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1、教师：初（高）_学生：上课时间2014 年 月 日阶段：基础（）提高（2）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0QwwwABD塵值庚值3i卩【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
2、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5000Q, Rx 约为 10Q,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 1Q,电压表内阻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()答案B测量电阻的其他方法:(1)欧姆表测:2 / 11直U/v真实值由斥克的
3、分溢囹绒2A .甲电路，偏大B.甲电路，偏小C.乙电路，偏大D.乙电路，偏小解析蚩=500，筈=10,二需矇，应采用电流表外接法，由于电压表分流，使IAIx，Rx的测量值比真实值偏小。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lx = E/(r+Rg+Ro+Rx) = E/(R中+Rx) 由于lx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of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
4、测：R2RXRia(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【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、11 ；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二（
5、3）根据实验原理图连接好实物图。U2、2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U1百-U22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 通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻，有内外接法； 单一组数据计算，误差较大 应该测出多组（u，I）值，最后算出平均值 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特殊方法（一）即计算法：画出各种电路图E =li（Ri r）1 E=l2（R2+r）I2-I1I
6、1R1 - I 2R2r :丨21（一个电流表和两个定值电阻）E =U11订2 E =u2 +I2rE.I1U2 - I 2U1I1-I2u2 - u1I1 -12 （一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器）E =u1也rR1E =U2R23.匚二 U1U2（R1 -R2）U2R1 - U1R2（U1 - U 2）R1 R2U2R1 -U1R2（一个电压表和两个定值电阻）（二）测电源电动势&和内阻r有甲、乙两种接法，如图甲法中所测得&和r都比真实值小，& /r 测=测/r真；乙法中，测=&真，且r测=叶rA。（三）电源电动势&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
7、使 用B表时，读数是UB用A、B两表测量时，读数是 U,贝U =UAUB/（UA- U）。【例题3】现在按图所示的电路测量一节旧干电池的电动势E （约1.5V）和内阻r （约20Q）,可供选择的器村如下：电流表A1、A2 /量程0500卩A,内阻约为500Q）,滑动变阻器R（阻值0100Q，额定电流1.0A），定值电阻R1 （阻值约为100 Q）,电阻箱R2、R3（阻值0999.9 Q）,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），然后再按图电路进行测量。/1）测量电流表A2的内阻按图电路测量A2的内阻，以下给出了实验中必要的操作。A. 断开S1
8、B. 闭合 S1、S2C. 按图连接线路，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11，记录R2的值。E. 断开S2,闭合S3F. 调节滑动变阻器R，使A1、A2的指针偏转适中，记录 A1的示数11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468.0 Q ,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按图所示电路测电池的电动势和内
9、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r。；:a.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）答案二ab、-=1(R3 RA)-IEEc、直线斜率的倒数纵轴截距除以斜率C.图中表示E.图中表示r.答案：（1） C B FE D A(2) 12 11.7(3)R3+R A = Er_ 1 r1答案一ja、 RXR x 常 R v R a适于测大电阻Rx 鮎 Ra Rv外接RURxRvR测=IIr Rx +Rv RxRx 吒
10、Ra ?Rv适于测小电阻RX & RA Rv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u-I-）说明v有较大电流通过，采用内接法U- -U2 I-丨2动端与c接时（I2 ； u2），u有较大变化（即nr）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： Rx与Rv、RA粗略比较； 计算比较法Rx与】RARv比较；当Rv、RAM 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RER x + R滑EEE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
11、调到最大Rx+ R滑Rx调压0EE0R x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确定R滑唯一：比较R滑与Rx二控制电路RxR滑10 Rx二限流方式存只滑分压接法R滑Rx两种均可，从节能角度选限流R滑不唯一：实验要求二确定控制电路二R滑 实验要求：负载两端电压变化范围大。 负载两端电压要求从0开始变化。 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
12、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=100GD，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V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10Q）电阻箱R0 （09999Q）开关S导线若干 如图520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. 图中电阻箱的取值等于.（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
13、为VCoE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. 简要写出测量步骤. 用测得的量表达r的公式应为r=.解析：（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.根据串联电路的电压分配关系，有1.0 _ 3.0 -1.01000 一Ro根据上述两步操作可得Uc _ ERcRcr解得 R0=200CD读出VC上的示 源连接，读出VC图 521（2）先将电压表VC通过开关、导线与电源连接, 数UC再将电压表VC和VB串联，通过开关、导线与电 上的示数UC和VB上的示数UBUBRB -RcU cUc Ub -Ucr3000由三式解得Uc 一UcQUc UbRcRbRcRb r【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
