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第二章恒定電流第一頁(yè),共101頁(yè)。第一頁(yè),共101頁(yè)。1、電源的作用:提供持續(xù)的電壓2、形成電流的條件:(1)存在自由電荷(2)導(dǎo)體兩端存在電壓3、恒定電流:大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流。

2.1電源和電流第二頁(yè),共101頁(yè)。第二頁(yè),共101頁(yè)。(2)電流有方向,但它是標(biāo)量。規(guī)定:導(dǎo)體內(nèi)正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。?)定義式:I=q/t4.電流:(3)金屬導(dǎo)體中電流的計(jì)算式:I=nqSvn為單位體積內(nèi)的自由電荷的個(gè)數(shù),S為導(dǎo)線的橫截面積,v為自由電荷的定向移動(dòng)速率。第三頁(yè),共101頁(yè)。第三頁(yè),共101頁(yè)。

例題分析[例1]某電解池中,若在2s內(nèi)各有1.0×1019個(gè)二價(jià)正離子和2.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某截面,那么通過(guò)這個(gè)截面的電流強(qiáng)度是

A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A解析:

由題意可知,電流由正、負(fù)離子定向運(yùn)動(dòng)形成,則在2s內(nèi)通過(guò)某截面的總電量應(yīng)為:

q=1.6×10-19×2×1.0×1019+1.6×10-19×1×2.0×1019=6.4C由電流強(qiáng)度的定義式

第四頁(yè),共101頁(yè)。第四頁(yè),共101頁(yè)。2.2電動(dòng)勢(shì)定義式:W:非靜電力做的功q:電荷量1、定義:非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功跟它的電荷量的比值。2、物理意義:反映電源非靜電力做功本領(lǐng)的大小。(把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大?。┒x式,不是決定式第五頁(yè),共101頁(yè)。第五頁(yè),共101頁(yè)。一、電阻:1、定義式:(取決于導(dǎo)體本身,與U、I無(wú)關(guān))2、決定式:1M=1062.3歐姆定律二、部分電路歐姆定律:1、公式:2、適用范圍:金屬、電解液適用,氣體、半導(dǎo)體不適用。只適用于純電阻電路,不適用于非純電阻電路第六頁(yè),共101頁(yè)。第六頁(yè),共101頁(yè)。

問(wèn)題討論由R=U/I,能否說(shuō):電阻與它兩端的電壓大小成正比,與電流強(qiáng)度大小成反比?對(duì)給定的導(dǎo)體,它的電阻是一定的.因此,不管導(dǎo)體兩端有無(wú)電壓,電壓大小如何,電阻是一定的;不管導(dǎo)體內(nèi)是否有電流流過(guò),電流強(qiáng)弱如何,電阻是一定的.所以不能說(shuō)電阻與電壓成正比,與電流強(qiáng)度大小成反比.第七頁(yè),共101頁(yè)。第七頁(yè),共101頁(yè)。三、導(dǎo)體的伏安特性曲線(I-U圖象)圖線斜率表示電阻的倒數(shù)

UI斜率k=12R1<R2注意看清是I-U,還是U-I圖像線性元件和非線性元件:①若U-I圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,這樣的元件為線性元件;②若U-I圖線是一條曲線,這樣的元件為非線性元件;小燈泡伏安特性曲線第八頁(yè),共101頁(yè)。第八頁(yè),共101頁(yè)。

課堂練習(xí)11.對(duì)于同一根導(dǎo)線來(lái)說(shuō),下列說(shuō)法正確的是A、導(dǎo)線的電阻跟它兩端的電壓成正比B.導(dǎo)線的電阻跟通過(guò)它的電流強(qiáng)度成反比C.導(dǎo)線的電阻跟它兩端的電壓和通過(guò)它的電流強(qiáng)度無(wú)關(guān)D.以上說(shuō)法都不對(duì)13.在圖中圖線Ⅰ和Ⅱ所表示的電阻值分別為A、4Ω和2ΩB.0.25Ω和0.5ΩC.4kΩ和2kΩD.2.5×10-4Ω和5.0×10-4Ω(C)(C)第九頁(yè),共101頁(yè)。第九頁(yè),共101頁(yè)。

課堂練習(xí)14.圖為兩個(gè)金屬導(dǎo)體Ⅰ和Ⅱ的伏安特性曲線.由圖可知A、RⅠ=3RⅡ;B.RⅡ=3RⅠ;C.當(dāng)UⅠ∶UⅡ=3∶1時(shí).兩個(gè)導(dǎo)體中由流強(qiáng)度相等D.當(dāng)IⅠ∶IⅡ=3∶1時(shí).它們兩端的電壓相等(AC)12.加在某段導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的3倍時(shí),導(dǎo)體的電流強(qiáng)度就增加0.9A,如果所加電壓變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí),導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度將變?yōu)?/p>

A0.225第十頁(yè),共101頁(yè)。第十頁(yè),共101頁(yè)。一、串聯(lián)電路0123電壓分配:U1:U2:U3=R1:R2:R3R串=R1+R2+R3R2R1R3功率分配:P1:P2:P3=R1:R2:R32.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路第十一頁(yè),共101頁(yè)。第十一頁(yè),共101頁(yè)。二、并聯(lián)電路

123U1=U2=U3=U電流分配:I1:I2:I3=1/R1:1/R2:1/R3I01/R并=1/R1+1/R2+1/R3功率分配:P1:P2:P3=1/R1:1/R2:1/R3第十二頁(yè),共101頁(yè)。第十二頁(yè),共101頁(yè)。二、并聯(lián)電路

123I01/R并=1/R1+1/R2+1/R3推論:①n個(gè)阻值為R的電阻并聯(lián):R并=R/n②R1和R2并聯(lián):R并=R1R2/(R1+R2)③一支路電阻增大,R并增大④R并小于任一支路電阻(R串大于任一支路電阻)第十三頁(yè),共101頁(yè)。第十三頁(yè),共101頁(yè)。三、電池的串并聯(lián)1、n個(gè)相同電池(E、r)串聯(lián):

En=nErn=nr2、n個(gè)相同電池(E、r)并聯(lián):

En=Ern=r/n第十四頁(yè),共101頁(yè)。第十四頁(yè),共101頁(yè)。電功和電熱電功就是電場(chǎng)力做的功,因此是W=UIt;由焦耳定律,電熱Q=I2Rt(1)對(duì)純電阻而言,電功等于電熱(2)對(duì)非純電阻電路(如電動(dòng)機(jī)和電解槽),由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其它能,所以電功必然大于電熱:W>Q,這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算,電熱只能用Q=I2Rt計(jì)算,兩式不能通用.第十五頁(yè),共101頁(yè)。第十五頁(yè),共101頁(yè)。例某一電動(dòng)機(jī),當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載,因此不轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn),這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大?解:電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為為純電阻,由歐姆定律得,這個(gè)電阻可認(rèn)為是不變的。電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),輸入的電功率為P=U2I2=36W,內(nèi)部消耗的熱功率P==I2R=5W

所以機(jī)械功率P=31W第十六頁(yè),共101頁(yè)。第十六頁(yè),共101頁(yè)。【練習(xí)】如圖所示,一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖,電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為0.6Ω,R=10Ω,直流電壓U=160V,電壓表的示數(shù)為110V,通過(guò)該電動(dòng)機(jī)的電流是多少?輸入電動(dòng)機(jī)的電功率是多少?輸出功率是多少?第十七頁(yè),共101頁(yè)。第十七頁(yè),共101頁(yè)。1、電阻定律:內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長(zhǎng)度l成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān).表達(dá)式:2、電阻率:反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。單位:歐·米()

2.6導(dǎo)體的電阻第十八頁(yè),共101頁(yè)。第十八頁(yè),共101頁(yè)。電阻率與溫度的關(guān)系金屬:T合金:電阻幾乎不隨溫度變化錳銅合金、鎳銅合金(標(biāo)準(zhǔn)電阻)(電阻溫度計(jì))某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)=0R=0超導(dǎo)體第十九頁(yè),共101頁(yè)。第十九頁(yè),共101頁(yè)。abhR2R1電流方向R1和R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體,但R2的尺寸比R1小很多.通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示.這兩個(gè)導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系hR1=R2這樣在制造電路元件時(shí),可以將其表面積做得很小,而不增大電阻,只要保證厚度足夠即可,有利于電路元件的“微型化”由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無(wú)關(guān),只與導(dǎo)體的厚度有關(guān)第二十頁(yè),共101頁(yè)。第二十頁(yè),共101頁(yè)。一、電動(dòng)勢(shì)ε2、電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小.數(shù)值上等于電路中每通過(guò)1C電量電源所提供電能的數(shù)值.單位是:伏特.2.7閉合電路的歐姆定律1、電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.外電路內(nèi)電路內(nèi)電路二、閉合電路的歐姆定律第二十一頁(yè),共101頁(yè)。第二十一頁(yè),共101頁(yè)。閉合電路的歐姆定律1、內(nèi)容:

閉合電路中的總電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,與內(nèi)、外電路的總電阻成反比.2、表達(dá)式:I=ε/(R+r)→ε=IR+Ir=U外+U內(nèi)討論:a、若R→0時(shí)→外電路短路→Im=ε/r→U路=0b、若R→∞時(shí)→外電路斷路→I=0→U路=ε外電阻內(nèi)電阻EU外U內(nèi)

知識(shí)內(nèi)容第二十二頁(yè),共101頁(yè)。第二十二頁(yè),共101頁(yè)。

課堂練習(xí)

下列說(shuō)法正確的是A.電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,用電器把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能B.電源把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,用電器把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能C.電源是電流流出來(lái)的裝置,用電器是電流流進(jìn)去的器材D.電源是電流流過(guò)去的器材,用電器是電流流出來(lái)的裝置電源電動(dòng)勢(shì)的大小反映的是A.電源把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的本領(lǐng)的大小B.電源把其他形式能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)的大小C,電源在單位時(shí)間內(nèi)傳送電荷量的多少D.電流做功的快慢(A)(B)第二十三頁(yè),共101頁(yè)。第二十三頁(yè),共101頁(yè)。(二)閉合電路歐姆定律①E=U外+U內(nèi)(內(nèi)外電路電壓的關(guān)系)②

(I、R間關(guān)系)U=E-Ir(U、I間關(guān)系)

(U、R間關(guān)系)1、閉合電路歐姆定律內(nèi)容:閉合電路中的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的總電阻成反比。表達(dá)形式:r③第二十四頁(yè),共101頁(yè)。第二十四頁(yè),共101頁(yè)。二、路端電壓與電流的關(guān)系:得:U外=E-IrU-I圖象:=-rI+E由E=U外+U內(nèi)rEEr0縱截距:E橫截距:I短斜率絕對(duì)值:r(圖線的陡峭程度)由U=E-IrI=0,開(kāi)路,U=E;

U=0時(shí),I=E/r最大,短路第二十五頁(yè),共101頁(yè)。第二十五頁(yè),共101頁(yè)。

知識(shí)內(nèi)容路端電壓和短路電流1.路端電壓

電源兩端的電壓叫路端電壓.路端電壓U隨外電路電流強(qiáng)度I變化的關(guān)系,可以用公式表示為:U=E-Ir,式中的E、r是常量,因此U與I成線性關(guān)系,路端電壓隨著電流的增大而減?。?.路端電壓與外電阻的關(guān)系

由于電路中的電流隨著外電阻的增大而減小,而路端電壓隨著電流的減小而增大,所以,路端電壓隨著外電阻的增大而增大.3.短路電流當(dāng)外電阻為零時(shí),電路中的電流為短路電流I=E/r,這樣電流很大,會(huì)燒壞電源第二十六頁(yè),共101頁(yè)。第二十六頁(yè),共101頁(yè)。

關(guān)于電源的功率問(wèn)題

閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化電源提供電能外電路消耗的能量?jī)?nèi)電路消耗的電能r即:P總=P外+P內(nèi)第二十七頁(yè),共101頁(yè)。第二十七頁(yè),共101頁(yè)。三、電源的輸出功率與效率1、推導(dǎo):由E=U外+U內(nèi)r得:EI=U外I+U內(nèi)I即:P總=P外+P內(nèi)電源提供的電功率EI電源的輸出功率U外I電源內(nèi)部的發(fā)熱功率I2r∴P出=P總-P內(nèi)第二十八頁(yè),共101頁(yè)。第二十八頁(yè),共101頁(yè)。2、電源最大輸出功率(純電阻電路)0RPrPmR1R2若PR1=PR2,則r2=R1R2

最大輸出功率與外電路無(wú)關(guān),只由電源本身性質(zhì)決定第二十九頁(yè),共101頁(yè)。第二十九頁(yè),共101頁(yè)。3、電源的效率:電源的效率隨外電阻的增大而增大輸出功率最大時(shí),效率不是最大.當(dāng)R=r時(shí),輸出功率最大,但效率只有50%第三十頁(yè),共101頁(yè)。第三十頁(yè),共101頁(yè)。

問(wèn)題討論電源的外特性曲線和導(dǎo)體的伏安特性曲線電源的外特性曲線(a)和導(dǎo)體的伏安特性曲線(b)(1)聯(lián)系:他們都是電壓和電流的關(guān)系圖線.(2)區(qū)別:他們存在的前提不同,遵循的物理規(guī)律不同,反映的物理意義不同.(a)電源的外特性曲線是在電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻r一定的條件下,通過(guò)改變外電路的電阻R使路端電壓U隨電流I變化的圖線,遵循閉合電路歐姆定律.U=E-Ir.圖線與縱軸的截距表示電動(dòng)勢(shì)E.斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻r.(b)導(dǎo)體的伏安特性曲線是在給定導(dǎo)體(電阻R)的條件下,通過(guò)改變加在導(dǎo)體兩端的電壓而得到的電流I隨電壓U變化的圖線,遵循(部分電路)歐姆定律.I=U/R,圖線斜率的倒數(shù)值表示導(dǎo)體的電阻R.第三十一頁(yè),共101頁(yè)。第三十一頁(yè),共101頁(yè)。如圖所示電路,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)時(shí),判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化?V1示數(shù)增大V2示數(shù)增大A示數(shù)減小題型一、電路的動(dòng)態(tài)變化分析:(二)典型例題第三十二頁(yè),共101頁(yè)。第三十二頁(yè),共101頁(yè)。

A、R1短路B、R2短路

C、R3短路D、R1斷路AR1R2R3VsErA題型二、電路故障分析如圖所示的電路中,開(kāi)關(guān)S閉合后,由于電阻發(fā)生短路或者斷路故障,電壓表和電流表的讀數(shù)都增大,則肯定出現(xiàn)了下列那種故障()第三十三頁(yè),共101頁(yè)。第三十三頁(yè),共101頁(yè)。R3R2R1AVR4R5abεr3、直流電路的動(dòng)態(tài)變化分析:(程序法)1.部分1(滑變的阻值變化)-----整體(總電阻、總電流、路端電壓)------部分2(結(jié)合電路的連接方式)2.部分2中:從不變到變化的部分分析解析:1.R5變小------R總變小、I總變大、U端變小------部分22.總體看是串聯(lián)電路R1R3阻值不變,分壓增大-----R2R4與R5并聯(lián),分壓減小-----流過(guò)R2R4的電流減小,流過(guò)R5的電流增大第三十四頁(yè),共101頁(yè)。第三十四頁(yè),共101頁(yè)。如圖所示,是一個(gè)電容器、電池和電阻組成的電路,在將平行板電容器兩極板距離增大的過(guò)程中A.電阻R中沒(méi)有電流B.電容器的電容變小C.電阻R中有從a流向b的電流D.電阻R中有從b流向a的電流CRba[BD]題型三、含有電容器的電路的計(jì)算第三十五頁(yè),共101頁(yè)。第三十五頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)一、電表的改裝

電流表改裝成電壓表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高,串聯(lián)的電阻值越大(三)典型實(shí)驗(yàn)第三十六頁(yè),共101頁(yè)。第三十六頁(yè),共101頁(yè)。電流表改裝成電流表并聯(lián)一個(gè)分流電阻R,根據(jù)分流原理,需要并聯(lián)的電阻值故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高,并聯(lián)的電阻值越小第三十七頁(yè),共101頁(yè)。第三十七頁(yè),共101頁(yè)。電學(xué)實(shí)驗(yàn)第三十八頁(yè),共101頁(yè)。第三十八頁(yè),共101頁(yè)。電路實(shí)驗(yàn)分類(lèi):電路實(shí)驗(yàn)伏安法測(cè)電阻(電阻率)小燈泡伏安特性曲線測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻半值法測(cè)功率多用表的使用測(cè)電阻檢測(cè)黑匣子判斷電路電表的改裝測(cè)表頭內(nèi)阻量程計(jì)算改裝表的校對(duì)第三十九頁(yè),共101頁(yè)。第三十九頁(yè),共101頁(yè)。①實(shí)驗(yàn)儀器:電流表、電壓表、靈敏電流計(jì)定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電源、電建、小燈泡、電阻箱、多用表等一、電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選擇第四十頁(yè),共101頁(yè)。第四十頁(yè),共101頁(yè)。測(cè)量值不超過(guò)電表的量程;測(cè)量值應(yīng)使表針有較大的偏轉(zhuǎn)范圍,一般在1/2量程以上。②

電表的量程選擇第四十一頁(yè),共101頁(yè)。第四十一頁(yè),共101頁(yè)。③關(guān)于滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)及使用方法固定端接頭固定端接頭可動(dòng)端接頭滑片P比較項(xiàng)目限流接法分壓接法電路電源內(nèi)阻不計(jì)RX電壓調(diào)節(jié)范圍

RX電流調(diào)節(jié)范圍

燈泡電流相同時(shí)電路消耗總功率

閉合前觸頭的位置

0~E

IE(I1+I2)Eba第四十二頁(yè),共101頁(yè)。第四十二頁(yè),共101頁(yè)?;瑒?dòng)變阻器“限流接法和分壓接法”取決于題目要求和所給器材b、如果滑動(dòng)變阻器的全阻值比用電器電阻小許多時(shí)用分壓式接法。小帶大用分壓。a、如果題目要求“盡量大的調(diào)節(jié)范圍時(shí)”,或者要求用電器的“電壓(或電流)從零開(kāi)始”時(shí),只能用分壓式接法。c、當(dāng)變阻器阻值較小,限流接法又不能把電流(電壓)限制在安全范圍內(nèi)時(shí),只能用分壓式接法。d、用分壓式接法,消耗的功率大得多。所以,在兩種電路都可以用的情況下,要優(yōu)先選用限流式接法。e、負(fù)載電阻的阻值Rx小于滑動(dòng)變阻器的總電阻R或相差不大,并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開(kāi)始起調(diào),可用限流式接法。第四十三頁(yè),共101頁(yè)。第四十三頁(yè),共101頁(yè)?!?、選擇器材的原則:安全、適用、準(zhǔn)確、方便安全:是指器材在實(shí)驗(yàn)中不致?lián)p壞,如流過(guò)電流表的電流不能超過(guò)量程,加在電壓表上的電壓不能超過(guò)量程,通過(guò)電阻類(lèi)元件的電流不能超過(guò)其額定電流等,適用:是指選擇的器材能使實(shí)驗(yàn)按要求進(jìn)行,如變阻器的選擇能使電路中電流、電壓的調(diào)節(jié)范圍符合要求。準(zhǔn)確:是指使測(cè)量的相對(duì)誤差小。方便:指器材的選擇使實(shí)驗(yàn)操作、調(diào)節(jié)容易。④電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選擇第四十四頁(yè),共101頁(yè)。第四十四頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)物圖連線的基本要求(1)正確連線。包括各元件的連接關(guān)系(串、并聯(lián))正確;電表的量程、正負(fù)極連接正確滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭的初始位置正確等。(2)每根導(dǎo)線都要連接到接線柱上,接滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端的導(dǎo)線不要接在“腿上”。導(dǎo)線不能有“丁”字型連接和交叉。(3)連線布局簡(jiǎn)潔,盡量避免交叉線的出現(xiàn)。電路實(shí)物圖的連接難點(diǎn):分壓電路,單刀雙擲,雙刀雙擲⑤第四十五頁(yè),共101頁(yè)。第四十五頁(yè),共101頁(yè)。電阻的測(cè)量

用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓U,用電流表測(cè)出通過(guò)電阻的電流I,利用部分電路歐姆定律可以算出電阻的阻值R伏安法

第四十六頁(yè),共101頁(yè)。第四十六頁(yè),共101頁(yè)。伏安法測(cè)電阻的兩種電路

電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè),通常叫“外接法”

電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè),通常叫“內(nèi)接法”

AVRAVR

因?yàn)殡妷罕?、電流表分別有分流、分壓作用,因此兩種方法測(cè)量電阻都有誤差.第四十七頁(yè),共101頁(yè)。第四十七頁(yè),共101頁(yè)。伏安法測(cè)電阻的誤差分析

電流表外接法

電壓表示數(shù)電流表示數(shù)測(cè)量值偏小,適于測(cè)量小阻值電阻(小外偏?。?說(shuō)明:誤差來(lái)源于電壓表的分流,分流越小,誤差越小.所以該電路適合測(cè)量小電阻,即<AVR第四十八頁(yè),共101頁(yè)。第四十八頁(yè),共101頁(yè)。電流表內(nèi)接法

電壓表示數(shù)電流表示數(shù)測(cè)量值偏大,適于測(cè)量大阻值電阻.(大內(nèi)偏大)說(shuō)明:誤差來(lái)源于電流表的分壓,分壓越少,誤差越?。栽撾娐愤m合測(cè)量大電阻,即AVR>第四十九頁(yè),共101頁(yè)。第四十九頁(yè),共101頁(yè)。伏安法測(cè)電阻電路選擇當(dāng)RA<<Rx

即時(shí),選用電流表內(nèi)接法.時(shí),選用電流表外接法.當(dāng)Rv>>Rx

即1、直接比較法:當(dāng)Rx<<Rv時(shí),采用外接法當(dāng)Rx>>RA時(shí),采用內(nèi)接法2、比值法結(jié)論:大電阻用內(nèi)接法,小電阻用外接法大內(nèi)偏大、小外偏小第五十頁(yè),共101頁(yè)。第五十頁(yè),共101頁(yè)。3、實(shí)驗(yàn)試探法:試觸法若伏特表示數(shù)有明顯變化,即宜外接若安培表示數(shù)有明顯變化,即宜內(nèi)接安培表分壓作用明顯,R為小電阻,安培表外接法伏特表分流作用明顯,R為大電阻,安培表內(nèi)接法第五十一頁(yè),共101頁(yè)。第五十一頁(yè),共101頁(yè)。描繪小燈泡的伏安特性曲線第五十二頁(yè),共101頁(yè)。第五十二頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?描出小燈泡燈絲的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)原理:把小燈泡接入電路中利用電流表和電壓表,分別測(cè)出一系列小燈泡兩端的電壓及其對(duì)應(yīng)的電流,用描點(diǎn)法在I—U坐標(biāo)系中描出小燈泡燈絲的伏安特性曲線.實(shí)驗(yàn)器材:“4V0.7A”或“3.8V0.3A”的小燈泡,4—6V的學(xué)生電源,電流表,電壓表,相應(yīng)的滑動(dòng)變阻器,開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干,坐標(biāo)紙,鉛筆.第五十三頁(yè),共101頁(yè)。第五十三頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)電路圖:1.要求小燈泡兩端的電壓從零開(kāi)始逐漸升高,故應(yīng)用分壓電路.2.小燈泡燈絲電阻較小,故應(yīng)選用電流表外接法來(lái)避免電流表內(nèi)阻過(guò)大分壓作用.3.實(shí)驗(yàn)電路圖:4.實(shí)物電路步驟:1).連好控制回路;2).連好測(cè)量電路;3).把測(cè)量回路一上一下連到變阻器上。第五十四頁(yè),共101頁(yè)。第五十四頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)步驟:1.按電路圖把實(shí)物器材正確連成電路2.滑動(dòng)變阻器的滑片P先置于最小值處(最左端).電路經(jīng)可檢查無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān).3.緩慢移動(dòng)滑片P,使電流表讀數(shù)為某一值(如0.1A)時(shí),記下這時(shí)電流表和電壓表的讀數(shù).4.繼續(xù)移動(dòng)滑片P,使電流表的讀數(shù)增大為另一值時(shí),再記下此時(shí)電流表和電壓表的讀數(shù).第五十五頁(yè),共101頁(yè)。第五十五頁(yè),共101頁(yè)。5.重復(fù)上一步,在電壓表0—4V或0—3.8V范圍內(nèi)讀取并記錄12組左右不同的電壓值U和電流值I.6.測(cè)量完畢,應(yīng)立即將開(kāi)關(guān)斷開(kāi).7.建立U—I坐標(biāo)系,將所得的幾組U.I值在坐標(biāo)系上描出所對(duì)應(yīng)的點(diǎn).8.用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來(lái),就得到了小燈泡燈絲電阻的伏安特性曲線.9.拆除電路、整理儀器第五十六頁(yè),共101頁(yè)。第五十六頁(yè),共101頁(yè)。注意事項(xiàng):1.電路中電流表要外接,因?yàn)闊艚z的電阻很小.2.滑動(dòng)變阻器要用分壓式接法,因?yàn)殡妷阂獜牧氵B續(xù)變化.4.滑片移動(dòng)時(shí),不能使電流表或電壓表超過(guò)小燈泡的額定值.5.連線時(shí)要用平滑的曲線,不能連成折線.3.開(kāi)關(guān)閉合前,調(diào)節(jié)滑片位置,使燈泡兩端電壓為零6.坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中,以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜第五十七頁(yè),共101頁(yè)。第五十七頁(yè),共101頁(yè)。誤差分析:1.由于電壓表、電流表不是理想電表,表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差.2.測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差.3.在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差.第五十八頁(yè),共101頁(yè)。第五十八頁(yè),共101頁(yè)。次序12345678電壓U/V0.20.61.01.41.82.22.63.0電流A/I0.020.060.100.140.170.190.200.21作圖:第五十九頁(yè),共101頁(yè)。第五十九頁(yè),共101頁(yè)。U/VI/A01230.10.20.3返回第六十頁(yè),共101頁(yè)。第六十頁(yè),共101頁(yè)。測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻第六十一頁(yè),共101頁(yè)。第六十一頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握用電壓表和電流表測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法.(2)學(xué)會(huì)用U-I圖線處理數(shù)據(jù)的方法.第六十二頁(yè),共101頁(yè)。第六十二頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)原理閉合電路歐姆定律E=U+Ir通過(guò)改變多次滑動(dòng)變阻器的阻值(外電阻),測(cè)出相應(yīng)的外電壓(伏特表讀數(shù))、電流(安培表讀數(shù)),利用解方程的辦法或圖象法求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

AVKE,r內(nèi)阻太小怎么辦?第六十三頁(yè),共101頁(yè)。第六十三頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算法{從而計(jì)算出:AVKE,r第六十四頁(yè),共101頁(yè)。第六十四頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理2.圖像法根據(jù)E=U+IrU=E-IrIU×××××AB電動(dòng)勢(shì)E短路電流縱坐標(biāo)可以不從0開(kāi)始電源的伏安特性曲線AVKE,r斜率k絕對(duì)值=r第六十五頁(yè),共101頁(yè)。第六十五頁(yè),共101頁(yè)。誤差分析1、本實(shí)驗(yàn)中,存在的系統(tǒng)誤差是由于電壓表的分流引起。UI測(cè)量值×××真實(shí)值2、由U-I圖線可知,該實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果將導(dǎo)致電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r都偏小。I真IvAVKE,rI測(cè)第六十六頁(yè),共101頁(yè)。第六十六頁(yè),共101頁(yè)。AVKE,rAVKE,r實(shí)驗(yàn)初步變形為什么實(shí)驗(yàn)不使用右圖的電路測(cè)量?想一想假設(shè)是理想電表,兩個(gè)電路圖是一樣的對(duì)于內(nèi)阻比較大的電源,使用右圖第六十七頁(yè),共101頁(yè)。第六十七頁(yè),共101頁(yè)。誤差分析AVKE,r1、本實(shí)驗(yàn)中,存在的系統(tǒng)誤差是由于電流表的分壓引起。UI測(cè)量值×××真實(shí)值2、由U-I圖線可知,該實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果將導(dǎo)致電源的內(nèi)阻r偏大,但電動(dòng)勢(shì)E測(cè)=E真U外U測(cè)UA第六十八頁(yè),共101頁(yè)。第六十八頁(yè),共101頁(yè)。測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn):第六十九頁(yè),共101頁(yè)。第六十九頁(yè),共101頁(yè)。1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?①練習(xí)使用螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺,并會(huì)進(jìn)行讀數(shù)②學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)電阻阻值③測(cè)定金屬的電阻率第七十頁(yè),共101頁(yè)。第七十頁(yè),共101頁(yè)。2.實(shí)驗(yàn)原理:第七十一頁(yè),共101頁(yè)。第七十一頁(yè),共101頁(yè)。電路原理如圖第七十二頁(yè),共101頁(yè)。第七十二頁(yè),共101頁(yè)。3.實(shí)驗(yàn)器材螺旋測(cè)微器,毫米刻度尺,學(xué)生電源,電流表,電壓表,滑動(dòng)變阻器,開(kāi)關(guān),被測(cè)金屬導(dǎo)線,導(dǎo)線若干第七十三頁(yè),共101頁(yè)。第七十三頁(yè),共101頁(yè)。4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬導(dǎo)線直徑,計(jì)算其橫截面積S;(2)確定電表量程,連接電路;(3)用毫米刻度尺測(cè)出連入電路中的金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度;(4)將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大后閉合開(kāi)關(guān);(限流式時(shí))第七十四頁(yè),共101頁(yè)。第七十四頁(yè),共101頁(yè)。(5)改變滑片位置,讀出幾組相應(yīng)的U、I值并計(jì)算金屬導(dǎo)線的電阻;(6)代入測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算金屬導(dǎo)線的電阻率;(7)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),拆除電路,整理器材。第七十五頁(yè),共101頁(yè)。第七十五頁(yè),共101頁(yè)。5.?dāng)?shù)據(jù)處理測(cè)量數(shù)據(jù)填入下表中:實(shí)驗(yàn)次數(shù)長(zhǎng)度L/cm平均長(zhǎng)度L/cm直徑d/mm平均直徑d/mm橫截面積S/mm2123第七十六頁(yè),共101頁(yè)。第七十六頁(yè),共101頁(yè)。(1)金屬絲的長(zhǎng)度L=________cm=________m.(2)金屬絲的橫截面積S=________mm2=____________m2.(3)金屬絲的電阻R=________Ω.第七十七頁(yè),共101頁(yè)。第七十七頁(yè),共101頁(yè)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/ΩR/Ω123(4)金屬絲材料的電阻率ρ==________Ω·m.第七十八頁(yè),共101頁(yè)。第七十八頁(yè),共101頁(yè)。6.注意事項(xiàng)(1)本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬電阻阻值較小,因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法;(2)為減小誤差,測(cè)量直徑時(shí),應(yīng)在金屬導(dǎo)線三個(gè)不同位置各測(cè)一次,求其平均值;第七十九頁(yè),共101頁(yè)。第七十九頁(yè),共101頁(yè)。(3)測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)度時(shí),應(yīng)測(cè)量拉直的連入電路的有效長(zhǎng)度,且測(cè)三次,取平均值;(4)開(kāi)關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大位置;(限流式時(shí))(5)測(cè)電阻時(shí),電流不宜過(guò)大,通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。以免金屬絲溫度升高,導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大.第八十頁(yè),共101頁(yè)。第八十頁(yè),共101頁(yè)。1.金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算得到的,直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要原因之一.2.采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí),由于采用的是電流表外接法,測(cè)量值小于真實(shí)值,使電阻率的測(cè)量值偏小.3.金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差.4.金屬絲通電后發(fā)熱升溫,會(huì)使金屬絲的電阻率變大,造成偶然誤差.五、誤差分析第八十一頁(yè),共101頁(yè)。第八十一頁(yè),共101頁(yè)。螺旋測(cè)微器的原理和使用:

螺旋測(cè)微器是依據(jù)螺旋放大的原理制成的,即螺桿在螺母中旋轉(zhuǎn)一周,螺桿便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進(jìn)或后退一個(gè)螺距的距離.因此,沿軸線方向移動(dòng)的微小距離,就能用圓周上的讀數(shù)表示出來(lái).第八十二頁(yè),共101頁(yè)。第八十二頁(yè),共101頁(yè)。

螺旋測(cè)微器上精密螺紋的螺距是0.5mm,可動(dòng)刻度有50個(gè)等分刻度,可動(dòng)刻度旋轉(zhuǎn)一周,測(cè)微螺桿可前進(jìn)或后退0.5mm,因此旋轉(zhuǎn)每個(gè)小分度,相當(dāng)于測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.5mm/50=0.01mm.可見(jiàn),可動(dòng)刻度每一小分度表示0.01mm,所以螺旋測(cè)微器可精確到0.01mm.由于還能再估讀一位,可讀到毫米的千分位,故又名千分尺.第八十三頁(yè),共101頁(yè)。第八十三頁(yè),共101頁(yè)。圖1第八十四頁(yè),共101頁(yè)。第八十四頁(yè),共101頁(yè)。1.螺旋測(cè)微器的讀數(shù):實(shí)際測(cè)量時(shí),分度線不一定正好與讀數(shù)基線對(duì)齊,這時(shí)還必須往下估讀0.001mm.7.038第八十五頁(yè),共101頁(yè)。第八十五頁(yè),共101頁(yè)??梢?jiàn),用螺旋測(cè)微器測(cè)量物體的長(zhǎng)度時(shí),以“mm”為單位,小數(shù)點(diǎn)后必有三位.讀數(shù)時(shí),先從固定刻度上讀出大于半毫米的大數(shù)部分,再?gòu)目蓜?dòng)刻度上讀出小于半毫米的小數(shù)部分,二者之和就是被測(cè)物體的總長(zhǎng)度.(讀數(shù)分為0.5mm以上的大數(shù)與0.5mm以下的小數(shù)而不分為整數(shù)和小數(shù))第八十六頁(yè),共101頁(yè)。第八十六頁(yè),共101頁(yè)。1.使用螺旋測(cè)微器時(shí)的注意事項(xiàng)(1)測(cè)量時(shí),在測(cè)微螺桿快靠近被測(cè)物體時(shí)應(yīng)停止使用旋鈕,而改用微調(diào)旋鈕,避免產(chǎn)生過(guò)大的壓力,既可使測(cè)量結(jié)果精確,又能保護(hù)螺旋測(cè)微器.(2)在讀數(shù)時(shí),要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出.四、注意事項(xiàng)第八十七頁(yè),共101頁(yè)。第八十七頁(yè),共101頁(yè)。(3)讀數(shù)時(shí),千分位有一位估讀數(shù)字,不能隨便扔掉,即使固定刻度的零點(diǎn)正好與可動(dòng)刻度的某一刻度線對(duì)齊,千分位上也應(yīng)讀取為“0”.(4)當(dāng)小砧和測(cè)微螺桿并攏時(shí),可動(dòng)刻度的零點(diǎn)與固定刻度的零點(diǎn)不相重合,將出現(xiàn)零誤差,應(yīng)加以修正,即在最后測(cè)長(zhǎng)度的讀數(shù)上去掉零誤差的數(shù)值.第八十八頁(yè),共101頁(yè)。第八十八頁(yè),共101頁(yè)。多用電表的原理與使用第八十九頁(yè),共101頁(yè)。第八十九頁(yè),共101頁(yè)。第九十頁(yè),共101頁(yè)。第九十頁(yè),共101頁(yè)。第九十一頁(yè),共101頁(yè)。第九十一頁(yè),共101頁(yè)。歐姆表測(cè)電阻的原理:I=ER+R0+r+Rg+Rx根據(jù)閉合電路歐姆定律,利用電流隨外電阻Rx的變化

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