44-(小專題)電學(xué)中儀器的使用及基本電路的選擇

1、教師姓名學(xué)生姓名 填寫時(shí)間 學(xué)科 物理年級 上課時(shí)間 課時(shí)計(jì)劃2h 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容個(gè)性化學(xué)習(xí)問題解決教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)過程第3課時(shí)(小專題)電學(xué)中儀器的使用及基本電路的選擇突破一電流表、電壓表的讀數(shù)及使用1兩種電表的電路結(jié)構(gòu)及讀數(shù)方法電流表電壓表符號參數(shù)量程：00.6 A,03 A內(nèi)阻：小于1 量程：03 V,015 V內(nèi)阻：3 k，15 k電路結(jié)構(gòu)讀數(shù)方法視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3 A量程估讀到最小分度的1/10，0.6 A量程的估讀到最小分度的1/2視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3 V量程估讀到最小分度的1/10,15 V量程的估讀到最小分度的1/52.兩種電表的使用技

2、巧(1)機(jī)械零點(diǎn)的調(diào)整：在不通電時(shí)，指針應(yīng)指在零刻線的位置。(2)選擇適當(dāng)量程：估算電路中的電流或電壓，指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上。若無法估算電路中的電流和電壓，則應(yīng)先選用較大的量程，再逐步減小量程。(3)正確接入電路：電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電路中，兩種表都應(yīng)使電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出。(4)正確讀數(shù)：根據(jù)所選量程的準(zhǔn)確度，正確讀出有效數(shù)字和單位。(5)注意內(nèi)阻：電流表和電壓表一方面作為儀器使用，同時(shí)又是被測電路中的一個(gè)電阻，實(shí)驗(yàn)中沒有特別要求時(shí)，一般不考慮它們的內(nèi)阻對電路的影響，但有些測量中，不能忽視它們的內(nèi)阻對被測電路的影響，如伏安法測電阻等?！镜淅?】分別讀出下表中

3、的電壓表和電流表的示數(shù)，并填在表格中。電表所選量程測量值03 V015 V03 A00.6 A解析表中03 V的電壓表和03 A的電流表讀數(shù)方法相同，精確度是0.1 V或0.1 A，看清楚指針的實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位。對于015 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1 V。對于00.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A。答案2.14 V10.7 V0.80 A0.16 A【變式訓(xùn)練】1圖1甲是學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的兩個(gè)量程的電流表刻度盤，當(dāng)用“”和“0.6”兩接

4、線柱時(shí)，能測量的最大電流是_A，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_A。當(dāng)使用電流表“”和“3”兩個(gè)接線柱時(shí)，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_A。圖1圖乙為學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的有兩個(gè)量程的電壓表刻度盤，當(dāng)使用較小量程時(shí)，測量電壓最大值不得超過_V，每小格表示_V；圖中指針示數(shù)為_V。若使用的是較大量程時(shí)，則表盤刻度每小格表示_V；圖中指針示數(shù)為_V。答案0.60.020.480.12.403.00.11.700.58.5突破二測量電路的接法及選擇1電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV電阻測量值R測R

5、xRARx，測量值大于真實(shí)值R測Rx，測量值小于真實(shí)值適用條件RARxRVRx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測量，測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小)2.兩種電路的選擇(1)阻值比較法先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表的內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。(2)臨界值計(jì)算法>時(shí)，用電流表外接法。>時(shí)，用電流表內(nèi)接法。(3)試觸法若不知Rx的大概阻值，可采用“試觸法”，將電路如圖2所示連接，空出電壓表的一個(gè)接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下。圖2若電流表“相對變化”明顯，說明電壓表分流作用較大，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法；若電壓表

6、“相對變化”明顯，說明電流表分壓作用較大，應(yīng)采用電流表外接法?！镜淅?】(2014·新課標(biāo)全國卷，22)，在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測電阻Rx約為200 ，電壓表的內(nèi)阻約為2 k，電流表的內(nèi)阻約為10 ，測量電路中電流表的連接方式如圖3(a)或(b)所示，結(jié)果由公式Rx計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實(shí)值，且測量值Rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值，測量值Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值。圖3解析由于10，而20，可見>，

7、應(yīng)采用題圖(a)電路測量更準(zhǔn)確，即Rx1更接近待測電阻的真實(shí)值；由于Rx1，其中R真，而U>UR，IIR，則Rx1>R真，即測量值Rx1大于真實(shí)值；又由于Rx2，R真，其中UUR，I>IR，則Rx2<R真，即測量值Rx2小于真實(shí)值。答案Rx1大于小于【變式訓(xùn)練】2在用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20 k，電流表的內(nèi)阻約為10 ，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上，如圖4所示。(1)根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出IU圖線，由此求得該電阻的阻值Rx_(保留兩位有效數(shù)字)。(2)在虛線框內(nèi)畫出“伏安法”測量該電阻的部分電路圖。

8、圖4解析(1)圖線如圖所示Rx2.4×103 (2.3×1032.5×103 )(2)因滿足>，故采用電流表內(nèi)接法。答案見解析突破三滑動(dòng)變阻器兩種接法的選擇1滑動(dòng)變阻器兩種接法的比較限流接法分壓接法對比說明電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍UE0UE分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍I0I分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為保護(hù)電路元件2.兩種接法的選擇(1)選擇不同接法的原則(2)下列情況下滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法題設(shè)條件中所提供的電表量程或電阻的最大允許電流不夠。題設(shè)條件中的滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻

9、的阻值。題設(shè)要求回路中某部分電路兩端的電壓從零開始連續(xù)變化?！镜淅?】為了測量某待測電阻Rx的阻值(約為30 )，有以下一些器材可供選擇。電流表A1(量程050 mA，內(nèi)阻約10 )；電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻約0.12 )；電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻很大)；電壓表V2(量程015 V，內(nèi)阻很大)；電源E(電動(dòng)勢約為3 V，內(nèi)阻約為0.2 )；定值電阻R(20 ，允許最大電流1.0 A)；滑動(dòng)變阻器R1(010 ，允許最大電流2.0 A)；滑動(dòng)變阻器R2(01 k，允許最大電流0.5 A)；單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。(1)電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_。(填字母代號)

10、(2)請?jiān)谙旅娴奶摼€框內(nèi)畫出測量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖。(要求所測量范圍盡可能大)(3)某次測量中，電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)為I，則計(jì)算待測電阻阻值的表達(dá)式為Rx_。解析(1)首先選取唯一性器材：電源E(電動(dòng)勢約為3 V，內(nèi)阻約為0.2 )，定值電阻R(20 允許最大電流1.0 A)，單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線。電源電動(dòng)勢約為3 V，所以電壓表選擇V1(量程03 V，內(nèi)阻很大)；待測電阻Rx的阻值約為30 ，流過Rx的最大電流為0.1 A100 mA，如果電流表選擇A2(量程03 A，內(nèi)阻約0.12 )，指針偏轉(zhuǎn)很小，測量不準(zhǔn)確，所以只能選擇A1(量程050 mA，內(nèi)阻約10 )；滑動(dòng)變阻器R2的

11、全值電阻太大，操作不便，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1(010 ，允許最大電流2.0 A)。(2)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求所測量范圍盡可能大，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；因?yàn)榇郎y電阻Rx的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表采用外接法；為了使流過電流表的電流不超過其最大量程，即50 mA，應(yīng)給待測電阻串聯(lián)一個(gè)定值電阻R，起保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示。(3)根據(jù)歐姆定律可得RxR。答案(1)A1V1R1(2)見解析圖(3)R【變式訓(xùn)練】3一只小燈泡，標(biāo)有“3 V,0.6 W”字樣，現(xiàn)用下面給出的器材測量該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。電源電動(dòng)勢為12 V，內(nèi)阻為1 ；最大阻值為5 的滑動(dòng)變阻器；電流表的內(nèi)阻為1 ；電壓表

12、的內(nèi)阻為10 k；開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。(1)在設(shè)計(jì)電路的過程中，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用_(選填“內(nèi)接”或“外接”)法?；瑒?dòng)變阻器應(yīng)采用_(選填“分壓式”或“限流式”)接法。(2)在下面的虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖(盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差)。解析因小燈泡正常工作時(shí)的電阻約為Rx15 ，而電流表、電壓表的內(nèi)阻分別為1 和10 k，滿足RVRx，電流表應(yīng)外接；實(shí)驗(yàn)中因小燈泡兩端電壓只需3 V，而電源電動(dòng)勢為12 V，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法。答案(1)外接分壓式(2)如圖所示1如圖5甲所示為某次測量時(shí)電壓表的刻度盤的情形，若當(dāng)時(shí)使用的是該表的03 V量程，那么電壓表讀數(shù)為_V，若當(dāng)

13、時(shí)使用的是該表的015 V量程，那么電壓表讀數(shù)應(yīng)為_V；如圖乙所示的電阻箱的讀數(shù)為_。圖5解析03 V量程最小刻度是0.1 V，要向下估讀一位，讀1.15 V(由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.141.16 V都算正確)。015 V量程最小刻度為0.5 V，只要求讀到0.1 V這一位，所以讀5.7 V(5.65.8 V都算正確)。圖乙中的電阻箱有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率，將每個(gè)旋鈕上指針?biāo)傅臄?shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到電阻箱的讀數(shù)為84 580.2 。答案1.15(1.141.16均可)5.7(5.65.8均可)84 580.22(1)圖6所示

14、的電流表使用0.6 A量程時(shí)，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)是_A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_A。圖7所示的電表使用較小量程時(shí)，每小格表示_V，圖中指針的示數(shù)為_V。若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格表示_ V，圖中表針指示的是_V。圖6圖7(2)旋鈕式電阻箱如圖8所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為_。今欲將接入電路的電阻改為2 087 ，最簡單的操作方法是_。若用兩個(gè)這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為_。圖8解析(1)電流表使用0.6 A量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02 A，指針的示數(shù)為0.44 A；當(dāng)換用3

15、 A量程時(shí)，每一小格為0.1 A，指針示數(shù)為2.20 A。電壓表使用3 V量程時(shí)，每小格表示0.1 V，指針示數(shù)為1.40 V；使用15 V量程時(shí)，每小格為0.5 V，指針示數(shù)為7.0 V。(2)電阻為1 987 。最簡單的操作方法是將“×1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0。每個(gè)電阻箱的最大阻值是9 999 ，用這樣兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻2×9 999 19 998 。故兩個(gè)這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為019 998 。答案(1)0.020.440.12.200.11.400.57.0(2)1 987將“×1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0019 998 32014·廣東卷，34(1)某同學(xué)設(shè)計(jì)的可調(diào)電源電路如圖9(a)所示，R0為保護(hù)電阻，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，閉合電鍵S。用電壓表測量A、B兩端的電壓：將電壓表調(diào)零，選擇03 V擋，示數(shù)如圖(b)，電壓值為_V。在接