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1、一. 教学内容:实验 电流表 电压表 伏安法测电阻二. 知识要点:1. 理解并掌握电流表和电压表的制作原理,会将电流计改装成电流表和电压表。2. 理解并掌握伏安法测电阻的原理,并会合理选择实验电路。重点、难点解析一、电流表和电压表1. 灵敏电流计我们所应用的灵敏电流计,其主要参数有三个:(1)电流计的电阻 Rg,通常叫电流计的内阻。(2)满偏电流:即电流表指针偏转到最大刻度时的电流 Ig,也叫电流表的量程。(3)满偏电压:电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压 Ug,也叫电压量程。2. 电压表电流表的电压量程 即电压扩大量程的倍数为 n 时,需要串联的分压电阻 ,由并联电路的特点得所以, 就
2、可算出电阻的阻值。由于电压表、电流表本身具有内阻,接入电路测量时也不可避免改变了被测电路中的电压和电流,给测量带来了误差。为了减小这种误差,电压表和电流表的位置有两种接法?D?D 电流表内接法和外接法。2. 电流表内接法如图所示即为电流表的内接法,设电压表和电流表的内阻分别为 Rv 和 RA。 。3. 电流表外接法如图所示即为电流表的外接法. 测量值小于真实值。因为电压表内阻的分流作用引起系统误差,要减小系统误差,应满足 。若 RXRO,则为大电阻;若 RX RO,则为小电阻。如果待测电阻的大体数值无法已知,则可用试探法进行试探。若电流表示数变化明显,则用内接法;若电压表示数变化明显,则用外接
3、法。5. 滑动变阻器的两种接法(1)限流电路如图所示,其中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流。移动滑动变阻器的滑动片 P 可以改变连入电路中的阻值,从而控制负载 R 中的电流大小,上图中滑动触头滑至 B 端时,连入电路中的电阻值为最大值,此时电流最小,因此,在一些具体电路中,在闭合电键前,应使 P 移至 B 端。(2)(3)两种电路的比较:负载上的电压调节范围不同。设电源的电动势为 E,内阻不计。则在(1)图中负载上的电压变化范围为 E;则在(2)图中负载上的电压变化范围为 0 (5)为了调节方便(即调节过程中电流表、电压表的示数变化明显),在限流电路中,所选的滑动变阻器 R 与待测电阻
4、Rx 的阻值相差不太大;分压电路中,所选的滑动变阻器 R 的阻值要小一些较好。【典型例题例 1.例 2. 如图所示,一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为 3.0 V,3.0mA,用(b)图测得的数据是 2.9V,4.0mA,由此可知,用 图测得 Rx 的误差较小,测量值 Rx .解:比较两次测量的数据,电压表的变化较小,说明电流表分压不明显,即电流表内阻 。所以采用(a)图测量时误差较小,且【点拨】待测电阻 Rx 的大小是相对的,当 ,即认为是大电阻,这时电流表与 R:串联时分压很小,故采用内接法时误差较小。而当 时,
5、即认为是小电阻,这时电压表与 R:并联时分流很小,故采用外接法误差较小。例 3. 一个电阻 R,其阻值大约在 40 50 之间,现要进一步测量其电阻,手边现有下图所示器材如下:电源 E(电动势 12 V,内阻为 0.5 );电压表(03 V15 V,内阻约 10 k );电流表(00.6 A3 A,内阻约 1 );滑动变阻器 R1(阻值 010 ,额定电流 2 A);滑动变阻器 R2(阻值 01700 ,额定电流 0.3 A);电键 S 和导线若干。(1)电压表的量程应选 ,电流表的量程应选 ,滑动变阻器应选用 。(2)请画出实验电路图。(3)用笔画线代替导线,在实物图上连好实验电路。所以电流
6、表量程应选 00.6 A。分别将待测电阻与电压表内阻、电流表内阻相比较可知,属于 的情况,所以测量电路应采用电流表外接法,实验电路图如下图所示。在实物图上连线应按下列顺序:如下图,从电源正极开始,依次画线,然后再依次画线,最后画线。启迪 该题是设计用“伏安法”测电阻电路的典型题目,希望同学们通过该题把握:电路设计中分析问题的思路。器材选取、电路设计的一般原则。电路连线的原则:先连主干,再连分支,做到脉络清晰。【模拟试题1、用伏安法测电阻时,电压表、电流表有两种接法,测量电阻值用 Rc 表示,如下图所示,则 ( )A. 当 时,采用(a)接法,且 C. 当 时,采用(a)接法,且 2、用伏安法测
7、量未知电阻的阻值时,不知 Rx 的大概值,为选择正确的电路以减小误差,按图所示的电路将仪器连接好,并空出电压表的一个接头 K,将 K与 a 点接触一下,电表的示数为“2.8V 4.0Ma”;将 K 与 b 点接触一下,电表的示数为“2.7V 5.0mA”,则 K 与点接触实验误差较小,此时电阻的测量值为 ,测量值比真实值偏 。3、用伏安法测量一个定值电阻,实验所备器材如下:A. 待测电阻 R(约 100 欧)B. 直流毫安表:0?D100mA,内阻 50 欧C. 直流电压表:0?D3V,内阻 5 千欧D. 直流电压输出电压:4V,内阻不计E、滑动变阻器:0?D15 欧,允许最大电流 1AF、电
8、键一个,导线若干(1)根据器材规格和实验要求,设计并画出实验电路图。(2)按照设计的电路图连好实物图4、用伏安法测量一个定值电阻,实验所备器材如下;A. 待测电阻 R(约 5 欧)B. 直流电流表:0?D0.6A,内阻 l 欧C. 直流电压表:0?D3V,内阻 5 千欧D. 直流电压输出电压:9V,内阻不计E. 滑动变阻器:0?D6 欧,额定电流 5AF. 电键一个,导线若干(1)根据器材规格和实验要求,设计并画出实验电路图。(2)按照设计的电路图连好实物图5、在“测量金属电阻率”的实验中,实验所备器材如下A. 电源:干电池一节(1.5V),内阻不计B. 金属丝电阻(约为 3 欧)C. 直流电
9、流表:0?D0.6A,内阻 0.1 欧D. 直流电流表:0?D3A,内阻 0.02 欧E. 直流电压表:0?D3V,内阻 3 千欧F. 直流电压表:0?D15V,内阻 15 千欧G. 滑动变阻器:0 一 10 欧,H. 滑动变阻器:0?D1500 欧(1)本实验采用限流电路,电压表选 ,电流表选 ,滑动变阻器选 。(2)本实验采用电流表 接,以减小实验误差。(3)在提供的框图中画出实验电路图。连接实物图。(3)连接实物图【试题答案】1. AD 2. a ,700, 大3. (1)(2)略4. 同 3 题5. (1)E,C,G (2)外 (3)滑动变阻器限流接法,安培表外接。图略。6. B,C,E滑动变阻器分压接法,安培表外接。图略