1、高中物理電學(xué)實驗基礎(chǔ)第1頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四一、電表、電表的改裝1.靈敏電流表G（1）三個主要參數(shù)內(nèi)阻Rg:電流表線圈的電阻，大約幾歐到幾十歐。滿偏電流Ig:指針批轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流，大約幾十微安到幾毫安。第2頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四滿偏電壓Ug:電流表通過Ig時兩端的電壓，大約零點幾伏。（2）三個參數(shù)間的關(guān)系：由歐姆定律可知Ug=IgRg注意：電表就是電阻。UgGRgIg第3頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四2.電壓表（1）電壓表的改裝電流表G 的電壓量程Ug=IgRg，當改裝成量程為U的電壓表時，應(yīng)

2、串聯(lián)一個電阻R分去多余的電壓U-Ug，電阻R叫分壓電阻。UgGRgIgU-UgR（2）電壓表的內(nèi)阻：Rv=Rg+R第4頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四I3.電流表的改裝電流表G 的電壓量程Ug=IgRg，當改裝成量程為I的電流表時，應(yīng)并聯(lián)一個電阻R分去多余的電流I-Ig，電阻R叫分流電阻。RI-IgUgGRgIg（2）電流表的內(nèi)阻：RA=RgR/(R+Rg)第5頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四4.電流表改裝成歐姆表原理：閉合電路的歐姆定律如圖所示，當紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)R，使電流表的指針達到滿偏電流，此時指針所指表盤上滿刻度處對應(yīng)兩表筆間電阻為

3、零。這時有：當兩表筆間接入電阻Rx時，電流表的電流為：G+RE r紅表筆黑表筆RxG+RE r紅表筆黑表筆第6頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四當Rx改變時，Ix隨著改變，將電流表表盤上Ix處標上對應(yīng)的Rx值，就構(gòu)成了歐姆表。中值電阻：歐姆表的內(nèi)阻即為中值電阻R中R內(nèi)R+Rg+r因Ix與Rx 不是線性關(guān)系，歐姆表表盤刻度不均勻。G+RE r紅表筆黑表筆Rx第7頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四二、滑動變阻器的兩種接法1.限流接法如圖所示。用電器Rx的電壓調(diào)節(jié)范圍：RxPa R bSE r 電路消耗的總功率為：EI第8頁，共45頁，2022年，5月20

4、日，10點9分，星期四限流接法的選用原則：測量時電路中的電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只在小范圍內(nèi)變化，且待測電阻Rx與R接近時。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。兩種方法都滿足時優(yōu)先選用限流接法。RxPa R bSE r 第9頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四2.分壓接法如圖所示Rx電壓調(diào)節(jié)范圍0UxE。開關(guān)閉合前，P應(yīng)在a端。Sa R bE rRxP分壓接法的選用原則：測量時要求電流或電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)時。待測電阻Rx遠大于R，且要求電壓變化范圍較大時。采用限流接法時，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

5、。第10頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四三、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）電流表外接法，如圖所示。誤差分析：VAR待產(chǎn)生誤差的原因：電壓表V分流。適用于測小阻值電阻，即Rx遠小于Rv時。第11頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四（3）電流表內(nèi)接法，如圖所示。誤差分析：產(chǎn)生誤差的原因：電流表A分壓。VAR待適用于測大阻值電阻，即Rx遠大于RA時。第12頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四（4）內(nèi)、外接法的選用原則計算臨界電阻：若RxR0，待測電阻為大電阻，用內(nèi)接法若RxR0，待測電阻為小電阻，用外接

6、法即大電阻，內(nèi)接法；小電阻，外接法?？捎洖椋捍髢?nèi)小外。第13頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四試觸法確定內(nèi)外接法：在不知道RV、RA、RX的大致值時，可用試觸法，如圖所示：VAR待ba觸頭分別接觸a、b兩點：若V變化大，說明A分壓大，應(yīng)用外接法；若A變化大說明V分流大，應(yīng)用內(nèi)接法。第14頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四例1：某同學(xué)欲測一電阻Rx的阻值（約為300）可供選擇的儀器有：電流表A1，量程10mA;電流表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(xué)們按圖接好電路，閉合S1后，把開關(guān)S2撥至a

7、時，發(fā)現(xiàn)兩電表的指針偏轉(zhuǎn)的角度都在滿偏的4/5處；再把開關(guān)S2撥至b時，發(fā)現(xiàn)其中一個電表的指針偏轉(zhuǎn)幾乎不變，另一個電表的指針偏轉(zhuǎn)的角度在滿偏的3/4處；該同學(xué)在實驗中所選電壓表的量程為（ ）所選電流表的量程為（ ）Rx的測量值為（ ）。 ARxVS1S2abR3V10mA320第15頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四2.安安法測電阻若電流表內(nèi)阻已知，則可當作電流表、電壓表及定值電阻來使用.A2A1（1）如右圖所示，當兩電表所能測得的最大電壓接近時，如果已知A1的內(nèi)阻R1，則可測得A2的內(nèi)阻R2=I1R1/I2.A2A1R0（2）如右圖所示，當兩電表的滿偏UA2UA1時，A

8、1串聯(lián)一電阻R1，同樣則可測得R2的內(nèi)阻R2=I1（R1+R0)/I2.第16頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四例2.用以下器材測量一待測電阻的阻值，器材如下：電流表A1（量程250mA，內(nèi)阻r1=5);標準電流表A2（量程300mA，內(nèi)阻r2約為5);待測電阻R1（阻值約為100）；滑動變阻器R2（最大阻值為10）；電源E（電動勢約為10V，內(nèi)阻r約為1）；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）要求方法簡捷，并能測多組數(shù)據(jù)，畫出實驗電路原理圖，并表明代號。（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（ ）第17頁，共45頁，2022年，5月20

9、日，10點9分，星期四答案：（1）原理圖如圖所示.（2）設(shè)兩電流表A1和A2的讀數(shù)為I1、I2，待測電阻R1阻值的計算公式為：A2R1R2SEA1第18頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四（1）如圖所示，當兩電表的滿偏電流接近時，如果已知V1的內(nèi)阻R1，則可測得V2的內(nèi)阻R2=U2R1/U1.3.伏伏法測電阻 若電壓表內(nèi)阻已知，則可當作電流表、電壓表及定值電阻來使用。V2V1（2）如右圖所示，當兩電表的滿偏電流IV2IV1時，V1并聯(lián)一電阻R0，同樣則可測得R2的內(nèi)阻R0V1V2第19頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四例3.用以下器材測量一待測電阻Rx

10、的阻值（9001000）：電源E（電動勢約為9V，有一定內(nèi)阻）；電壓表V1（量程1.5V，內(nèi)阻r1=750);電壓表V2（量程5V，內(nèi)阻r2約為2500);滑動變阻器R（最大阻值為100）；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于量程的1/3，試畫出實驗中測量電阻Rx的異種原理圖。（2）若電壓表V1的讀數(shù)為U1，V2的讀數(shù)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 （2004年全國） 第20頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四答案：（1）原理圖如圖所示.（2）待測電阻RX阻值的計算公式為：V2RxRSEV1第21頁，共45頁，2022年，5月2

11、0日，10點9分，星期四4.電阻箱或定值電阻當電表用（1）電阻箱作電壓表用，如圖所示：可測得電流表A2的內(nèi)阻R2（I1-I2)R/I2圖中電阻箱R可測得電壓為（I1-I2)R（2）電阻箱作電流表用如圖所示，若已知R及RV,則測得干路電流為：A2A1RRRVVI第22頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四5.比較法測電阻如圖所示，測得電阻箱R1的阻值及A1表、A2表的示數(shù)I1、I2，可得Rx=I2R1/I1.若考慮電表內(nèi)阻的影響，則I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2)A2A1UR1Rx第23頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四6.替代法測電阻如圖所示，

12、S接1，調(diào)節(jié)R2，讀出電流表示數(shù)為I；S接2，保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使電流表示數(shù)也為I。由上可得：RX=R1R2RxR1S12該方法的優(yōu)點是消除了電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響缺點是電阻箱內(nèi)阻不可以連續(xù)調(diào)節(jié)。第24頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四7.半偏法測電阻（1）半偏法測電流表內(nèi)阻方法一：如圖所示，測電流表G的內(nèi)阻：將電阻箱R的電阻調(diào)到0；閉合S調(diào)節(jié)R0，使電流表G達到滿偏電流I0；保持R0不變，調(diào)節(jié)R使電流表G示數(shù)為I0/2；由上可得RG=RR0GRS注意：當RGR0時，測量誤差小，此方法適合測大阻值電流表內(nèi)阻，且測量值偏大。第25頁，共45頁，2022年，5月

13、20日，10點9分，星期四方法二：如圖所示測量電流表A的內(nèi)阻斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使A表滿偏為I0;保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使電流表讀數(shù)為I0/2；由上得RA=RRAS1S2R0注意：當R0RA時，測量誤差小，此方法適合測小阻值電流表內(nèi)阻，且測量值偏小。電源電動勢宜大一些。第26頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四（2）半偏法測電壓表內(nèi)阻方法一：如圖所示，測電壓表V的內(nèi)阻：閉合S,將電阻箱R的電阻調(diào)到R1時，測得電壓表示數(shù)為U1；調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R2，使電壓表VD的示數(shù)為U1/2；由上可得RV=R2-2R1VRSE r=0第27頁，共45頁，2022年，5月

14、20日，10點9分，星期四方法二：如圖所示，測電壓表V的內(nèi)阻：將滑動變阻器的畫片P滑到最右端，電阻箱R的阻值調(diào)到最大；閉合S1、S2，調(diào)節(jié)R0，使電壓表示數(shù)指到滿刻度；打開S2，保持R0不變，調(diào)節(jié)R，使電壓表示數(shù)指到滿刻度的一半；由上可得RV=RRVR0S1S2第28頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四8.歐姆表測電阻機械調(diào)零 選檔 歐姆調(diào)零測電阻Rx. 改換檔位 重新歐姆調(diào)零 測電阻注意：待測電阻的讀數(shù)應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍數(shù)，指針應(yīng)指在表盤刻度的1/32/3的部分，否則需換擋，換擋后需重新歐姆調(diào)零。G+RE r紅表筆黑表筆歐姆調(diào)零G+RE r紅表筆黑表筆Rx測電阻第29頁，

15、共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四9.消除電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響例4.伏安法測電阻電路由于電表內(nèi)阻的影響，不論電表內(nèi)接還是外借都存在系統(tǒng)誤差，為消除系統(tǒng)誤差而設(shè)計的補償電路如圖所示，完成下列實驗步驟并寫出待測電阻Rx的表達式。先將S1閉合。 將S2與1閉合，調(diào)節(jié)R，讀出電壓表讀數(shù)U1，安培表讀數(shù)I1根據(jù)上述測量結(jié)果，算出Rx S2S112RRxR0AV第30頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四答案：將S2與2閉合，調(diào)節(jié)R，讀出電壓表讀數(shù)U2，電流表讀數(shù)I2第31頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四四、實物圖連線要求：導(dǎo)線不能有交叉、分

16、支，導(dǎo)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.為了測量一個“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(nèi)阻不計；電流表：00.6A，03A，內(nèi)阻可忽略； 電壓表：03V，015V，內(nèi)阻很大； 滑動變阻器；阻值范圍020，允許最大電流1A； 開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。 實驗時要求加在燈泡兩端的電壓可從0V調(diào)到12V.請在右框中畫出實驗電路圖.第32頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四按畫出的電路圖，在下面圖3的實物圖上連接.第33頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四某位同學(xué)測得小燈泡的伏安特性曲線如圖4所示。

17、某次測量時，電流表指針位置如圖5所示，電流表讀數(shù)為 A，此時小燈泡的實際功率為 W。第34頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四答案：電路圖如右圖所示 電流表選0.6A量程，電壓表選15V量程 。實物圖連接如下圖所示： 0.40 2.4 第35頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四練習(xí)：1.現(xiàn)有器材：電壓表（量程3V，內(nèi)阻約幾千歐），電壓表（量程15V，內(nèi)阻約幾十千歐），定值電阻（3.0kW），滑動變阻器R（01750W），直流電源（約6V，內(nèi)阻不計），開關(guān)、導(dǎo)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

18、示的電壓表內(nèi)阻的表達式為r _式中各直接測得量的意義是：_U1為電壓表V1的示數(shù)，U2為電壓表V2的示數(shù) 第36頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四2.用伏安法測定一個阻值約1k的電阻，要求測量結(jié)果盡量準確（1）下列器材中應(yīng)選用的是（用字母代號表示） A電池組（6V，內(nèi)阻很?。〣電流表（010mA，內(nèi)阻10） C電流表（01mA，內(nèi)阻100）D電壓表（03V，內(nèi)阻5k）E電壓表（06V，內(nèi)阻10k）F滑動變阻器（020，1A）G滑動變阻器（0200，0.3A）H開關(guān)、導(dǎo)線（2）在方框中畫出實驗電路圖。（3）將實物連接成實驗電路。第37頁，共45頁，2022年，5月20日，1

19、0點9分，星期四【答案】（1）ABEFH（2）圖像注意：分壓式和外接法（3）略第38頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四3.在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，采用的儀器有：電源E（電動勢6V，內(nèi)阻不計）；額定電壓4.0V的小燈泡L；電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約2）；電壓表表V（量程5V，內(nèi)阻約15k）；滑動變阻器R（最大阻值15）；開關(guān)S，導(dǎo)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(xù)可調(diào)。I在做實驗時，連成的實物電路圖如下：第39頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四請你指出上述實驗電路圖中的錯誤之處： 請你在虛線方框中畫出實

20、驗所用的正確電路原理圖。 第40頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四如圖所示為某同學(xué)根據(jù)正確的實驗電路圖所測的幾組數(shù)據(jù)畫出的IU圖象。圖象是一條曲線而不是直線的原因是 ；從圖象中可求得小燈泡正常發(fā)光時的電阻是 。第41頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四【答案】I電流表沒有接成外接電路 滑動變阻器沒有接成分壓電路。 見右圖 燈絲電阻隨溫度而改變（燈絲電阻隨I或隨U改變亦可）10（9.5到10.5之間都給分）第42頁，共45頁，2022年，5月20日，10點9分，星期四4使用萬用電表歐姆擋測電阻時：測量前應(yīng)檢查指針是否停在“”刻度線的“”處；每一次換檔位，都要重新進行一次“歐姆調(diào)零”；在外電路，電流是從黑表筆流經(jīng)被測電阻到紅表筆的。測量時，若指針偏轉(zhuǎn)很小(靠近附近)，應(yīng)換倍率較大的檔位再測。以上做法正確的是（