恒定電流電學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)電阻的測(cè)量用電壓表測(cè)電壓用電流表測(cè)電流外接法？?jī)?nèi)接法？為減小誤差，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，求平均值滑動(dòng)變阻器限流式？分壓式？AVAV1.原理URI一伏安法測(cè)電阻“同一性”2.電路限流器電路，安培表內(nèi)接法RXAV··限流器電路，安培表外接法RXAV分壓器電路，安培表內(nèi)接法分壓器電路，安培表外接法RXAVRXVA1.什么是測(cè)量值和真實(shí)值？2.測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是偏小？4.誤差產(chǎn)生的原因如何？5.如何減少誤差？3.測(cè)量值本質(zhì)上測(cè)得是什么量？根據(jù)測(cè)量值如何求真實(shí)值？6.什么情況下用外（內(nèi)）接法？伏安法測(cè)電阻之內(nèi)接外接3.測(cè)量電路的選擇內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法

由于電流表分壓引起的。誤差產(chǎn)生的原因:若>>時(shí)，采用內(nèi)接法，測(cè)大電阻

由于電壓表分流引起的。誤差產(chǎn)生的原因：內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法若>>時(shí)，采用外接法，測(cè)小電阻大內(nèi)大，小外?、俦戎捣╞.選擇方法：內(nèi)接法與外接法的選擇a.條件：已給出R的估計(jì)阻值內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法結(jié)論：與哪個(gè)比值大Rx就與對(duì)應(yīng)表“近接”RARxRVRx若>>時(shí)，采用電流表內(nèi)接法。若>>時(shí)，采用電流表外接法。大大②試觸法b.選擇方法：將電壓表分別接a、b兩點(diǎn)結(jié)論：兩次接觸，那個(gè)表示數(shù)變化明顯,Rx就與那個(gè)表“近接”a.條件：未給出RX的估計(jì)阻值RXVA··Pab如果電流表示數(shù)有顯著變化，說(shuō)明電壓表的分流作用較強(qiáng)，不滿足RX<<RV,不適應(yīng)用電流表的外接法．應(yīng)用電流表的內(nèi)接法．安培表和伏特表示數(shù)變化顯著（明顯）的標(biāo)志是它們的示數(shù)的變化量（絕對(duì)誤差）占原來(lái)值的百分比大．（相對(duì)誤差）從另一個(gè)角度來(lái)看，電壓表的示數(shù)沒(méi)有顯著變化，說(shuō)明電流表的分壓作用很弱，滿足RX>>RA,應(yīng)選用內(nèi)接法．P應(yīng)接在b處。例1.一個(gè)未知電阻Rx無(wú)法估計(jì)其電阻值，某同學(xué)用伏安法測(cè)電阻的兩種電路各測(cè)量一次，如圖所示，按甲圖測(cè)得數(shù)據(jù)是3.0V、3.0mA,按乙圖測(cè)得數(shù)據(jù)是2.9V、4.0mA,由此可知按＿＿＿圖所示的電路測(cè)量的誤差較小，Rx的真實(shí)值更接近于＿＿＿＿Ω。甲1000思考1：Rx的真實(shí)值大于還是小于1000Ω？小于思考2：若已知電流表內(nèi)阻為0.1Ω,那么Rx的真實(shí)值是多大？999.9Ω甲R(shí)XVA··RXAV··乙1.在限流器電路和分壓器電路中待測(cè)電阻的電壓的變化范圍如何？2.在限流器電路和分壓器電路中，滑動(dòng)變阻器的阻值與待測(cè)電阻相比大一些調(diào)節(jié)方便還是小一些調(diào)節(jié)方便？4.什么情況下滑動(dòng)變阻器采用限流器電路？什么情況下采用分壓器電路？3.在限流器電路和分壓器電路中，在合上開關(guān)以前，滑動(dòng)變阻器的觸頭應(yīng)處于什么位置？伏安法測(cè)電阻之限流分壓RX分壓器電路RX限流器電路負(fù)載RX的電壓調(diào)節(jié)范圍可見(jiàn)滑動(dòng)變阻器的總阻值R越大，電阻RX兩端電壓的變化范圍越大。變阻器總阻值R是Rx

的2--5倍時(shí)，限流接法對(duì)電流、電壓控制作用顯著，這樣既便于調(diào)節(jié),用電器兩端電壓變化范圍又比較大.(1)限流電路在合上開關(guān)以前，一定要使滑動(dòng)變阻器所使用的阻值最大．RXPabERr=0如果題目沒(méi)有要求待測(cè)電阻兩端的電壓從零開始連續(xù)可調(diào)，也沒(méi)有要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，而且滑動(dòng)變阻器的阻值比待測(cè)電阻的阻值大，并且在滑動(dòng)變阻器連成限流電路時(shí)能保證電表和待測(cè)電阻正常工作，這時(shí)應(yīng)從節(jié)省電能（）和電路簡(jiǎn)單考慮，選用限流電路。(2)分壓電路RXPabERr=0負(fù)載RX的電壓調(diào)節(jié)范圍0---E在合上開關(guān)以前，一定要使滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的初始位置置于a端．以使負(fù)載上的電壓和電流最小．（均為零）滑動(dòng)變阻器的總阻值R越小，越便于調(diào)節(jié)用電器兩端電壓．一般選用滑動(dòng)變阻器的全電阻小于用電器的電阻,在0.1—0.5倍之間為好。要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，需要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)；要求待測(cè)電阻兩端電壓變化范圍較大；或要求從零開始連讀可調(diào)，應(yīng)選分壓電路。如果滑動(dòng)變阻器的全阻值比待測(cè)電阻的阻值小得多，為了能使待測(cè)電阻兩端電壓有較大變化，應(yīng)選分壓電路。如果采用限流電路時(shí)，電路中最小電流等于或大于待測(cè)電阻的額定電流或電流表的量程，應(yīng)選分壓電路經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：1、關(guān)于電流表內(nèi)外接：大內(nèi)大，小外小。2、關(guān)于分壓與限流：考試多數(shù)考分壓；實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開始取的。3、關(guān)于滑動(dòng)電阻器的選擇：分壓時(shí)選小的；限流時(shí)選大的。4、關(guān)于滑動(dòng)變阻器在閉合開關(guān)前p的位置分壓打到最?。幌蘖鞔虻阶畲笾?。4.儀器的選擇⑴安全性原則要保證所用儀器的安全，電源最大允許通過(guò)的電流、電壓表和電流表的量程、滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流、用電器的額定電壓電流等。選擇電源、電表和用電器時(shí)，保證其電流和電壓均不超過(guò)使用的量程。⑵精確性原則盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。選擇電表時(shí)，在保證電流和電壓均不超過(guò)使用量程的前提下，合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏度的2/3），電表達(dá)不到滿偏的1/3是不允許的。⑶操作性原則：如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，當(dāng)其阻值大于用電器的阻值時(shí)用限流電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便；當(dāng)其阻值小于用電器的電阻時(shí)用分壓電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便．⑷選擇的一般步驟①根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路；②找出唯一性的器材；③估算電路中電壓和電流的最大值或最小值，結(jié)合已知器材的規(guī)格選定電源、選定電壓表和電流表以及所用的量程；④根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求和待測(cè)電阻的阻值選擇滑動(dòng)變阻器.例1.用伏安法測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻R，試把圖中給出的器材連接成測(cè)量R的合適的電路。圖中安培表的量程為0.6A，內(nèi)阻接近1Ω，伏特表的量程為3V，內(nèi)阻為5KΩ;電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，變阻器的阻值為0—200Ω。在閉合電鍵前，變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。解：金屬導(dǎo)線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：+-RXAV··++例2：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)電壓表V1(0-10V,100kΩ)電流表A2(0-500μA,300Ω)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)钠鞑模x取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。解：（1）電壓表、電流表的選擇由于滑動(dòng)變阻器的電阻明顯小于待測(cè)電阻，因此滑動(dòng)變阻器必須用分壓器接法。若電壓表選V2（50V），因?yàn)殡娫措妷?5V不足其量程的1/3，所以電壓表應(yīng)選V1（10V）。+－（2）電流表內(nèi)接法和外接法的選擇實(shí)驗(yàn)電路圖E=15V25KΩ1KΩ

RXA2V1因?yàn)镽X=25KΩ＞＞RA=300Ω，所以采用電流表內(nèi)接法由于用分壓器接法時(shí)，電阻RX

中的最大電流為Imax=10V/25KΩ=0.4mA=400μA所以電流表選A2（500μA）A1

例4．某電壓表的內(nèi)阻在20～50kΩ之間,現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材:待測(cè)電壓表V(量程3V)電流表A1(量程200μA)電流表A2(量程5mA)電流表A3(量程0.6A)滑動(dòng)變阻器R(最大阻1KΩ)電源ε(電動(dòng)勢(shì)4V)電鍵K.(1)所提供的電流表中,應(yīng)選用_______(填寫字母代號(hào)).(2)為了盡量減小誤差,要求測(cè)多組數(shù)據(jù).試在方框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖．VA1．．解析：由于滑動(dòng)變阻器用分壓接法時(shí)，伏特表兩端電壓變化范圍較大，可以多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng)變阻器用分壓接法．由于電壓表中通過(guò)的最大電流為Imax=3V/20KΩ=150μA，因此電流表應(yīng)選用A1．二．替代法測(cè)量電阻利用伏安法測(cè)電阻，無(wú)論電流表內(nèi)接還是電流表外接都會(huì)對(duì)測(cè)量造成誤差，而利用比較法測(cè)電阻可避免這些誤差．實(shí)驗(yàn)時(shí)先連入某待測(cè)電阻，記下電路中電表的讀數(shù)，然后把待測(cè)電阻換成電阻箱，調(diào)整電阻箱，使電路中電表的讀數(shù)與原來(lái)一樣，這樣的電阻箱便是待測(cè)電阻的阻值．1.原理2.電路R0·RXA····S1S2+R0VS1RX···S2··P+用電阻箱和電流表測(cè)量用電阻箱和電壓表測(cè)量三．半偏法測(cè)量電流表的內(nèi)阻1.原理半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻的原理是歐姆定律和并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系，因電流表可以讀出自身的電流，故在其電流減半時(shí)，必有另一支路分掉另一半的電流，在總電流近似不變的條件下，該支路的電阻（電阻箱讀出）等于電流表的電阻．2.電路3.步驟1.先閉合S1

，調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿偏.2.再閉合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.3.若R1＞100R2

，有Rg=R2S1S2R1R2．．．．．．G4.誤差分析在用半偏法測(cè)電流表的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)閉合開關(guān)S2時(shí)，調(diào)節(jié)R2使電流表半偏，即通過(guò)電流表的電流為Ig/2，此時(shí)干路總電流因回路中總電阻變小而變大，即比Ig稍大，這樣通過(guò)R2的電流將大于Ig/2，因此電流表內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值．5.半偏法測(cè)電壓表的內(nèi)阻R測(cè)>R真1.把電阻箱R0的阻值調(diào)到0，把滑動(dòng)變阻器的觸頭P滑到a端．3.保持滑動(dòng)變阻器觸頭位置不變，調(diào)節(jié)R0使電壓表指針半偏，記下R0的值.4.若R<<RV

，有Rg=R02.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R使電壓表指針滿偏.VRabSR0P．．．一．表面結(jié)構(gòu)四．多用電表測(cè)內(nèi)阻１．表盤分清三條刻度線所測(cè)量的物理量第三條刻度線分布不均勻（開始階段較密集），是用來(lái)測(cè)交流電壓的．最上面的刻度線右端標(biāo)有“0”，從右向左，刻度線依次變密，是用來(lái)測(cè)電阻的；第二條刻度線共50個(gè)小格，分布均勻，是用于測(cè)電流和直流電壓的；2．選擇開關(guān)多用電表的下半部分為選擇開關(guān)，周圍標(biāo)有測(cè)量功能的區(qū)域和量程．將多用電表的選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到電流（壓）檔，多用電表相當(dāng)于一個(gè)電流（壓）表，其使用方法和讀數(shù)與電流（壓）表相同．當(dāng)選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻檔，就可以測(cè)電阻了．電流（壓）檔上標(biāo)示為量程，歐姆檔上標(biāo)示為倍率．二．測(cè)量電路R1．．G．．．R21mA10mA12R1．．G．R26．．R3R4．52.5V10VR1．．G．R24．3．．RR×1×10電流檔電路歐姆檔電路電壓檔電路紅黑1.使用電流檔和電壓檔時(shí)，都不用內(nèi)電源，必須要有外電源；使用歐姆檔時(shí)，只能使用內(nèi)電源，不能再有外電源．2.不管使用電流檔、電壓檔還是歐姆檔時(shí)，電流都從多用電表的紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表．以保證電流表能從左向右偏轉(zhuǎn)．注意：使用歐姆檔時(shí)，紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極．3.多用電表的歐姆檔刻度不均勻，只有中央部分便于觀察，所以使用歐姆檔，要盡量使指針偏轉(zhuǎn)到中央附近；而電流檔和電壓檔則是越接近滿偏時(shí)誤差越小，所以使用電流檔和電壓檔，要盡量使指針的偏轉(zhuǎn)角度大一些．三．歐姆檔的測(cè)量原理根據(jù)閉合回路的歐姆定律測(cè)量R、Rg和r均為定值電阻電流I與待測(cè)電阻Rx之間存在著一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，因此可以通過(guò)電流的測(cè)量達(dá)到測(cè)量電阻的目的．在刻度盤直接標(biāo)出與電流I對(duì)應(yīng)的電阻Rx值，可以從刻度盤上直接讀出被測(cè)量電阻的阻值．由于I和Rx是非線性關(guān)系，所以刻度不均勻，由于是減函數(shù)，所以刻度方向與電流檔相反．２.歐姆調(diào)零.當(dāng)兩表筆接觸時(shí)，Rx=0，此時(shí)電流調(diào)到滿偏值,對(duì)應(yīng)電阻值為零,刻度0１.機(jī)械調(diào)零．當(dāng)兩表筆間不接電阻時(shí)（即不接觸），指針不偏，電阻無(wú)限大，刻度無(wú)限大(對(duì)電流計(jì)調(diào)零）歐姆表的刻度3.中值電阻等于歐姆檔的內(nèi)阻．因此歐姆檔的不同倍率內(nèi)阻不同．四．歐姆檔的測(cè)量步驟1．機(jī)械調(diào)零．檢查多用電表的指針是否停在表盤零刻度線，若不指零，可用小螺絲刀旋動(dòng)定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處．2．選擇合適擋：由于歐姆表的中值電阻是幾十歐姆，而用歐姆檔測(cè)電阻時(shí)指針指到中央附近讀數(shù)比較準(zhǔn)確，因此所選倍率比待測(cè)電阻的估計(jì)值小一個(gè)數(shù)量級(jí)．3．歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕使指針指在歐姆表零刻度線位置，若“歐姆零點(diǎn)”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零，應(yīng)更換表內(nèi)電池。4．測(cè)量讀數(shù)：將表筆搭接在待測(cè)電阻兩端，如果指針在中央附近，表針示數(shù)乘以倍率，即為待測(cè)電阻的阻值。如果指針靠