：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻，測(cè)出多組兩電流表的讀數(shù)，由I1r1=I2r2得r1=I2r2／I1A1A2R1=100R2=502/7/202354例2、實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材如實(shí)物圖1所示,有電池E,電動(dòng)勢(shì)約10V,內(nèi)阻約1Ω電流表A1,量程10A,內(nèi)阻r1約為0.2Ω電流表A2,量程300mA,內(nèi)阻r2約為5Ω電流表A3,量程250mA,內(nèi)阻r3約為5Ω電阻箱R1,最大阻值999.9Ω,阻值最小改變量為0.1Ω滑線變阻器R2，最大阻值100Ω；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。要求用圖2所示的電路測(cè)定圖中電流表A的內(nèi)阻。（1）在所給的三個(gè)電流表中，哪幾個(gè)可用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻？（2）在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象，在實(shí)物圖上連成測(cè)量電路。（3）你要讀出的物理量是

。用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式是

。電流比較法之————安安法測(cè)電阻2/7/202355（1）A2、A3（4分，答對(duì)其中一個(gè)給2分。若答了A1則不給這4分。）（1）在所給的三個(gè)電流表中，哪幾個(gè)可用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻？（2）在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象，在實(shí)物圖上連成測(cè)量電路。（3）你要讀出的物理量是

。用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式是

。2/7/202356A-+A-+A-+R1R2EKA1A3A2（2）若測(cè)r3，實(shí)物圖如圖：（8分，將A2、A3的位置互換不扣分；將A2、A3換成A1，或連線有錯(cuò)，都不給這8分。）2/7/202357（3）A2、A3兩電流表的讀數(shù)I2、I3和電阻箱R1的阻值R1。（1）在所給的三個(gè)電流表中，哪幾個(gè)可用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻？（2）在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象，在實(shí)物圖上連成測(cè)量電路。（3）你要讀出的物理量是

。用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式是

。4分，計(jì)算公式與測(cè)量實(shí)物圖要相符，否則不給這4分。如圖不正確也不給這4分。2/7/202358利用圖1所示的電路測(cè)量電流表mA的內(nèi)阻RA。圖中R1、R2為電阻，S1、S2為電鍵，B是電源（內(nèi)阻可忽略）。①根據(jù)圖1所給出的電路原理圖，在圖2的實(shí)物圖上連線。電流比較法之——安阻法測(cè)電阻43mARSmAR1R2BS1S2mA＋－圖1圖2R2R1S2S1B②已知R1=140Ω，R2=60Ω。當(dāng)電鍵S1閉合、S2斷開時(shí)，電流表讀數(shù)為6.4mA；當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為8.5mA。由此可以求出RA=________Ω。

E=I1(R1+RA)E=I2(R1+R2+RA)

發(fā)散：（1）若電源有內(nèi)阻，能否測(cè)量？（2）利用此方法可以測(cè)量E，若RA已知，可以測(cè)量r。2/7/202359替代法測(cè)電阻12RXRSR03VA2/7/202360

例1.為了測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻，采用圖示的電路，其中電流表A1的量程是0—300μA、內(nèi)阻約為100Ω（待測(cè)）；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程0--200μA；R1為電阻箱，阻值范圍0—999.9Ω；ε為電池，電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻不計(jì)；S1為開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)。按電路圖接好電路后，將可變電阻器R2和電阻箱R1適當(dāng)調(diào)節(jié)后，將單刀雙擲開關(guān)S2扳到接點(diǎn)1處，接通開關(guān)S1，調(diào)節(jié)可變電阻R2，使兩電表的讀數(shù)都是150μA；然后將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)電阻箱R1使標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)仍是150μA，若此時(shí)電阻箱各旋鈕位置如圖，則：（1）電流表A1的內(nèi)阻Rg=_________Ω.

（2）為了保證兩電流表的安全使用，限流電阻R3的阻值應(yīng)選（）A.100Ω；B.150Ω；C.10KΩ；D.15KΩ

（3）可變電阻器R2應(yīng)選：

A.2KΩ；B.5KΩ；C.200Ω；D.500Ω。（）2/7/202361176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×0.1×10×1×1000×10000×100A1R1A212S1R3R2RgS23V⑴替代法測(cè)電阻——⑵當(dāng)R2=0時(shí),要保證兩個(gè)電流表都不超過量程R3=E/Imin=3/0.2mA=15kΩ選D⑶R2+R3=E/I

=3/0.15mA=20kΩ

R2=5kΩ選BRg=92.8Ω2/7/2023623、半偏法測(cè)量電表電阻電流表半偏法：R1>>R2R測(cè)量<R真實(shí)電壓表半偏法：R<<R0R測(cè)量>R真實(shí)VRabSR0S1S2R1R2G2/7/2023631、電流表半偏法測(cè)量?jī)?nèi)阻方法：1.按圖接線，圖中R1R2為電阻箱，2.先合下S1，調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿偏.3.再合下S2，保持電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電流表指針半偏，記下R2的值.4.若R1＞100R2，有Rg=R2思考：R1能否用阻值很大的滑動(dòng)變阻器代替？一般情況

R測(cè)量＜R真實(shí)S1S2R1R2G2/7/202364VRabSR02、電壓表半偏法測(cè)量電壓表電阻方法：1.按圖接線，圖中R0為電阻箱.2.先合下S1，調(diào)節(jié)R0=0，再調(diào)節(jié)R使電壓表指針滿偏.3.保持變阻器電阻R不變，調(diào)節(jié)R0使電壓表指針半偏，記下R0的值.4.若R0＞＞R，有RV=R0一般情況R測(cè)量＞

R真實(shí)2/7/202365上述操作步驟中，必要的操作步驟按合理順序排列應(yīng)為

。若在步驟Ｄ中，讀出R0的值為2400Ω，則電壓表的內(nèi)阻RV=

Ω。用這種方法測(cè)出的內(nèi)阻RV與其真實(shí)值相比偏

。

E.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為3.0V例1.為了測(cè)量一個(gè)量程為3.0V的電壓表的內(nèi)阻，可以采用圖示的電路，在測(cè)量時(shí)，可供選擇的步驟如下：

A.閉合開關(guān)SB.將電阻箱R0的阻值調(diào)到最大F.斷開開關(guān)SC.將電阻箱R0的阻值調(diào)到零H.將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)到a端G.將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)到b端

D.調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使電壓表示數(shù)為1.5V，讀出此時(shí)電阻箱R0的阻值，VRabSR0ＨＡＣＥＤＦ2400大2/7/202366例2．現(xiàn)有一量程為3V的電壓表，內(nèi)阻約3kΩ。為了較準(zhǔn)確地測(cè)量其內(nèi)阻，在沒有電流表的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，按此電路可以測(cè)出電壓表的內(nèi)電阻。RS1ErVS2R0RVabP本實(shí)驗(yàn)中，若提供以下器材：A、電池組（電動(dòng)勢(shì)4V）；B、電阻箱（0～999.9Ω）；C、電阻箱（0～9999.9Ω）D、滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，1A）；E、滑動(dòng)變阻器（0～1kΩ，0.5A）為完成上述實(shí)驗(yàn)，電阻箱R應(yīng)選————，滑動(dòng)變阻器R0應(yīng)選—————。R0選DR選C

2/7/202367GR/RS2S1Er例3．利用如圖所示的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻（圖中電源的電動(dòng)勢(shì)E=4V）：先閉合S1，調(diào)節(jié)R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度(滿偏電流Ig=300μA)；再閉合S2，保持R不變，調(diào)節(jié)R/，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的2/3，讀出此時(shí)R/的阻值為200Ω，則電流表內(nèi)阻的測(cè)量值Rg為多大？半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻的變形2/7/2023682、控制電路b、分壓式控制電路a、限流式控制電路〔2〕種類〔1〕選擇控制電路種類的原則2/7/202369a、負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于（3-5倍）滑動(dòng)變阻器總電阻R，須用分壓式接法，此時(shí)若采用限流式接法對(duì)電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。b、負(fù)載電阻的阻值Rx小于（1/3—1/5倍）滑動(dòng)變阻器的總電阻R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調(diào)且最大電流、最大電壓不超過電流表的量程或超過用電器的額定電流（電壓）時(shí)，可用限流式接法。常規(guī)特殊c、要求負(fù)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。d、采用分壓電路時(shí)，電路中的最小電流仍超過滑動(dòng)變阻器的額定電流時(shí)應(yīng)采用限流式接法。e、采用限流電路時(shí)，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(shí)，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。f、兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃偣β瘦^小。選擇電路的原則2/7/202370例1、測(cè)量金屬絲的電阻率，要先測(cè)出它的電阻Rx（約為10Ω），備用器材如下：A、電源，電動(dòng)勢(shì)3V左右。B、電流表，量程0－－500mA，內(nèi)阻約2Ω。C、電流表，量程0――3A，內(nèi)阻約0.15Ω。D、電壓表，量程0――3V，內(nèi)阻約3kΩ。E、電壓表，量程0――15V，內(nèi)阻約15kΩ。F、阻值變化范圍0――10Ω，額定電流為0.3A的滑動(dòng)變阻器。（1）為了準(zhǔn)確的測(cè)出電阻，電流表選電壓表選（2）畫出測(cè)量電路圖。（B）。（C）。因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器最大阻值和待測(cè)阻值相等。若采用分壓式時(shí),當(dāng)變阻器觸頭于最左邊時(shí),通過滑動(dòng)變阻器的電流最小,且最小電流為Imin=0.3A,所以不能采用驗(yàn)算：當(dāng)滑動(dòng)觸頭置接近最左邊時(shí)，通過滑動(dòng)變阻器的最大電流為0.25A,滿足要求控制電路之——限流式用分壓式時(shí)，通過滑動(dòng)變阻器電流I≥0.3A2/7/202371例2、已知一個(gè)電阻額定功率為0.5W，粗測(cè)其阻值約為16Ω，現(xiàn)用伏安法測(cè)定它的阻值。電流表A1（量程0——200mA，內(nèi)阻約20Ω）電流表A2（量程0——3A，內(nèi)阻約0.1Ω）電壓表V1（量程0——3V，內(nèi)阻約10KΩ）電壓表V2（量程0——15V，內(nèi)阻約30KΩ）滑動(dòng)變阻器（0——20Ω，額定電流1A）電源電壓12V電鍵K和若干根導(dǎo)線，試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模x取適當(dāng)?shù)碾娐罚箿y(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖。若用限流式時(shí)，通過RX的最小電流Imin=267mA>Imax=176mA,所以不能用限流式用電器的額定電流Imax=176mAUmax=2.8v控制電路之——分壓式用限流式最小電流超過額定電流2/7/2023723、保護(hù)電阻：〔1〕保護(hù)電阻的估算〔2〕保護(hù)電阻放置的位置估算方法：保護(hù)電阻在電路中作用是保護(hù)用電器或電表。估算方法是將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)到使用電器或電表電壓（電流）最大，然后再適當(dāng)選取保護(hù)電阻的阻值，使用電器或電表接近額定（滿偏）電壓或額定（滿偏）電流。2/7/202373例1、（09年合肥二模）某同學(xué)準(zhǔn)備用500μA的電流表改裝成一塊量程為3.0V的電壓表。他為了能夠更精確地測(cè)量電流表的內(nèi)電阻，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，圖中各元件及儀表的參數(shù)如下：A．電流表G1（量程1.0mA，內(nèi)電阻約100Ω）B．電流表G2

（量程500μA，內(nèi)電阻約200Ω）C．電池組E（電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)電阻很?。〥．滑線變阻器R0（0～25Ω）K．四旋鈕電阻箱R1（總阻值9999Ω）F．保護(hù)電阻R2G．開始，單刀殺擲開關(guān)在備用的保護(hù)電阻有阻值約100Ω和約350Ω的兩種，應(yīng)選用阻值約____的。保護(hù)電阻的估算350Ω估算方法：首先將滑動(dòng)變阻器觸頭調(diào)到最右邊,若保護(hù)電阻R2接于圖中所示位置，使G1、G2流過最大電流為500μA,據(jù)此可以算出R2的阻值：R2=438Ω2/7/202374：例2

（08年合肥三模卷）實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)一批毫安表，現(xiàn)要對(duì)新進(jìn)毫安表逐格進(jìn)行校對(duì)，以檢測(cè)表的質(zhì)量，可供使用的器材如下：待檢測(cè)的毫安表A1：量程為10mA，內(nèi)阻為50Ω標(biāo)準(zhǔn)毫安表A2：量程為15mA，內(nèi)阻約為30Ω標(biāo)準(zhǔn)毫安表A3：量程為50mA，內(nèi)阻約為10Ω定值電阻R1：阻值為100Ω定值電阻R2：阻值為47Ω滑動(dòng)變阻器R3：最大阻值為20Ω滑動(dòng)變阻器R4：最大阻值為1KΩ干電池E：電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻很小開關(guān)及導(dǎo)線若干請(qǐng)從上述器材中選出必要的器材，設(shè)計(jì)盡可能精確用于校對(duì)的電路，并且使滑動(dòng)變阻器有較大的調(diào)節(jié)范圍，便于調(diào)節(jié)，請(qǐng)將設(shè)計(jì)的電路圖畫在方框中，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。保護(hù)電阻放置的位置和估算若保護(hù)電阻采用如右上圖接法且取阻值為R2=47Ω，通過電流表的最大電流Imax=所以不能用此種接法若保護(hù)電阻改用如右上圖接法且取電阻R2=47Ω,通過電流表A1的最大電流Imax=11.8mA>10mA,滿足要求.2/7/202375綜合例1：有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇的器材是：電流表A1(0----100μA,2kΩ)電流表A2(0----500μA,300Ω)電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2(0----50V,500KΩ）直流穩(wěn)壓電源E（15V，1A）滑動(dòng)變阻器R(1kΩ,1W)電鍵K和若干根導(dǎo)線．試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，并將實(shí)物圖連線。2/7/2023761.安培表內(nèi)接法和外接法的選擇

因?yàn)镽X=25KΩ＞＞RA=300Ω所以采用安培表內(nèi)接法例12．分壓電路和限流電路的選擇滑動(dòng)變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化，在限流電路中，一般滑動(dòng)變阻器的阻值R＞（3—5）R