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1、电学实验总复习 用电压表测电压 用电流表测电流 外接法？ 内接法？ 为减小误差， 多测几组数据 ，求平均值 滑动 变阻器 限流式？ 分压式？ A V A V 1.原理 U RI 一 伏安法测电阻 “同一性同一性” 2.电路 限流器电路，安培表内接法 RX A V 限流器电路，安培表外接法 RX A V 分压器电路，安培表内接法分压器电路，安培表外接法 RX A V RX V A 1.1.什么是测量值和真实值？什么是测量值和真实值？ 2.2.测量值比真实值偏大还是偏小？测量值比真实值偏大还是偏小？ 4.4.误差产生的原因如何？误差产生的原因如何？ 5.5.如何减少误差？如何减少误差？ 3.3.测
2、量值本质上测得是什么量？测量值本质上测得是什么量？ 根据测量值如何求真实值？根据测量值如何求真实值？ 6.6.什么情况下用外（内）接法？什么情况下用外（内）接法？ 伏安法测电阻之内接外接 3.测量电路的选择 内接法内接法 RX V A RX A V 外接法外接法 由于电流表分压引起的。误差产生的原因误差产生的原因: : 若 时，采用电流表内接法 由于电压表分流引起的。误差产生的原因：误差产生的原因： 内接法内接法 RX V A RX A V 外接法外接法 若 时，采用电流表外接法。 比值法 b.选择方法： 内接法与外接法的选择内接法与外接法的选择 a.条件：已给出R的估计阻值 内接法内接法 R
3、X V A RX A V 外接法外接法 结论：结论： 与 哪个比值大哪个比值大R R x x 就与对应表就与对应表“ “近接近接” ” RA Rx RV Rx 若 时，采用电流表内接法。 若 时，采用电流表外接法。 试触法 b.选择方法：将电压表分别接a、b两点 结论：两次接触，那个表示数变化明显 , Rx就与那 个表“近接” a.条件：未给出RX的估计阻值 RX V A P ab 如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强 如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强 ，不满足，不满足R R X X RR A A , ,应选用内接法应选用内接法P P 应接在应接在b b 处。
4、处。 例1.一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同 学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如 图所示，按甲图测得数据是3.0V、3.0mA,按乙 图测得数据是2.9V、4.0mA,由此可知按 图所示的电路测量的误差较小， Rx的真实值更 接近于 。 甲 1000 思考1：Rx 的真实值大于还是小于1000？小于 思考2：若已知电流表内阻为0.1,那么Rx的真实值是多 大？ 999. 9 甲 甲 RX V A RX A V 乙 乙 1.1.在限流器电路和分压器电路中待测电阻的电压的变在限流器电路和分压器电路中待测电阻的电压的变 化范围如何？化范围如何？ 2.2.在限流器电路和分压器电路中，滑动变
5、阻器的阻值与在限流器电路和分压器电路中，滑动变阻器的阻值与 待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便？待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便？ 4.4.什么情况下滑动变阻器采用限流器电路？什么情况什么情况下滑动变阻器采用限流器电路？什么情况 下采用分压器电路？下采用分压器电路？ 3.3.在限流器电路和分压器电路中，在合上开关以前，在限流器电路和分压器电路中，在合上开关以前， 滑动变阻器的触头应处于什么位置？滑动变阻器的触头应处于什么位置？ 伏安法测电阻 之限流分压 RX 分压器电路 RX 限流器电路 负载RX的电压调节范围 可见滑动变阻器的总阻值 可见滑动变阻器的总阻值R R越大越大
6、 ，电阻，电阻R R X X 两端电压的变化范围越大。两端电压的变化范围越大。 变阻器总阻值变阻器总阻值R R 是是R R x x 的的2-52-5倍时，限倍时，限 流接法对电流、电压控制作用显著，流接法对电流、电压控制作用显著， 这样既便于调节这样既便于调节, ,用电器两端电压变化用电器两端电压变化 范围又比较大范围又比较大. . (1) (1) 限流电路限流电路 在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大 RX P ab E R r=0 如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始 如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始 连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻连续可调，也
7、没有要求多测几组数据，而且滑动变阻 器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连 成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时 应从节省电能（ ）和电路简单考虑，选用限应从节省电能（ ）和电路简单考虑，选用限 流电路。流电路。 (2) (2) 分压电路分压电路 RX P ab E R r= 0 负载RX的电压调节范围0-E 在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置 置于a端以使负载上的电压和电流最小（均为零） 滑动变阻器的总阻值 滑动变阻器的总阻值R R越小，越越小，越 便于调节用电器两端
8、电压便于调节用电器两端电压 一般选一般选 用滑动变阻器的全电阻小于用电器用滑动变阻器的全电阻小于用电器 的电阻的电阻, , 在在0.10.50.10.5倍之间为好。倍之间为好。 要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要 要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要 求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始 连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值 比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电 压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时压有较
9、大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时 ，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或 电流表的量程，应选分压电路电流表的量程，应选分压电路 A2 A1 A2 A1 Rx 伏安法测电阻之发散思维 2 2“ “安安法安安法” ”电流表的创新使用测电压 条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用 1 1“ “伏安法伏安法” ”测电压表的电阻测电压表的电阻 V A 电压表（电流表）是一个能读出其 两端电压（通过其电流）的电阻 没有系统误差 没有系 统误差 此电路能否测量出电流表的内阻？ 根据并联分流进行测量 没有系 统误差 V1 v2 Rx
10、V2 v1 3 3“ “伏伏法伏伏法” ” 电压表的创新使用测电流 条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用 没有系 统误差 存在系 统误差 Rx V2 v1 R0 V2 v1 能否消除？ 根据串联分压进行测量 没有系 统误差 没有系 统误差 4.仪器的选择 安全性原则安全性原则 要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电 要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电 流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的 最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电 表和用电器时，保证其电流和电压
11、均不超过使用的量表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量 程。程。 精确性原则精确性原则 尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和 尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和 电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务 必使指针有较大偏转（一般取满偏度的必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/32/3），），电表电表 达不到满偏的达不到满偏的1/31/3是不允许的。是不允许的。 操作性原则：操作性原则： 如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流， 如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流， 又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值又
12、要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值 时用限流电路调节电路的电压时用限流电路调节电路的电压( (电流电流) )比较方便；当其比较方便；当其 阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压( ( 电流电流) )比较方便比较方便 选择的一般步骤选择的一般步骤 根据实验要求设计合理的实验电路；根据实验要求设计合理的实验电路； 找出唯一性的器材；找出唯一性的器材； 估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结 合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以 及所用的量
13、程；及所用的量程； 根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变 阻器阻器. . 例1.用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器 材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为 0.6A，内阻接近1，伏特表的量程为3V，内阻为5K; 电源的电动势为6V，变阻器的阻值为020 。在闭合 电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。 解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电 阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下： +- RX A V + + 例2：有一个电阻Rx，其阻值大约是25k ，可供选择 的器材是： 电流表A1 (0-100A, 2k) 电流表A2
14、 (0-500A, 300) 电压表V1 (0-10V, 100k） 电压表V2 (0-50V, 500K） 直流稳压电源 E（15V，1A） 滑动变阻器 R (1k, 1W) 电键K和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能 准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。 解：（解：（1 1）电压表、电流表的选择）电压表、电流表的选择 由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动 变阻器必须用分压器接法。变阻器必须用分压器接法。 若电压表选若电压表选V V 2 2 （50V50V），），因为电源电压因为电源电压15V15V不足其量
15、程不足其量程 的的1/31/3，所以电压表应选，所以电压表应选V V 1 1 （10V10V）。）。 + （2 2）电流表内接法和外接法的选择）电流表内接法和外接法的选择 实验电路图实验电路图 E=15V 25K 1K RX A2 V1 因为因为R R X X =25K=25KR R A A =300=300，所以采用电流表内接法，所以采用电流表内接法 由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻R R X X 中的最大电流为中的最大电流为 I I maxmax= 10V /25K = 0.4mA = 400A = 10V /25K = 0.4mA = 400A 所以电流表选所以电流表选A A 2 2 （500 A 500 A ） 例3. 如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实 物图，器材规格如下： (1)待测电阻Rx（约100） (2)直流毫安表（量程010mA，内阻50） (3)直流电压表（量程03V，内阻5k） (4)直流电源（输出电
