恒定電流第2講電學(xué)實驗準(zhǔn)備知識

第2講電學(xué)實驗的準(zhǔn)備知識一、電流表、電壓表的使用和讀數(shù)串+-百分并高低1．滑動變阻器示意圖2．滑動變阻器的使用A．作限流用時，把滑動變阻器串聯(lián)在被限電流的電路中，可以接同一端的兩個接線柱

或

，也可以接對角線上的兩接線柱

或

，開始時，應(yīng)使接入的電阻

．B．作分壓用時，先把電阻絲串上電鍵，接到電源兩極上，再在電阻絲的一端與滑鍵之間接上用電器．開始時，應(yīng)使用電器上的電壓為____．A、CB、DA、DB、C最大0二、滑動變阻器的使用(控制電路的選擇)哪種是分壓接法哪種是限流接法控制電路(供電電路)

滑動變阻器接法電路圖滑片初始位置供電范圍接法選擇口訣如圖最左端阻值最大處如圖最左端R與測并=0RU/(R+R0)~U0~U節(jié)能①多測幾組②測量電路從0V起③限流必超量程以大控小，一般R滑是Rx的3~5倍以小控大限流接法分壓接法三、測量電路電流表接法電路圖誤差來源誤差分析接法選擇口訣電流表分壓電壓表分流U測=Ux+UAR測=Rx+RA>RxRx>>RA內(nèi)大大(大內(nèi)高手)外小小I測=Ix+IVR測=Rx并RV<RxRx<<RV實際法1:判別法，法2:點觸法內(nèi)接法外接法試觸法②選用滑動變阻器時，先要確保電路中電流不超過變阻器允許通過的最大電流．若用“限流式”一般選阻值適當(dāng)大一點的，但不是越大越好．因阻值太大時，在實驗中，可能只用到其阻值較小的一部分，滑動觸頭只能在很短的距離內(nèi)移動，使用起來很不方便．一般是選變阻器總阻值與用電器的阻值比較接近的．若用“分壓式”，應(yīng)選擇總阻值適當(dāng)小一些的滑動變阻器，這樣可使分出的電壓大致上隨滑動觸頭移動距離成正比例改變，調(diào)節(jié)起來比較方便．2．選用器材的一般步驟：a．先找出實驗中必須應(yīng)用的器材b．畫出實驗電路圖c．估算待測電路中I和U的最大值．d．考慮能否使電表指針在半偏以上．e．選擇合適量程的電壓表、電流表，合適的滑動變阻器和電源．題型1：實際電表對電路的影響例1如圖甲所示，電壓表V1、V2串聯(lián)接入電路中時，示數(shù)分別為6V和4V，當(dāng)只有電壓表V2接入電路中時，如圖乙所示，示數(shù)為9V，電源的電動勢為(

)A．9.8VB．10VC．10.8VD．11.2V【思路點撥】實際的電壓表是有一定的內(nèi)阻的，其電壓讀數(shù)跟其內(nèi)阻的比值即為通過電壓表的電流，再運用閉合電路路端電壓公式U＝E－Ir即可求解．【答案】C【答案】C例3某同學(xué)若采用伏安法測量某待測電阻(約10Ω)，其能夠使用的器材如下：電源(電動勢約6V)、電壓表(量程3V，內(nèi)阻約5kΩ)、電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω)、滑動變阻器(0～10Ω)、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干．他采用了如圖所示的實驗電路圖，他的實驗是否可行？若不可行，請你設(shè)計一個更好的實驗電路圖．題型2：控制電路的選取測量電路的選取必用分壓①多測幾組②測量電路從0V起③限流必超量程③限流必超量程【思路點撥】計算限流接法的最小調(diào)節(jié)電壓，電壓表的量程是否夠用．察和操作．③若采用限流接法，電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過RL的額定值時，只能采用分壓接法．2．下列情況可選用限流式接法①測量時電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法．②電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時，采用限流式接法．③沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法．3．本章兩個有關(guān)伏安法測電阻的實驗中控制電路的選取(1)實驗《測定金屬絲的電阻率》中采用滑動變阻器的限流式接法；(2)實驗《描繪小燈泡的伏安特性曲線》中由于電壓要從零開始調(diào)節(jié)測多組數(shù)據(jù)，故采用滑動變阻器的分壓式接法．IgRg

并聯(lián)

串聯(lián)

(n－1)Rg

題型3：把靈敏電流表(表頭)改裝成電流表或改裝成電壓表改裝后的電流表內(nèi)阻RA＝

．改裝后的電壓表內(nèi)阻RV＝

．nRgBC

【解析】Um＝IgRg(1＋n)，B對．1．一電壓表由表頭G與電阻R串聯(lián)而成，如圖所示．若在使用中發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)總比準(zhǔn)確值稍小一些，采用下列哪些措施能加以改進()A．在R上串聯(lián)一個比R小得多的電阻B．在R上串聯(lián)一個比R大得多的電阻C．在R上并聯(lián)一個比R小得多的電阻D．在R上并聯(lián)一個比R大得多的電阻D題型3：把靈敏電流表(表頭)改裝成電流表或改裝成電壓表基于原理1校準(zhǔn)原理【解析】電壓表讀數(shù)偏小，說明流過表頭的電流偏小，如果還串上一個電阻，則流過表頭的電流會更小，A、B均錯，如果并聯(lián)一個比R小得多的電阻，總電阻會變得很小，流過表頭的電流會變得很大，使電壓表讀數(shù)偏大很多，C錯．只有并聯(lián)一個比R大得多的電阻，才會使總電阻比原來小，流過表頭的電流比原來稍大，D對．*2.兩個電壓表V1和V2是完全相同的兩個電流表改裝的，V1量程是5V，V2量程是15V，我們把V1和V2串聯(lián)起來用，以下敘述正確的是()A．V1、V2的讀數(shù)相同B．V1、V2指針偏轉(zhuǎn)角度相等C．V1、V2讀數(shù)不同，指針偏轉(zhuǎn)角也不同D．V1、V2讀數(shù)之比等于兩電壓表內(nèi)阻之比BD【解析】串聯(lián)后，流過兩表頭的電流相等，指針偏轉(zhuǎn)角度相等，由于量程不同，讀數(shù)不相等，A錯，B對，C錯．因為流過兩電壓表的電流相等，所以D對．題型3：把靈敏電流表(表頭)改裝成電流表或改裝成電壓表基于原理2內(nèi)部結(jié)構(gòu)7．用兩個相同的小量程電流表，分別改裝成了兩個量程不同的大量程電流表A1、A2，若把A1、A2分別采用串聯(lián)和并聯(lián)的方式接入電路，如圖所示，則閉合開關(guān)后，下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說法正確的是()BA．圖(a)中的A1、A2的示數(shù)相同B．圖(a)中的A1、A2的指針偏角相同C．圖(b)中的A1、A2的示數(shù)和偏角都不同D．圖(b)中的A1、A2的指針偏角相同題型3：把靈敏電流表(表頭)改裝成電流表或改裝成電壓表基于原理2內(nèi)部結(jié)構(gòu)【解析】圖a中，兩表頭并聯(lián)，流過兩表頭的電流相等，指針偏角相同，但由于兩電流表量程不相同，故示數(shù)不相同．A錯，B對．圖b中，兩電流表串聯(lián)，流過兩電流表的電流相等，示數(shù)相同，但兩表頭的電壓不相等，流過兩表頭的電流不相等，指針偏角不相同，C、D都錯．1．原理：依

制成，用來粗略測量

．2．電路圖：閉合電路的歐姆定律電阻特別提醒：黑表筆插“－”插孔，連接表內(nèi)電源的“＋”極．1、歐姆表題型4：靈敏電流計改裝成歐姆表問：電流流向3．刻度的原理：①紅、黑表筆

、

，使?滿偏此時接在兩表筆間的電阻為0，在電流Ig刻度處刻上電阻值“0”Ω，如圖甲(Ig＝

)②紅、黑表筆

，?中無電流，此時，接在兩表筆間的電阻為∞，在?電流刻度“0”處，刻上電阻值“∞”，如圖乙③在紅、黑表筆間接入電阻Rx，?指示電流Ix(Ix＝

)，在電流刻度“Ix”處，刻上電阻值“Rx”，如圖丙．短接調(diào)節(jié)R斷開中值電阻

等于

不均勻

稀

密

中央刻線的附近

4．使用步驟及注意事項①先看指針是否指在表盤左側(cè)電流的

(電阻∞)，若有偏差，要進行機械調(diào)零(即用螺絲刀調(diào)節(jié)定位螺旋)②選擋位(依估計的電阻大小選擇×1、×10、×100、×1k)幾個擋位中的一個)③歐姆調(diào)零(兩表筆

，調(diào)節(jié)

，使指針指在表盤右側(cè)滿偏電流Ig的刻度線)(電阻的零刻度線)處．零刻度線短接調(diào)零旋紐大倍率

小倍率

擋位倍率

斷開

金屬部分

選擇開關(guān)

④兩表筆與被測電阻接觸，依指針偏轉(zhuǎn)情況，確定要不要換擋．(偏轉(zhuǎn)角度過小時，要換用

的擋位；偏轉(zhuǎn)角度過大時，要換用

的擋位)，換擋后，要重新進行歐姆調(diào)零．⑤讀數(shù)，示數(shù)只要讀取兩位有效數(shù)字，被測電阻值等于示數(shù)乘以

．注意事項：①測電阻時，要把被測電阻與別的元件

，手不要接觸表筆的

．②使用完畢，要把

調(diào)至“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用時，要取出表內(nèi)的電池．1．一多用電表的電阻擋有三個倍率，分別是×1、×10、×100，用×10擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進行測量，應(yīng)換到

．如果換擋后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù)，那么缺少的步驟是

，若補上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖所示，則該電阻的阻值是

．×100Ω調(diào)零2.2kΩ題型4：多用電表題型5：多用電表的讀數(shù)1．如圖所示是歐姆表的工作原理圖．①若表頭的滿偏電流Ig＝500μA.電池電動勢E＝1.5V，把與電流刻度值相對應(yīng)的歐姆表電阻值填在表格中.電流刻度050μA100μA200μA250μA300μA400μA500μA電阻刻度∞27kΩ12kΩ4.5kΩ3kΩ2kΩ0.75kΩ03kΩ3kΩ1．讀出下列電表的示數(shù).接0～3V量程時讀數(shù)為

V.接0～15V量程時，讀數(shù)為10.7V

接0～0.6A量程時讀數(shù)

A.接0～3A量程時，讀數(shù)為0．80A

2.13～2.170.162.有一待測電阻R，其阻值在1000～1100Ω之間，實驗室準(zhǔn)備用來測量該電阻值的實驗器材有：電壓表V(量程0～15V，內(nèi)電阻約20kΩ)電流表A1(量程0～10mA，內(nèi)電阻約20Ω)電流表A2(量程0～300mA，內(nèi)電阻約40Ω)滑動變阻器R1(最大阻值為20Ω，額定電流為1A)滑動變阻器R2(最大阻值為300Ω，額定電流為0.1A)直流電源E(電動勢為9V、內(nèi)電阻約為0.5Ω)開關(guān)及導(dǎo)線若干實驗要求電表讀數(shù)從零開始變化，并能多測幾組電流、電壓值，以便畫出電流－電壓的關(guān)系圖線，為了實驗?zāi)苷＿M行，減少測量誤差，還要求滑動變阻器便于調(diào)節(jié)，則(1)電流表應(yīng)選用____(填實驗器材的代號)．(2)滑動變阻器應(yīng)選用____(填實驗器材的代號)．(3)甲、乙、丙、丁四個電路圖中符合要求的電路圖是____圖．A1R1丙3．某同學(xué)用伏安法測一個未知電阻的阻值，他先將電壓表接在a點，讀得兩表示數(shù)分別為U1＝3.0V，I1＝3.0mA，然后將電壓表改接在b點，讀得兩表示數(shù)分別為U2＝2.9V，I2＝4.0mA，如圖所示，由此可知電壓表應(yīng)接到____點誤差較小，測得R值應(yīng)為

Ω.a1000【鞏固基礎(chǔ)】1．用伏安法測電阻，可采用下圖所示的甲乙兩種接法．如所用電壓表內(nèi)阻為5000Ω，電流表內(nèi)阻為0.5Ω.(1)當(dāng)測量100Ω左右的電阻時，宜采用____電路．(2)現(xiàn)采用乙電路測量某電阻的阻值時，兩電表的讀數(shù)分別為10V、0.5A，則此電阻的測量值為____Ω，真實值為

Ω.甲2020.082．如圖所示為伏安法測電阻的一種常用電路．以下分析正確的是()A．此接法的測量值大于真實值B．此接法的測量值小于真實值C．此接法要求待測電阻值小于電流表內(nèi)阻D．開始實驗時滑動變阻器動頭P應(yīng)處在最左端A3．用伏安法測金屬電阻Rx(約為5Ω)的值，已知電流表內(nèi)阻為1Ω，量程為0.6A，電壓表內(nèi)阻為幾千歐，量程為3V，電源電動勢為9V，滑動變阻器的阻值為0～6Ω，額定電流為5A，試畫出測量Rx的原理圖．【提升能力】4．測一個阻值約為25kΩ的電阻，備有下列器材：A．電流表(量程100μA，內(nèi)阻2kΩ)B．電流表(量程500μA，內(nèi)阻300Ω)C．電壓表(量程10V，內(nèi)阻100kΩ)D．電壓表(量程50V，內(nèi)阻500kΩ)E．直流穩(wěn)壓電源(電動勢15V，允許最大電流1A)F．滑動變阻器(最大電阻1kΩ，額定功率1W)G．電鍵、導(dǎo)線若干(1)電流表應(yīng)選

，電壓表應(yīng)選

.(2)畫出測量Rx的量程圖．BC電流表內(nèi)接，分壓式如圖所示5．一直流電壓表，量程為1V，內(nèi)阻為1000Ω，現(xiàn)將一阻值大約為5000～7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián)，以擴大電壓表的量程．為求得擴大后量程的準(zhǔn)確值，再給定一直流電源(電動勢E約為6～7V，內(nèi)阻可忽略不計)，一阻值R2＝2000Ω的固定電阻，兩個單刀開關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線．(1)為達到上述目的，把下圖連成一個完整的實驗電路圖．答案如下圖(2)連線完成以后，當(dāng)S1與S2均閉合時，電壓表的示數(shù)為0.90V；當(dāng)S1閉合，S2斷開時，電壓表的示數(shù)為0.70V，由此可以計算出改裝后電壓表的量程為

V，電源電動勢為

V.76.36．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了圖所示的電路，用來研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系．圖中E為直流電源，K為開關(guān)，K1為單刀雙擲開關(guān)，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動變阻器，Rx為待測稀鹽水溶液液柱．(1)實驗時，閉合K之前將R的滑片P置于

(填

“C”或“D”)端；當(dāng)用電流表外接法測量Rx的阻值時，K1應(yīng)置于位置

(填“1”或“2”)．(2)在一定條件下，用電流表內(nèi)、外接法得到Rx的電阻率隨濃度變化的兩條曲線如圖4所示(不計由于通電導(dǎo)致的化學(xué)變化)．實驗中Rx的通電面積為20cm2，長度為20cm，用內(nèi)接法測量Rx的阻值是3500Ω，則其電阻率為

Ω·m，由圖中對應(yīng)曲線

(填“1”或“2”)可得此時溶液濃度約為

%(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．D13510.0127．如圖所示是有兩個量程的電流表，當(dāng)使用a、b兩個端點時，量程為1A，當(dāng)使用a、c兩個端點時，量程為0.1A，已知表頭的內(nèi)阻Rg為200Ω，滿偏電流Ig為2mA，求電阻R1、R2的值．【解析】當(dāng)使用a、b兩個端點時，有Ig(Rg＋R2)＝(I1－Ig)R1，其中I1＝1A當(dāng)使用a、c兩個端點時，有IgRg＝(I2－Ig)(R1＋R2)，其中I2＝0.1A代入數(shù)據(jù)整理解得R1＝0.4Ω，R2＝3.6Ω.8．為了測定電流表A1的內(nèi)阻，采用如右圖所示的電路．其中：A1是待測電流表，量程為300μA，內(nèi)阻約為100Ω；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200μA；R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9Ω；R2是滑動變阻器；R3是保護電阻；E是電池組，電動勢為4V，內(nèi)阻不計；S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān)．【再上臺階】(1)根據(jù)電路圖甲所示，請在圖乙中畫出連線，將器材連接成實驗電路．答案如下圖(2)連接好電路，將開關(guān)S2扳到接點a處，接通開關(guān)S1；調(diào)整滑動變阻器R2，使電流表A2的讀數(shù)是150μA；然后將開關(guān)S2扳到接點b處，保持R2不變，調(diào)整變阻箱R1，使電流表