高考物理電學實驗復習.ppt

電學實驗中儀表的選擇 電學實驗的原則 安全 可行 準確 安全性原則 要能夠根據(jù)實驗要求和客觀條件選擇儀器 要注意測量儀器的量程 電阻類器件的電流不能超最大允許電流準確性原則 選用精度合適的測量工具 在安全的情況下 選小量程的精確度好 對于電壓 電流表等一般要求實際讀數(shù)不小于量程的1 3 對于用歐姆表測電阻指針一般要求在中央刻度附近可操作性原則 實驗時需考慮調(diào)節(jié)方便 如滑動變阻器的選擇既要考慮它的額定電流 還要考慮阻值大小在實驗操作的方便 例1有一電阻R 其阻值大約在40至50之間 需進一步測定其阻值 現(xiàn)有下列器材 電池組 電動勢為9V 內(nèi)阻忽略不計 電壓表 量程為0至10 內(nèi)阻20 電流表 量程為0至50 內(nèi)阻約20 電流表 量程為0至300m 內(nèi)阻約4 滑動變阻器 阻值范圍為0至100 額定電流1A 滑動變阻器 阻值范圍為0至1700 額定電流0 開關 及導線若干 實驗電路圖如圖 所示 實驗中要求多測幾組電流 電壓值 在實驗中應選電流表和滑動變阻器 分析與解首先估算電路中可能達到的最大電流值 假設選電流表 則超過了的量程 及假設選電流表 則未超出的量程 故應選電流表 這一選擇遵循了安全性原則 對滑動變阻器的選擇 假沒選R1 電路中的最小電流約為 故電路中的電流強度范圍為0 06A 0 18A 又假設選A2 電路中的最小電流約為 故電路中的電流強度范圍為0 005A 0 18A 因為電流表A2的量程為0 3 電流強度為0 06 時 僅為電流表A2 量程的1 5 如果移動滑動變阻器阻值再增大 其電流表的示數(shù)將更小 讀數(shù)誤差會更大 因此對于R2而言 有效的調(diào)節(jié)長度太小 將導致電流強度值隨滑動片位置的變化太敏感 調(diào)節(jié)不方便 故應選滑動變阻器R1 這一選擇就遵循了方便性原則 二 選擇內(nèi)容 滑動變阻器的選擇 一 量程的選擇 在滿足實驗要求的條件下 要選用阻值比較小的變阻器 因為阻值越小 電阻的變化越平緩 不致使測量電路中的電流或電壓變化非常突然 調(diào)節(jié)方便 二 在電路中連接方式的選擇 滑動變阻器在電路中的連接方式包括分壓和限流 1 限流連接方式1 一般情況或者沒有特別說明的情況下 由于限流電路能耗較小 結(jié)構(gòu)連接簡單 應優(yōu)先考慮限流連接方式2 R變 RX或R變 RX 要選用限流連接方式3 閉合開關S前P在b端 分壓連接方式1 R變 RX2 要求測量電路的電壓從零開始或要求測多組數(shù)據(jù) 3 實驗所提供的電壓表 電流表的量程或電阻元件允許最大電流較小 采用限流接法時 無論怎樣調(diào)節(jié) 電路中的實際電流均超過所允許的最大電流 在這種情況下 必須采用限流接法 4 閉合開關S前P在a端 電壓表和電流表的選擇 一 量程的選擇 1 如果題目中給出被測用電器的額定功率 即隱含給出被測用電器的額定電壓和額定電流 這種情況要從保護被測用電器的角度出發(fā) 用電流表或電壓表的示數(shù)來控制用電器中的電流或其兩端的電壓 2 如果題目中沒有給出被測用電器的額定功率 則要從保護電流表和電壓表的角度出發(fā) 要求測量的電流或電壓的最大值不能超過電流表或電壓表的量程 3 在電流表和電壓表的量程大于測量值的前提條件下 量程越接近測量值越好 二 電流表內(nèi)接和外接的選擇 電流表內(nèi)接方式 大內(nèi)高 1 X RA2 X 電流表外接方式1 X RV2 X 3 如果 X RA RV的大小事先未知 可用試觸法確定電流表的內(nèi)外接法 如圖 三 選擇順序 先選電壓表 電流表 滑動變阻器的量程 然后確定電流表的內(nèi)外接法 再選擇控制電路并畫出實驗電路圖 例2有一小燈泡上標有 6V0 6 的字樣 現(xiàn)在要用伏安法測量這個燈泡的圖線 已知所用器材有 是電流表 0 0 3 內(nèi)阻1 電壓表 0 15 內(nèi)阻20k 滑動變阻器 0 30 2 學生電源 直流9 開關一只 導線若干 為使實驗誤差盡量減小 畫出合理的實驗電路圖 分析與解因為電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡的最大阻值60 因此選擇電流表外接法 電路如圖 所示 例 用伏安法測量阻值約為幾十歐的線圈的電阻 己知所用電流表的量程為 0 0 6 內(nèi)阻0 125 電壓表的量程為 0 15 內(nèi)阻為15k 蓄電池組電壓為12 問應采用哪一種連接電路 分析與解 因為 而題目給出的被測電阻阻值約為幾十歐 可能大于43歐 也可能小于43歐 因此內(nèi)接法 外接法兩種電路均可采用 例 用伏安法測量某電阻凡阻值 現(xiàn)有實驗器材如下 侍測電阻 阻值大約為5 額定功率為1 電流表 量程 內(nèi)阻0 2 電流表 量程0 3A 內(nèi)阻0 05 電壓表 量程0 3V 隊阻3k 電壓表 量程0 15V 內(nèi)阻15k 滑動變阻器 0 50 蓄電池 電動勢為6V 開關 導線 為了較準確測量阻值 保證器材的安全 以及操作方便 電流表 電壓表應選擇 并畫出實驗電路圖 分析與解1確定電壓表 電流表 2 確定電流表內(nèi)外接法 3 確定控制電路 因滑動變阻器的全值大于被測電阻值 故首先考慮滑動變阻器的限流接法 四 典型題1 有一電阻RX 其阻值約100 額定功率為0 25W 要用伏安法較準確地測量它的阻值 實驗器材有 安培表A1 量程為50mA RA1 100 安培表A2 量程為1A RA2 20 電壓表V1 量程為5V RV1 10k 電壓表V2 量程為15V Rv2 30k變阻器R變1 變阻范圍0 20 2A 變阻器R變2 變阻范圍0 1000 0 5A 9V電源 電鍵 導線 1 實驗中應選用的電流表 電壓表 變阻器分別是 2 畫出所用實驗電路 解析 1 允許通過電阻中電流可能的最大值為 因為P I2RI2 A 50mA因為電阻可能為200 所以通過被測電阻的電流的最大值可能是35mA 應用電流表的示數(shù)來控制通過電阻的電流 因此 電流表應選A1 因為P U2 RU1 V 5V 因為電阻可能為100 所以允許加在電阻兩端的電壓的最大值可能是5V 應用電壓表的示數(shù)來控制加在電阻兩端的電壓 因此電壓表應選V1 因為R變150mA 所以應選變阻器R變1 因為R變1RX RA1 1 2 所以應選用外接電路2 實驗所用電路如圖所示 2 要比較準確地測一個電阻RX 阻值在50 60之間 實驗室提供的器材如下 電池組E 12V r 0 5 電壓表V 0 10V 電流表A1 0 50mA RA1 20 電流表A2 0 300mA RA2 0 01 滑動變阻器R1 0 100 1A 滑動變阻器R2 0 17