高中物理電學實驗複習
一、 電表、電表的改裝
1.靈敏電流錶g
（1）三個主要引數
①內阻rg:電流錶線圈的電阻，大約幾十歐到幾百歐。
②滿偏電流ig:指標批轉到最大刻度時的電流，大約幾十微安到幾毫安。
③滿偏電壓ug:電流錶通過ig時兩端的電壓，大約零點幾伏。
（2）三個引數間的關係：由歐姆定律可知ug=igrg注意：電表就是電阻。
2.電壓表
（1）電壓表的改裝
電流錶g 的電壓量程ug=igrg，當改裝成量程為u的電壓表時，應串聯乙個電阻r分去多餘的電壓u-ug，電阻r叫分壓電阻。
（2）電壓表的內阻：rv=rg+r
3.電流錶的改裝
電流錶g 的電壓量程ug=igrg，當改裝成量
程為i的電流錶時，應併聯乙個電阻r分去多餘的電流i-ig，電阻r叫分流電阻。
（2）電流錶的內阻：ra=rg×r/(r+rg)
4.電流錶改裝成歐姆表
①原理：閉合電路的歐姆定律
②如圖1所示，當紅、黑錶筆短接時，調節r，使電流錶的指標達到滿偏電流，此時指標所指表盤上滿刻度處對應兩錶筆間電阻為零。這時有：
③當兩錶筆間接入電阻rx時，電流錶的電流為：
當rx改變時，ix隨著改變，將電流錶表盤上ix處表上對應的rx值，就構成了歐姆表。
④中值電阻：歐姆表的內阻即為中值電阻r中＝r內＝r+rg+r
因ix與rx 不是線性關係，歐姆表表盤刻度不均勻。
二、 滑動變阻器的兩種接法
1.限流接法如圖2所示。
用電器rx的電壓調節範圍：
電路消耗的總功率為：ei
限流接法的選用原則：
①測量時電路中的電流或電壓沒有要求從零開始連續調節，只在小範圍內變化，且待測電阻rx與r接近時。
②電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓接法的要求時。
③兩種方法都滿足時優先選用限流接法。
2.分壓接法如圖3所示
①rx電壓調節範圍0≤ux≤e。②開關閉合前，p應在a端。
分壓接法的選用原則：
①測量時要求電流或電壓從零開始連續調節時。
②待測電阻rx遠大於r，且要求電壓變化範圍較大時。
③採用限流接法時，電路中實際電壓或電流的最小值仍超過rx的額定值或電表量程時。
三、電阻的測量
1.伏安法測電阻
（1）原理：部分電路的歐姆定律。
（2）電流錶外接法，如圖4所示。
誤差分析：
產生誤差的原因：電壓表v分流。適用於測小阻值電阻，即rx遠小於rv時。
（3）電流錶內接法，如圖5所示。
誤差分析：
產生誤差的原因：電流錶a分壓。適用於測大阻值電阻，即rx遠大於ra時。
（4）內、外接法的選用原則
①計算臨界電阻：
若rx>r0，待測電阻為大電阻，用內接法若rx即大電阻，內接法；小電阻，外接法。大內小外。
②試觸法確定內外置法：在不知道rv、ra、rx的大致值時，可用試觸法，如圖6所示觸頭分別接觸a、b兩點：若v變化大，說明a分壓大，應用外接法；若a變化大說明v分流大，應用內接法。
例1：某同學欲測一電阻rx的阻值（約為300ω）
可供選擇的儀器有：電流錶a1，量程10ma;電流錶
a2，量程0.6a;電壓表v1，量程3v;電壓表v2，量程15v；電源電動勢為4.5v。
請同學們按圖接好電路，閉合s1後，把開關s2撥至a時，發現兩電表的指標偏轉的角度都在滿偏的4/5處；再把開關s2撥至b時，發現其中乙個電表的指標偏轉幾乎不變，另乙個電表的指標偏轉的角度在滿偏的3/4處；該同學在實驗中所選電壓表的量程為所選電流錶的量程為（ ）rx的測量值為
2.安安法測電阻
若電流錶內阻已知，則可當作電流錶、電壓表及定值電阻來使用.
（1）如圖7所示，當兩電表所能測得的最大電壓接近時，如果已知a1的內阻r1，則可測得a2的內阻r2=i1r1/i2.
（2）如圖8所示，當兩電表的滿偏ua2》ua1時，a1串聯一電阻r1，同樣則可測得r2的內阻r2=i1（r1+r0)/i2.
例2.用以下器材測量一待測電阻的阻值，器材如下：電流錶a1（量程250ma，內阻r1=5ω);標準電流錶a2（量程300ma，內阻r2約為5ω);待測電阻r1（阻值約為100ω）；滑動變阻器r2（最大阻值為10ω）；電源e（電動勢約為10v，內阻r約為1ω）；開關s，導線若干。
（1）要求方法簡捷，並能測多組資料，畫出實驗電路原理圖，並表明代號。
（2）實驗中，需要直接測量的物理量是
用測的量表示待測電阻r1的阻值的計算公式是
3.伏伏法測電阻
若電壓表內阻已知，則可當作電流錶、電壓表及定值電阻來使用。
（1）如圖9所示，當兩電表的滿偏電流接近時，如果已知v1的內阻r1，則可測得v2的內阻r2=u2r1/u1.
（2）如圖10所示，當兩電表的滿偏電流iv2》iv1時，v1併聯一電阻r0，同樣則可測得r2的內阻為
例3.用以下器材測量一待測電阻rx的阻值（900～1000ω）：電源e（電動勢約為9v，有一定內阻）；電壓表v1（量程1.
5v，內阻r1=750ω);電壓表v2（量程5v，內阻r2約為2500ω);滑動變阻器r（最大阻值為100ω）；開關s，導線若干。
（1）測量中要求電壓表的讀數不小於量程的1/3，試畫出實驗中測量電阻rx的幾種原理圖。
（2）若電壓表v1的讀數為u1，v2的讀數為u2，則用已知量和測的量表示待測電阻rx的阻值的計算公式是
4.電阻箱或定值電阻當電表用
（1）電阻箱作電壓表用，如圖11所示：可測得電流錶a2的內阻r2＝（i1-i2)r/i2圖中電阻箱r可測得電壓為（i1-i2)r
（2）電阻箱作電流錶用
如圖12所示，若已知r及rv,則測得干路電流為：
5.比較法測電阻
如圖13所示，測得電阻箱r1的阻值及a1表、a2表的示數i1、i2，可得rx=i2r1/i1.
若考慮電表內阻的影響，則：i1(rx+ra1)=i2(r1+ra2)
6.替代法測電阻
如圖14所示，①s接1，調節r2，讀出電流表示數為i；
②s接2，保持r2不變，調節電阻箱r1，使電流表示數也為i。由上可得：rx=r1該方法的優點是消除了電表內阻對測量結果的影響，缺點是電阻箱內阻不可以連續調節。
7.半偏法測電阻
（1）半偏法測電流錶內阻
方法一：如圖15所示，測電流錶g的內阻：
①將電阻箱r的電阻調到0；
②閉合s調節r0，使電流錶g達到滿偏電流i0；
③保持r0不變，調節r使電流錶g示數為i0/2；④由上可得rg=r
注意：當rg》r0時，測量誤差小，此方法適合測大阻值電流錶內阻，且測量值偏大。
方法二：如圖16所示測量電流錶a的內阻
①斷開s2，閉合s1，調節r0，使a表滿偏為i0;
②保持r0不變，閉合s2，調節r，使電流錶讀數為i0
③由上得ra=r
注意：當r0》ra時，測量誤差小，此方法適合測小阻值電流錶內阻，且測量值偏小。
電源電動勢宜大一些。
（2）半偏法測電壓表內阻
方法一：如圖17所示，測電壓表v的內阻：
①閉合s,將電阻箱r的電阻調到r1時，測得電壓表示數為u1；
②調節電阻箱阻值為r2，使電壓表v的示數為u1/2；
由上可得rv=r2-2r1
方法二：如圖18所示，測電壓表v的內阻：
①將滑動變阻器的畫片p滑到最右端，電阻箱r的阻值調到最大；
②閉合s1、s2，調節r0，使電壓表示數指到滿刻度；
③開啟s2，保持r0不變，調節r，使電壓表示數指到滿刻度的一半；
④由上可得rv=r
8.歐姆表測電阻，如圖19所示：
①機械調零 ②選檔 ③歐姆調零 ④測電阻rx. ⑤改換檔位 ⑥重新歐姆調零
⑦測電阻
注意：待測電阻的讀數應為表盤讀數乘以倍數，指標應指在表盤刻度的1/3～2/3的部分，否則需換擋，換擋後需重新歐姆調零。
9.消除電表內阻對測量結果的影響
例4.伏安法測電阻電路由於電表內阻的影響，不論電表內接還是外借都存在系統誤差，為消除系統誤差而設計的補償電路如圖所示，完成下列實驗步驟並寫出待測電阻rx的表示式。
①先將s1閉合。 ②將s2與1閉合，調節r，讀出電壓表讀數u1，安培表讀數i1
根據上述測量結果，算出rx
四、實物圖連線
要求：導線不能有交叉、分支，導線必須接在接線柱上；電表的正負極與電源的正負極不能接錯。
例5.為了測量乙個「12v、5w」的小燈泡的不同電壓下的功率，給定了以下器材：
電源：12v，內阻不計；電流錶：0~0.6a，0~3a，內阻可忽略； 電壓表：0~3v，0~15v，內阻很大；
滑動變阻器；阻值範圍0~20ω，允許最大電流1a；乙個開關及導線實驗時要求加在燈泡兩端的電壓可從0調到12v.
1 請在右框中畫出實驗電路圖.②按畫出的電路圖，在下面圖3的實物圖上連線.
③某位同學測得小燈泡的伏安特性曲線如圖4所示。某次測量時，電流錶指標位置如圖5所示，電流錶讀數為a，此時小燈泡的實際功率為w。
練習：1.現有器材：
電壓表（量程3v，內阻約幾千歐），電壓表（量程15v，內阻約幾十千歐），定值電阻（3.0kw），滑動變阻器r（0～1750w），直流電源（約6v，內阻不計），開關、導線若干，要求利用這些器材測量電壓表的電阻值．
（1）在方框中畫出實驗電路圖（2）用已知量和直接測得量表示的電壓表內阻的表示式為r式中各直接測得量的意義是
2.用伏安法測定乙個阻值約1kω的電阻，要求測量結果盡量準確．
（1）下列器材中應選用的是用字母代號表示）
a．電池組（6v，內阻很小）b．電流錶（0—10ma，內阻10ω） c．電流錶（0—1ma，內阻100ω）
d．電壓表（0—3v，內阻5kω）e．電壓表（0—6v，內阻10kω） f．滑動變阻器（0—20ω，1a）
g．滑動變阻器（0—200ω，0.3a） h．開關、導線
（2）在方框中畫出實驗電路圖。（3）將實物連線成實驗電路。
3.在做「描繪小燈泡的伏安特性曲線」的實驗中，採用的儀器有：電源e（電動勢6v，內阻不計）；額定電壓4.
0v的小燈泡l；電流錶a（量程0.6a，內阻約2ω）；電壓表表v（量程5v，內阻約15kω）；滑動變阻器r（最大阻值15ω）；開關s，導線若干。實驗中要求加在小燈泡上的電壓從零到小燈泡的額定電壓連續可調。
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