高一物理課件：電學(xué)重要實驗伏安法

電學(xué)重要實驗課件制作：授課人：ＺＪＷ２００３年３月１３日一、電阻的測量1、伏安法測電阻（1）原理：VUAII=URR=UI（2）兩種接法：AVRXAVRX法一：安培表外接法法二：安培表內(nèi)接法1、伏安法測電阻（1）原理：VUAII=URR=UI（2）兩種接法：AVRXAVRX法一：安培表外接法法二：安培表內(nèi)接法IAIVIX∵IA>IXR=測∴UIA<R=UXIX故此接法用于測量小電阻UAUXU∵U>UXR=測∴UIA>R=UXIXA故此接法用于測量大電阻電阻的測量例題例1、利用伏安法測電阻時，若不知待測電阻。可采用下述方法選擇正確電路以減小誤差?？蓪x器按下圖接好，并空出伏特表的一個接頭P，將P分別與a，b兩點接觸一下，如果安培表示數(shù)顯著變化，則P應(yīng)接在————處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，則P應(yīng)接在———處。AVRabP解：安培表示數(shù)變化，說明伏特表內(nèi)阻小。即被測電阻較大，因此采用內(nèi)接法可以減小誤差，P應(yīng)接在b處。而當(dāng)伏特表示數(shù)變化，說明安培表內(nèi)阻大，即被測電阻較小，因此采用外接法可以減小誤差，P應(yīng)接在a處。2、多用表歐姆表原理：閉合電路歐姆定律（1）刻度：短接、調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R使電流表G

的指針滿偏。即有RGErIgRggI=

ERg+r+R“0”R+r+R是電阻擋的內(nèi)阻g斷路、電流表G中無電流，表的指針不偏轉(zhuǎn)，指針位置“∞”接入電阻R時，電流表G中的電流X

ERg+r+RRX+I=歐姆表原理：閉合電路歐姆定律RGErIgRg

ERg+r+RRX+I=改變R，電流I隨之改變，R與I一一對應(yīng)。表頭刻度I“R”XXX（2）中值電阻R=EIg中R+r+Rg=注意：(1)歐姆表的刻度與其他表刻度相反且刻度不均勻（2）歐姆表每次測電阻前需調(diào)零。不能帶電測量。（3）歐姆表中電池用久了，電動勢和內(nèi)阻要改變，測出的電阻值有較大的誤差。所以歐姆表常用來粗測電阻。使用多用電表的步驟１、估計物理量的值２、選擇物理量的檔次３、機械調(diào)零４、短路調(diào)零－每換一個檔次調(diào)一次零５、讀數(shù)－有效數(shù)字和倍率６、關(guān)閉－交流最大檔或“ＯＦＦ ”二、滑動變阻器的接法一、滑動變阻器的結(jié)構(gòu)與原理滑動變阻器是一個可以連續(xù)改變電阻值的可變電阻，用它可以調(diào)節(jié)電路中電流的大小及兩點間的電壓。根據(jù)R=PＬ／Ｓ，對于粗細(xì)均勻的電阻絲，電阻的大小與長度成正比。隨著滑片觸片位置的變化，變阻器連入電路的電阻值也相應(yīng)發(fā)生變化。中學(xué)實驗室內(nèi)常用滑動變阻器有以下幾種規(guī)格：0~10Ω，2A；0~50Ω，1.5A；0~200Ω，1.5A；0~125二、滑動變阻器的連接方法1、

限流式接法：滑動變阻器作為限流器使用，可調(diào)節(jié)電路中的電流強度，如圖所示，電鍵S閉合前，應(yīng)把變阻器的阻值調(diào)到最大值，以防電流過大損壞用電器。當(dāng)電源內(nèi)阻不計時，用電器RL上電壓調(diào)節(jié)范圍為ＲLE／（Ｒ＋ＲＬ）－E

。2、分壓式接法滑動變阻器作為分壓器使用，可調(diào)節(jié)電路中任意兩點間的電壓，如圖所示，改變滑動金屬片P的位置，就可以改變用電器兩端的電壓。電鍵S未閉合時，應(yīng)將滑動金屬片調(diào)到如圖所示最左端，使用電器兩端電壓為零；S閉合后，金屬片向右滑動，用電器的兩端電壓增大，到右端時電壓最大。當(dāng)電源內(nèi)阻不計時，用電器RL上的電壓調(diào)節(jié)范圍為0~ε。３、

分流式接法：滑動變阻器作為分流器使用，可調(diào)節(jié)電路中的電流，同時也能調(diào)節(jié)電路的電壓，如圖所示，改變滑動變阻器金屬片P的位置，可以改變通過燈泡L中的電流。S閉合后，金屬滑片向右滑動，流過燈泡的電流變大。三分壓式與限流式選擇選擇依據(jù)：１、在分壓式連接中，變阻器消耗的功率大，因此在大功率電路中常用限流接法

負(fù)載電阻的阻值RL遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路。若接成限流式，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值，則電路中電流變化不明顯，測量的電壓和電流取值范圍小，不利于測量。2、要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法。3、若電源的電動勢較大，負(fù)載電阻及滑動變阻器的總阻值不大，則電路中的總電流大于用電器的額定電流或超出電流表的量程，則用分壓式接法。例１已知電阻絲的電阻約為10Ω，現(xiàn)有下列器材供測量該電阻絲的電阻時使用A、量程為0.6A，內(nèi)阻是0.5Ω的電流表；B、量程為3V，內(nèi)阻是6KΩ的電壓表；C、阻值是0~20Ω，額定電流為2A的滑動變阻器D、蓄電池（6V）E、開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。要求：畫出伏安法測上述電阻絲的電阻的電路圖，測量數(shù)據(jù)要盡量多。例２

、右圖為伏安法測一個定值電阻實驗所需的器材實物圖，器材規(guī)格如下:待測電阻Rx(約100Ω)

直流毫安表(量程0—10mA，內(nèi)阻50Ω)直流電壓表(量程0—3V，內(nèi)阻5KΩ)

直流電源(輸出電壓4V，內(nèi)阻不計)滑動變阻器(阻值范圍0—15Ω，允許最大電流1A)，電鍵及導(dǎo)線若干，根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，在本題實物圖上連線。

例３某電壓表的內(nèi)阻在20kΩ~50kΩ之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可供選用的器材：待測電壓表V（量程3V）；電流表A1（量程200μA）；電流表A2（量程5mA）；電流表A3（量程0.6A）；滑動變阻器R（最大阻值1kΩ）；電源ε（4V）；電鍵S；導(dǎo)線若干。（1）所提供的電流表中，應(yīng)選用

（填寫字母代號）。

（2）圖5為本題的實物圖（電流表即為實驗者正確選定的那只），為了盡量減小誤差，要求多測幾組數(shù)據(jù)，試在實物上連線。例４

從下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?，設(shè)計一電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。電流表

（A1）、電流表、（A2）電壓表

（V）、電

阻

（R1）、滑動變阻器

（R2）、電

池

（E）

電

鍵

（K）導(dǎo)線若干、量程10mA內(nèi)阻r1待測（約40Ω）、量程500μA內(nèi)阻r2=750Ω、量程10v，內(nèi)阻r3=10kΩ、阻值約100Ω，作保護(hù)電阻用總阻值約50Ω、電動勢1.5V，內(nèi)阻很?。?）在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號。（2）若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算r1，則所用的表達(dá)式為r1=_________________，式中各符號的意義：_____________________________.①

采用伏安法測電阻：即將電壓表（V）與電流表（A1）并聯(lián)，測出電流表（A1）的電壓U和電流I1，由r1=U/I1即可求出r1，然而被測電流表（A1）允許加的電壓在0~~0.4v之間，而電壓表量程為10v，故電壓表的讀數(shù)誤差較大，從精確這一原則來看，此方法應(yīng)舍去。②

采用比較法測電阻：即將電流表與電流表并