回顧一、描繪小燈泡的伏安特性曲線:
二、電流錶和電壓表的改裝:
三、測定電源電動勢和內阻:
四、測定金屬電阻和電阻率:
五、器材選擇:
六、電路糾錯:
七、示波器的使用:
八、用多用電表探索黑箱內的電學元件
一、描繪小燈泡的伏安特性曲線
原理:歐姆定律
處理方法:內接和外接(都有誤差)
例1、某研究性學習小組為了製作一種感測器,需要選用一電器元件。圖
為該電器元件的伏安特性曲線,有同學對其提出質疑,先需進一步驗證該伏安特性曲線,實驗室備有下列器材:
①為提高實驗結果的準確程度,電流錶應選用 ;電壓表應選用滑動變阻器應選用以上均填器材代號)
②為達到上述目的,請在虛線框內畫出正確的實驗電路原理圖,並標明所用器材的代號。
③若發現實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合,請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點?
相同點不同點
二、電壓表和電流錶
(1)電流錶原理和主要引數
電流錶g是根據通電線圈在磁場中受磁力矩作用發生偏轉的原理製成的,且指什偏角θ與電流強度i成正比,即θ=ki,故表的刻度是均勻的。電流錶的主要引數有,表頭內阻rg:即電流錶線圈的電阻;滿偏電流ig:
即電流錶允許通過的最大電流值,此時指標達到滿偏;滿偏電壓u:即指標滿偏時,加在表頭兩端的電壓,故ug=igrg
(2)半偏法測電流錶內阻rg:
方法:合上s1,調整r的阻值,使電轉到滿流表指標刻度
再合上開關s2,調整r′的阻值(不可再改變r),使電流錶指標偏轉到正好是滿刻度的一半,可以認為rg = r′。
條件: 當 r比r′大很多
(3)電流錶改裝成電壓表
方法:串聯乙個分壓電阻r,如圖所示,若量程擴大n倍,即n=,則根據分壓原理,需串聯的電阻值,故量程擴大的倍數越高,串聯的電阻值越大。
(4)電流錶改裝成電流錶
方法:併聯乙個分流電阻r,如圖所示,若量程擴大n倍,即n=,則根據併聯電路的分流原理,需要併聯的電阻值,故量程擴大的倍數越高,併聯的電阻值越小。
注意:改裝後的電壓表或電流錶,雖然量程擴大了,但通過電流錶的最大電流或加在電流錶兩端的最大電壓仍為電流錶的滿偏電流ig和滿偏電壓ug,只是由於串聯電路的分壓及併聯電路的分流使表的量程擴大了。
三、測量電源電動勢和電阻
原理:閉合電路歐姆定律:
例1、某同學通過查詢資料自己動手製作了乙個電池。該同學想測量一下這個電池的電動勢e 和內電阻,但是從實驗室只借到乙個開關、乙個電阻箱(最大阻值為9.999,科當標準電阻用) 乙隻電流錶(量程=0.
6a,內阻)和若干導線。
①請根據測定電動勢e內電阻的要求,設計圖4中器件的連線方式,畫線把它們連線起來。
②接通開關,逐次改變電阻箱的阻值,
讀處與對應的電流錶的示數i,並作記錄
當電阻箱的阻值時,
其對應的電流錶的示數如圖5所示。處理實驗資料時
首先計算出每個電流值i 的倒數;再製作r-座標圖,如圖6所示,圖中已標註出了()的幾個與測量對應的座標點,請你將與圖5實驗資料對應的座標點也標註在圖6中上。
③在圖6上把描繪出的座標點練成圖線。
④根據圖6描繪出的圖線可得出這個
電池的電動勢ev,內電阻
例2、(1)某同學用螺旋測微器測量一銅絲的直徑,測微器的示數如圖所示,該銅絲的直徑為 mm
(2)右圖為一電學實驗的實物連線圖。該實驗可用來測量特測電阻rx的阻值(約500ω)。圖中兩個電壓表量程相同,內阻都很大。實驗步驟如下:
①調節電阻箱,使它的阻值r0與待測電阻的阻值接近;將滑動變阻器的滑動頭調到最右端。
②合上開關s。
③將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動,使兩個電壓表指標都具有明顯偏轉。
④記下兩個電壓表和的讀數u1和u2。
⑤多次改變滑動變阻器滑動頭的位置,記下和的多組讀數u1和u2。
⑥求rx的平均值。
回答下列問題:
(ⅰ)根據實物連線圖在虛線框內畫出實驗的電路原理圖,其中電阻箱的符號為
滑動變阻器的符號為,其餘器材用通用的符號表示。
(ⅱ)不計電壓表內阻的影響,用u1、u2和r0表示rx的公式為
(ⅲ)考慮電壓表內阻的影響,且u1、u2、r0、 的內阻r1、的內阻r2表示rx的公式
四、電阻的測量
電阻的測量有多種方法,主要有伏安法、歐姆表法,除此以外,還有半偏法測電阻、電橋法測電阻、等效法測電阻等等.
(一)、下面主要介紹伏安法測電阻的電路選擇
1.伏安法測電阻的兩種電路形式(如圖所示)
2.實驗電路(電流錶內外置法)的選擇
測量未知電阻的原理是r=,由於測量所需的電表實際上是非理想的,所以在測量未知電阻兩端電壓u和通過的電流i時,必然存在誤差,即系統誤差,要在實際測量中有效地減少這種由於電表測量所引起的系統誤差,
必須依照以下原則:
(1)若>,一般選電流錶的內接法。如圖(a)所示。由於該電路中,電壓表的讀數u表示被測電阻rx與電流錶a串聯後的總電壓,電流錶的讀數i表示通過本身和rx的電流,所以使用該電路所測電阻r測==rx+ra,比真實值rx大了ra,相對誤差a=
(2)若<,一般選電流錶外接法。如圖(b)所示。由於該電路中電壓表的讀數u表示rx兩端電壓,電流錶的讀數i表示通過rx與rv併聯電路的總電流,所以使用該電流所測電阻
r測=也比真實值rx略小些,相對誤差a=.
例1、某電流錶的內阻在0.1ω~0.2ω之間,現要測量其內阻,可選用的器材如下:
a.待測電流錶a1(量程0.6ab.電壓表v1(量程3v,內阻約2kω)
c.電壓表v2(量程15v,內阻約10kω); d.滑動變阻器r1(最大電阻10ω)
e.定值電阻r2(阻值5f.電源e(電動勢4v)
g.電鍵s及導線若干
(1)電壓表應選用
(2)畫出實驗電路圖;
(3)如測得電壓表的讀數為v,電流錶的讀數為i,則電流錶a1內阻的表示式為:ra
(二)、控制電路的選擇:(滑動變阻器分壓與限流接法的選擇)
1、限流接法:如圖2甲所示,
注意:在接通電源之前應把接入中路中的電阻最大,電路中的電流最小,以保證安全。即圖中滑片p移到b端。
2、分壓接法:如圖2乙所示。
注意:在接通電源之前,滑片p應移到圖中的a端,使負載的電壓和電流均為最小,以保證安全。
3、選擇方法:
在沒有特殊指明的情況下,從減小電能損耗和接線方便的角度考慮,變阻器通常選用限流接法,但在出現下述情況時,則必須選擇分壓接法。
(1)若採用限流電路時,如果電路中的最小電流大於等於被測電阻rx的額定電流或所給電表的量程時,必須選用分壓電路;
例1、用伏安法測量某電阻rx阻值,現有實驗器材如下:待測電阻rx(阻值約為100歐);直流電流錶a(0~10ma,50ω);電壓表(0~3v,);滑動變阻器(0~,1a);直流電源(電動勢為3v,內阻不計);電鍵、導線若干。
根據規格要求,畫出測量電路圖。
(2)滑動變阻器全阻值遠小於或者遠大於被測電阻rx或電路中串聯的其他電阻的阻值,而實驗要求電壓變化範圍較大(或要求測量多組資料)時,必須採用分壓電路;
例2、有乙個小燈泡上標有「6v,0.6w」的字樣,現在要用伏安法測量這個燈泡的i—u圖線。現有實驗器材如下:
電壓表(0~10v,內阻20);電流錶(0~0.3a,內阻1);滑動變阻器();學生電源(直流9v),還有開關、導線。
為使實驗誤差盡量減小,畫出實驗電路圖。
(3)實驗中要求電壓從零開始並連續變化時須採用分壓電路;
例1、某實驗小組利用實驗室提供的器材**一種金屬絲的電阻率。所用的器材包括:輸出為3v的直流穩壓電源、電流錶、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、公尺尺、電阻箱、開關和導線等。
(1)他們擷取了一段金屬絲,拉直後固定在絕緣的公尺尺上,並在金屬絲上夾上乙個小金屬夾,金屬夾,金屬夾可在金屬絲上移動。請根據現有器材,設計實驗電路,並連線電路實物圖14
(2)實驗的主要步驟如下:
①正確鏈結電路,設定電阻箱的阻值,開啟電源,合上開關;
②讀出電流錶的示數,記錄金屬夾的位置;
③斷開開關合上開關,重複②的操作。
(3)該小組測得電流與金屬絲接入長度關係的資料,並據此繪出了圖15的關係圖線,其斜率為________a-1·m-1(保留三位有效數字);圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了______的電阻之和。
(4)他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數如圖16所示。金屬絲的直徑是______。圖15中圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是________,其數值和單位為保留三位有效數字
五、實驗儀器的選擇:
1、首先考慮安全因素:所有儀器必須保證安全
2、讀數誤差因素:減小誤差
3、對滑動變阻器:分壓和分流
4、儀器選擇的一般步驟:
(1)首先選擇唯一性的器材;
(2)草畫電路圖,(暫不接電流錶和電壓表);
高中物理電學實驗總結
電學實驗 1.描繪小燈泡的伏安特性曲線 2.改表 3.伏安法測電阻 4.測電阻率 游標卡尺 螺旋測微器的使用 5.測電池的內阻與電動勢 一.基本電路 1.滑動變阻器的分壓 限流接法 分壓與限流的選擇依據 1 題目中明確要求待測電阻兩端的電壓u,通過待測電阻的電流i從零開始連續可調 2 若用限流式接法...
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電學實驗 一 選擇題 1.圖示為簡單歐姆表原理示意圖,其中電流錶的偏電流 300a,內阻rg 100 可變電阻r的最大阻值為10 k,電池的電動勢e 1.5 v,內阻r 0.5 圖中與接線柱a相連的錶筆顏色應是色,接正確使用方法測量電阻rx的阻值時,指標指在刻度盤的正 則rxk.若該歐姆表使用一段時...
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