教 师：初(高) 学生：上课时间 2014年 月 日阶 段：基础（） 提高（√） 强化( ）课时计划共 次课 第 次课教学课题：电学实验中的疑难问题解析教学目标：突破电学实验的易错点教学重难点:重点：电表的连接与误差的分析、滑动变阻器的两种接法；难点：伏安法测电阻的数据处理；教学过程难点分析例题讲解举一反三课后作业课后作业 两道电学实验高考题教学反思家长建议 家长签名：电学实验中的疑难问题解析【难点分析】一．伏安法测电阻1原理：伏安法测电阻的原理是欧姆定律，只要测出通过待测电阻的电流和两端的电压，然后根据R=U/I就可得到待测电阻的阻值2.电路:测量电路有电流表外接法〔图A、C〕和电流表内接法〔图B、D〕两种选择判断图线1与图线2分别属于哪个电路 误差分析（1）当用电流表外接法时,电阻测量值小于真实值;当用电流表内接法时，电阻测量值大于真实值 (2)若待测电阻Rx远小于电压表的内阻，即待测电阻Rx为小电阻时,宜采用电流表外接法；若待测电阻Rx远大于电流表的内阻,即待测电阻Rx为大电阻时，宜采用电流表内接法。
例题1】如下图所示，用伏安法测电阻,若电流表内阻1Ω，电压表内阻5000Ω，Rx约为10Ω，则下图中哪个测量结果较为准确？测量值比真实值偏大还是偏小（ ）A．甲电路，偏大 B．甲电路，偏小C．乙电路，偏大 D．乙电路，偏小[答案］ B[解析] ＝500，＝10,∴>，应采用电流表外接法,由于电压表分流，使IA〉Ix,Rx的测量值比真实值偏小测量电阻的其他方法： (1）欧姆表测:测量原理：两表笔短接后，调节Ro使电表指针满偏，得 Ig＝E/(r+Rg+Ro） 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix＝E/（r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小;使用方法:机械调零、选择量程（大到小）、欧姆调零、测量读数时注意挡位（即倍率)、拨off挡. 注意：测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零2）电桥法测:（3)半偏法测表电阻： 断s2，调R1使表满偏； 闭s2,调R2使表半偏则R表=R2； GR2S2R1S1R1SVR2【例题2】用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差。
为了消除系统误差，某研究性学习小组设计了如图所示的测量电路1）请完成下列操作过程:第一步：先将R2的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关S2合向1，然后闭合开关S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1；第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，________________________________________2)根据以上记录数据写出被测电阻Rx的表达式Rx＝________3)根据实验原理图连接好实物图[答案］ (1)将单刀双掷开关S2合向2，读出电压表和电流表的示数U2、I2(2）－（3）如图所示［解析］ 本题用了一种新的方法来消除系统误差,解题的关键是能否根据题目中的电路图弄清实验原理.二．测电动势和内阻 (1）直接法：外电路断开时，用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E（2)通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法；①单一组数据计算，误差较大②应该测出多组（u,I)值，最后算出平均值③作图法处理数据，（u，I)值列表，在u——I图中描点,最后由u—-I图线求出较精确的E和r.（3)特殊方法 (一)即计算法：画出各种电路图1。
（一个电流表和两个定值电阻)2. (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器）3 (一个电压表和两个定值电阻） （二)测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法，如图甲法中所测得ε和r都比真实值小，ε/r测=ε测/r真;乙法中，ε测=ε真，且r测= r+rA三）电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定,单独使用A表时，读数是UA，单独使用B表时,读数是UB，用A、B两表测量时，读数是U，则ε=UAUB/(UA－U）例题3】现在按图①所示的电路测量一节旧干电池的电动势E(约15V)和内阻r（约20Ω），可供选择的器村如下：电流表 A1、A2(量程0～500μA，内阻约为500Ω），滑动变阻器R(阻值 0～100Ω，额定电流10A)，定值电阻 R1（阻值约为 100Ω），电阻箱 R2、R3(阻值0~999.9Ω）,开关、导线若干由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程）,然后再按图①电路进行测量1)测量电流表 A2 的内阻 按图②电路测量 A2 的内阻，以下给出了实验中必要的操作. A．断开 S1 B．闭合 S1、S2 C．按图②连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大 D．调节R2，使A1 的示数为I1，记录 R2 的值。
E．断开S2，闭合 S3 F．调节滑动变阻器 R，使 A1、A2 的指针偏转适中,记录 A1 的示数 I1 请按合理顺序排列实验步骤(填序号): _____________________________ （2）将电流表 A2（较小量程）改装成电流表 A（较大量程）如果（1）中测出 A2 的内阻为 468.0Ω，现用 R2 将 A2 改装成量程为 20mA的电流表 A,应把 R2调为 _______ 与 A2并联,改装后电流表A的内阻 RA为__________3）利用电流表A、电阻箱 R3测电池的电动势和内阻用电流表 A、电阻箱R3及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻实验时，改变R3的值,记录下电流表A的示数I,得到若干组 R3、I的数据,然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势 E和内阻ra．请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 _______________ b．请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示） c．图中 ________________________ 表示E.图中 ________________________ 表示r。
答案：（1） C B F E D A （2） 12 11.7 （3） 答案一 a、 b、c、 直线的斜率纵轴截距的绝对值答案二 a、b、c、直线斜率的倒数 纵轴截距除以斜率三、测量电路( 内、外接法 ） 记忆决调 “内”字里面有一个“大"字类型电路图R测与R真比较条件计算比较法己知Rv、RA及Rx大致值时内接AVR大 R测==RX+RA 〉 RX适于测大电阻Rx >外接AVR小 R测=〈Rx适于测小电阻RX <当Rv、RA及Rx末知时，采用实验判断法：动端与a接时（I1；u1） ，I有较大变化（即）说明v有较大电流通过,采用内接法动端与c接时(I2；u2) ,u有较大变化(即）说明A有较强的分压作用,采用内接法测量电路( 内、外接法 )选择方法有三种：①Rx与 Rv、RA粗略比较; ② 计算比较法 Rx 与 比较 ； ③当Rv、RA及Rx末知时，采用实验判断法；四、供电电路( 限流式、调压式 ）电路图电压变化范围电流变化范围优势选择方法限流 ～E～电路简单附加功耗小Rx比较小、R滑 比较大，R滑全>n倍的Rx通电前调到最大调压0~E 0~电压变化范围大要求电压从0开始变化Rx比较大、R滑 比较小R滑全>Rx/2通电前调到最小以“供电电路”来控制“测量电路”：采用以小控大的原则电路由测量电路和供电电路两部分组成，其组合以减小误差，调整处理数据两方便 R滑唯一：比较R滑与Rx 控制电路 Rx〈R滑<10 Rx 限流方式分压接法R滑≈Rx两种均可，从节能角度选限流R滑不唯一：实验要求确定控制电路R滑实验要求：①负载两端电压变化范围大.②负载两端电压要求从0开始变化.③电表量程较小而电源电动势较大。
有以上3种要求都采用分压供电无特殊要求都采用限流供电【例题4】2．在分压电路中，为使实验便于调节，应选用全电阻较小的滑动变阻器．14、（1)一个电压表VA的内阻RA=1000Ω，量程为10V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为30V的电压表．改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表VB对改装后的电压表的所有刻度进行校准．除了这两个电压表VA、VB外，还有下列一些器材: 电源E（电动势约为6V，内阻较小）变阻器R（总电阻约10Ω）电阻箱R0(0~9999Ω)开关S导线若干①如图5—20所示是以上器材和两个电压表VA、VB的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路． ②图中电阻箱的取值等于________________Ω．(2）用上述电压表VB和改装后并已校准过的电压表（以下称之为VC）以及一个开关和一些导线,去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r． ①简要写出测量步骤．②用测得的量表达r的公式应为r=____________．解析： （1）①实物连线如图5—21所示,为了使改装表与标准表在零到量程的范围内一一校对,应采用分压电路．②根据串联电路的电压分配关系,有图5—21解得R0=2000Ω(2）①先将电压表VC通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC；再将电压表VC和VB串联，通过开关、导线与电源连接,读出VC上的示数UC′和VB上的示数UB． ②根据上述两步操作可得 ① ② ③由①②③三式解得Ω【点评】 本题综合考查了电表改装、电表校准电路及测量电源内阻的方法，测试设计和完成实验的能力．用电压表VB和VC测量电源的内阻时，应注意： 尽管两电压表的量程相同，但其内阻并不一定相同(表头可能不同）．五、选实验试材(仪表）和电路按题设实验要求组装电路，画出电路图，能把实物接成实验电路，精心按排操作步骤，过程中需要测量的物理量,结果表达式中各符号的含义.(1）选量程的原则：测U、I，指针超过1/2，测电阻刻度应在中心附近；(2)方法： ①先画电路图,各元件的连接方式（先串再并的连线顺序）； ②明确表的量程，画线连接各元件，铅笔先画,查实无误后，用钢笔填；③先画主电路，正极开始按。