高中物理恒定電流電實(shí)驗(yàn)小結(jié)素材新人教選修

1、電學(xué)試驗(yàn)小結(jié) 一. 學(xué)問(wèn)要點(diǎn)： 1. 電阻的測(cè)量 伏 安法測(cè)電阻： （ 1）電流表內(nèi)接法和外接法的比較 電流表的內(nèi)接 電流表的外接法 電路 誤差緣由 V V 電 A RX A RX 由于電流表的內(nèi)阻分壓, 電壓表 由于電壓表內(nèi)阻的分流作用, 測(cè)量結(jié)果 測(cè)量值偏大； 流表測(cè)量值偏大； RURA Rx Rx RURv / Rx Rx I I 測(cè) 并聯(lián) 測(cè)量值偏大 測(cè) 測(cè)量值偏小 適用條件 Rx RA ,即大電阻 Rx Rv 即小電阻 （ 2）伏安法測(cè)電阻中內(nèi)接法與外接法的選擇 所謂伏安法測(cè)電阻中的內(nèi),外接法是相對(duì)電流表而言；不論內(nèi)接法,仍是外接法, 由于 電表內(nèi)阻的影響,都會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差,但合理

2、選擇接法就可以減小誤差； 2. 滑動(dòng)變阻器的限流接法和分壓接法 （ 1）兩種電路的比較 RL abRL A 限流接法 分壓接法 以上兩種電路都能調(diào)劑負(fù)載的電壓電流,但在相同條件下,它們調(diào)劑的成效不同； （ 2）兩種電路的選擇 在通常情形下（中意安全條件） 先考慮以限流電流為主； 有幾種情形應(yīng)選用分壓接法 ,由于限流電路能耗較小,結(jié)構(gòu)連接簡(jiǎn)潔,因此,優(yōu) a. 要使某部分電路的電壓或電流從零開(kāi)頭連續(xù)調(diào)劑,只有分壓電路才能中意； b. 假如試驗(yàn)所供應(yīng)的電壓表,電流表量程或電阻元件答應(yīng)最大電流較小,接受限流法 時(shí),無(wú)論怎樣調(diào)劑, 電路中實(shí)際電流 （壓）都會(huì)超過(guò)電表量程或電阻元件答應(yīng)的最大電流 （壓）,

3、 為了保證電表和電阻元件免受損壞,必需接受分壓法連接電路； c. 伏安法測(cè)電阻試驗(yàn)中,如所用的變阻器阻值小于待測(cè)電阻阻值,接受限流接法時(shí), 即使變阻器觸頭從一端滑到另一端, 量求平均值或圖象法處理數(shù)據(jù)； 待測(cè)電阻上的電流（壓） 變化也很小,這不利于多次測(cè) 第 1 頁(yè),共 6 頁(yè)為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值時(shí)也能大范疇地調(diào)劑待測(cè)電阻上的電流（壓） , 應(yīng)選擇變阻器的分壓接法； 3. 描畫(huà)小電珠的伏安特性曲線 4. 測(cè)定金屬的電阻率 5. 電壓表和電流表 （ 1）電流表（表頭）改裝成電壓表 原理：利用串聯(lián)電路的分壓作用 分壓電阻的運(yùn)算： 設(shè)電流表滿編電流為 I g ,內(nèi)阻為 Rg ,滿偏電壓

4、為 U ,利用串聯(lián)電阻的分壓作用,可 將電流表串一電阻 R 串 ,使電流表改裝成電壓表； 如電壓表的量程為 U ：就 I g UgUUgRg R 串 分壓電阻： RUUgRg U U g 1 Rg U g 串（ 2）電流表擴(kuò)大量程 原理：利用并聯(lián)電阻的分流作用 分流電阻的運(yùn)算,將電流的量程擴(kuò)大到 I,要并聯(lián)的電阻為 R 并 I g Rg I I g R RI g Rg I I g 并并 （ 3）把電流表改裝成電壓表的試驗(yàn) 要找到電流表的三個(gè)參數(shù), I g, Rg 和 U g 用半偏法測(cè)電流表的內(nèi)阻 把改裝的電壓表跟標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對(duì) G 6. 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 R2 S2 E U 1 I

5、1 r S1 R 1 （ 1）試驗(yàn)原理 Ir 代入測(cè)量數(shù)據(jù) 由閉合電路歐姆定律 E UE U 2 I 2 r 第 2 頁(yè),共 6 頁(yè)得 E I 2U 1 I 1U 2 I 2I 1 rU 2 U 1 I 1 I 2 （ 2）試驗(yàn)電路 A V V 乙 A 甲 甲電路：因 的分流作用, 所測(cè)的電流小于電源的總電流,而引起試驗(yàn)誤差,要 減小誤差,應(yīng)中意 內(nèi)阻 RV r；E 和 r 均偏??； 乙電路：因 的分壓作用, 所測(cè)得電壓值小于電源的路端電壓而引起試驗(yàn)誤差, 要減小誤差,應(yīng)中意電流表內(nèi)阻 RA r,E 精確, r 偏大； （ 3）誤差分析 二 .【典型例題 】 例 1 閉合電路的 U I 圖象；

6、 下圖中 a 為電源的 U I 圖象； b 為外電阻的 U I 圖象；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻 接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示輸出功率； a 的率的確定值表示內(nèi)阻大??； b 的斜率的確定值表示外電阻的大??；當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即 斜 內(nèi),外電阻相等時(shí)圖中矩形面積最大, 一半,電流是最大電流的一半） ； 即輸出功率最大 （可以看出當(dāng)時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的 如以下圖, 圖線 a 是某一蓄電池組的伏安特性曲線, 圖線 b 是一只某種型號(hào)的定值電阻 的伏安特性曲線如已知該蓄電池組的內(nèi)阻為 ,就這只定值電阻的阻值為 ； 現(xiàn)有 4 只這種規(guī)格的定值電阻, 可任意選取其中的如干

7、只進(jìn)行組合, 作為該蓄電池組的外電 路,就所組成的這些外電路中,輸出功率最大時(shí)是 W ； 第 3 頁(yè),共 6 頁(yè)U/V 6；用 3 只這種 20 ba15 10 5oI/A 解： 由圖象可知蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為 20V ,由斜率關(guān)系知外電阻阻值為 電阻并聯(lián)作為外電阻,外電阻等于 2,因此輸出功率最大為 50W ； 例 2 滑動(dòng)變阻器的兩種特別接法； 在電路圖中,滑動(dòng)變阻器有兩種接法要特別引起重視： （ 1）下圖電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭 P 從 a 端滑向 b 端的過(guò)程中,到達(dá)中點(diǎn)位 置時(shí)外電阻最大,總電流最?。凰噪娏鞅?A 的示數(shù)先減小后增大；可以證明： A 1 的示數(shù) 始終減小,而 A

8、2 的示數(shù)始終增大； （ 2）下圖電路中,設(shè)路端電壓 U 不變；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭 P 從 a 端滑向 b 端的 過(guò)程中,總電阻逐步減??；總電流 I 逐步增大； RX 兩端的電壓逐步增大,電流 IX 也逐步增 大（這是試驗(yàn)中常用的分壓電路的原理） ；滑動(dòng)變阻器 r 左半部的電流 I 先減小后增大； 例 3 如圖示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為 ,內(nèi)電阻不計(jì),電容器的電容為 C,電阻 R1 : R2 : R3 3 : 2 : 1 , R4 R3 ,開(kāi)關(guān) S 原先是斷開(kāi)的,現(xiàn)將開(kāi)關(guān) S 閉合,就通過(guò)電阻 R4 的電量為 ； R1 R2 CS R4 R3 U分析與解答： S 斷開(kāi)時(shí), R1 , R2 ,電

9、源構(gòu)成閉合回路； C 與 R2 并聯(lián),共 R2 2； 5R1 R2 且上極板帶正電, S 閉合時(shí), R1 串 R2 后與 R3 并,跟電源構(gòu)成閉合回路； C, R1 并聯(lián), U R1 3,上極板帶負(fù)電； R1 R2 5 流過(guò) R4 的電量為 Q U U C C 例 4 如圖示, a,b 兩端的電壓 U 恒定,如 c, d 間接電壓表,就示數(shù)為 60V ,如 c, d 間 接電流表,就示數(shù)為 ,如 c, d 間接電阻 R3 ,就三個(gè)電阻上消耗的電功率相等,求電 阻 R1 , R2 , R3 的值和電壓 U？ aCR2 R1 db分析與解答： cd 間接電壓表有： R2 U 60 R1 R2 Uc

10、d 間接電流表, R2 被短路有 3R1 2Ucd 間接電阻 R3 P1 P2 P3 由 P 得 R2 R3 R由 P I 2 R, I 1 2 I 得 R 2 4 R 可得 R1 25 R2 100 R3 100 U 75V 例 5 如以下圖電路,電源電動(dòng)勢(shì) 18V ,內(nèi)電阻 r 1,兩平行金屬板水平位置,相 距 d 2cm,當(dāng)變阻器 R2 的滑片 P 恰好移到中點(diǎn)時(shí),一帶電量 q 110 C 的液滴剛好 7靜止在電容器兩板的正中心,此時(shí)電流表的讀數(shù)為 2A,已知定值電阻 R1 2,求： （ 1）滑動(dòng)變阻器 R2 阻值的最大值； （ 2）帶電液滴的質(zhì)量； （ 3）當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片 動(dòng)能多大？ P 快速移到 C 點(diǎn)后,液滴將如何運(yùn)動(dòng)？到達(dá)金屬板時(shí)的 第 5 頁(yè),共 6 頁(yè)A rP R1 qA R2 B C分析與解答： （ 1） U AB Ir 16 V RUAB 16 8 10 5 kg I 2外 R 外 R 1R2m R 2 m 2 R 外 R 12 2（ 2）液滴靜止在極板中心