測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

(二)、多用表直接測(cè)量待測(cè)電阻的阻值2.歐姆表測(cè)量原理：當(dāng)被測(cè)電阻為RX時(shí)，RX串入兩表筆間，此時(shí)電流I=E/（R內(nèi)+RX）。注意：①零刻線在最右側(cè)，從右至左讀數(shù)增加，刻線不均勻注意：從表盤上看，電流從黑表筆流出，自紅表筆流入。G黑表筆紅表筆1.歐姆表的電路結(jié)構(gòu)②指針在刻度中間附近時(shí)誤差較小由于E、R內(nèi)已確定不變，由此可見I與RX是一一對(duì)應(yīng)的。只要把對(duì)應(yīng)的

I改為對(duì)應(yīng)的電阻值，此裝置就可以用來(lái)測(cè)電阻了。當(dāng)RX=R內(nèi)時(shí)，I=Ig/2,因此把RX=R內(nèi)稱為中值電阻。思考：用歐姆表測(cè)電阻R，粗測(cè)時(shí)用X100擋，調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小。為了獲得較為準(zhǔn)確的測(cè)量值，繼續(xù)測(cè)量時(shí)的正確做法是：

3.測(cè)量的誤差分析：刻度不均勻?qū)е伦x數(shù)準(zhǔn)確度不高。通常在中值電阻附近讀數(shù)準(zhǔn)確度較高。4.操作的注意事項(xiàng)：①測(cè)量前：機(jī)械調(diào)零和電調(diào)零②測(cè)量時(shí)：恰當(dāng)選擋；孤立被測(cè)電阻③測(cè)量后：將選擇開關(guān)置于OFF

擋或交流電壓最大擋位上，長(zhǎng)期不用的取下電池和表筆。例4圖為多用表歐姆擋的原理示意圖，其中電流表的滿偏電流為300uA，內(nèi)阻rg=100Ω

，調(diào)零電阻最大阻值R=50kΩ，串聯(lián)的固定電阻R0=50Ω，電池電動(dòng)勢(shì)E=1.5v，用它測(cè)量電阻Rx

，能測(cè)量的阻值范圍是：A.30kΩ-80kΩB.3kΩ-8kΩC.300kΩ-800kΩD.3000kΩ-8000kΩG黑表筆紅表筆RR0

rg

(三)、伏安法測(cè)量待測(cè)電阻的阻值RxRxVAor部分電路歐姆定律RxVARxVA1.電路設(shè)計(jì)的基本思路電流表內(nèi)接，外接？

測(cè)量多組值RxVAorRxVA滑動(dòng)變阻器限流,分壓連接？誤差分析：R測(cè)<R真誤差分析：R測(cè)>R真RxVA⑴內(nèi)接2.關(guān)于電流表的內(nèi)外接分析結(jié)果：當(dāng)Rx較大時(shí)，選用電流表內(nèi)接法分析結(jié)果：當(dāng)Rx較小時(shí)，選用電流表外接法⑵外接RxVA⑶確定方法

a.阻值比較法

b.臨界值計(jì)算法C.

實(shí)驗(yàn)試探法3.關(guān)于滑動(dòng)變阻器的限流和分壓接法

⑴限流接法

⑵分壓接法

注意：RxR0abRxR0baa.閉合電鍵前觸點(diǎn)處于a端注意：a.分壓電路的兩個(gè)回路b.閉合電鍵前觸點(diǎn)處于b端c.相同條件下消耗的總功率EIx

b.負(fù)載Rx電壓調(diào)節(jié)范圍

RxE/(Rx+R0)→E

c.負(fù)載Rx電壓調(diào)節(jié)范圍0→Ed.消耗的總功率E(IX+IPb)

內(nèi)容限流電路分壓電路R0的大小選擇R0值盡量比R值大些的變阻器選擇R0<R/2的變阻器調(diào)節(jié)范圍電壓

E

電流電壓

0E

電流0細(xì)調(diào)程度不均勻，負(fù)載電壓小時(shí)較好在全調(diào)節(jié)范圍內(nèi)都均勻

⑶兩種電路性能的比較（令滑動(dòng)變阻器最大阻值為R0）練習(xí)1：用伏安法測(cè)定一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)器材規(guī)格如下：（1）待測(cè)電阻Rx

（約100Ω

）（2）直流毫安表（量程0~20mA，內(nèi)阻約50Ω

）（3）直流電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約5kΩ

）（4）直流電源（輸出電壓6V，內(nèi)阻不計(jì)）（5）滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0~15Ω，允許最大電流1A

）（6）開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干試根據(jù)器材規(guī)格完成實(shí)驗(yàn)電路圖。小結(jié)：在伏安法測(cè)電阻的電路設(shè)計(jì)時(shí)需注意兩點(diǎn)：一是電流表的內(nèi)外接；二是滑動(dòng)變阻器采用限流還是分壓。對(duì)前者著重從減小誤差的角度考慮；對(duì)后者，既要考慮減小誤差，又要考慮采用限流式時(shí)能否控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，同時(shí)，在有些實(shí)驗(yàn)中還要考慮題目的特殊要求。RxR0baVmA（四）計(jì)算法已知電流表或電壓表的內(nèi)阻時(shí),通過(guò)計(jì)算可找出代測(cè)電阻的準(zhǔn)確值例3

某電壓表的內(nèi)阻在20kΩ～50kΩ之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材：待測(cè)電壓表V（量程3V）電流表A1（量程200μA）電流表A2（量程500mA）電流表A3（量程0.6A）滑動(dòng)變阻器R（最大阻值1kΩ）電源E（電動(dòng)勢(shì)4V）電鍵S⑴所提供的電流表中應(yīng)選用

（填寫字母代號(hào)）⑵為了盡量減小誤差，要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路用伏安法測(cè)電表的內(nèi)阻時(shí),注意選擇另一電表的量程ErS1R

GS2R`IgRg當(dāng)R>>R`(即:R=100R`左右),開關(guān)S2的閉合與斷開,對(duì)整個(gè)干線回路電流的影響可忽略.開關(guān)S2斷開,流過(guò)電流表電流Ig

此即干路電流.合上開關(guān)S2,調(diào)節(jié)R`,流過(guò)電流表電流Ig/2但干路電流仍為Ig.依據(jù)并聯(lián)電路電壓相等,有:Rg

Ig/2

=(Ig-Ig/2)R`,即:R`=Rg(五)、半偏法測(cè)內(nèi)阻

1、恒流半偏法測(cè)電流表G內(nèi)阻Rg誤差分析閉合開關(guān)S2干路電流大于Ig流過(guò)電流表的電流為Ig/2流過(guò)R`的電流大于Ig/2

則R`<Rg測(cè)量的Rg值偏小電源電動(dòng)勢(shì)E越大,電阻R越大誤差越小ErS1R

GS2R`IgRg恒流半偏法測(cè)電流表G內(nèi)阻Rg2、恒壓半偏法測(cè)

電壓表內(nèi)阻RvgErS1VS2R`ErS1VS2R`測(cè)量的Rvg值偏小B、電表的改裝1.電流表G改裝成電流表A

并聯(lián)一個(gè)電阻分流

2.把小量程的電壓表V1改裝成大量程電壓表V2

串聯(lián)一個(gè)電阻分壓

3.電流表G改裝成電壓表串聯(lián)一個(gè)電阻分壓串聯(lián)電阻具有分壓作用.根據(jù)串聯(lián)分壓原理VIgRVUGIgRgRUgURUUgRgU-UgR分壓解得R分壓＝（）Rg

UUg1實(shí)驗(yàn):把電流表改裝成電壓表(1)實(shí)驗(yàn)原理(2).實(shí)驗(yàn)器材

干電池、開關(guān)2個(gè)、電位器、電阻箱,滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干、電流表、標(biāo)準(zhǔn)電壓表等(3).實(shí)驗(yàn)步驟ErS1R

GS2R`IgRg1.按圖接線,應(yīng)使R>>R`;(一).用半偏法測(cè)定電流表內(nèi)阻3.當(dāng)合上開關(guān)S2

調(diào)整電阻箱R`的阻值,使電流表指針轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的一半Ig/2.2.當(dāng)合上開關(guān)S1

斷開開關(guān)S2,調(diào)整R阻值,使電流表指針轉(zhuǎn)到滿偏I(xiàn)g;4.讀出R`的阻值,即為電流表內(nèi)阻Rg=R`.(二).把電流表改裝成電壓表1.計(jì)算出電流表滿偏電壓Ug=IgRg2.計(jì)算出把電流表改裝成量程為2V的電壓表,應(yīng)串聯(lián)的電阻值R1.ErS1R1GR2V3.在電阻箱上取好電阻值R1,把電流表與電阻箱串聯(lián)起來(lái),改裝成一個(gè)量程為2V的電壓表.(改寫表盤刻度)4.按圖接好電路,將改裝的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表從零到滿刻度取4-5組值進(jìn)行核對(duì).5.計(jì)算改裝的電壓表滿刻度的百分誤差.┃U-U0┃/U6.調(diào)節(jié)R1,校準(zhǔn)改裝的電壓表3.電路的簡(jiǎn)化例3電勢(shì)降落法按電勢(shì)從高到低(從低到高)用數(shù)字標(biāo)出確定電流方向(高電勢(shì)流向低電勢(shì))注意開關(guān)的作用例2第二單元闖關(guān)13電橋兩端電勢(shì)相等時(shí),其電流為0第一單元闖關(guān)6通過(guò)電橋兩端電勢(shì)高低可判斷電流方向,通過(guò)電橋兩端電勢(shì)差,可計(jì)算電流大小4.電路故障分析例6常見故障的種類:短路;斷路.常用探測(cè)方法:含源電路常用電壓表探測(cè)不含源電路常用歐姆表探測(cè)解題技巧:按選項(xiàng)逐一判斷第二單元闖關(guān)3ER2R1SC1C214-122ECR1R2EC1R1R2C2ECR1R2R3S14-11714-11814-119(一)由于負(fù)載的變化,引起的電流、電壓和功率的變化.例:如圖所示,當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí),等L1和L2的亮度如何變化?電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)如何變化?ErRPV1XV2XL1L2R解析:滑片P向左滑動(dòng)→RP減小→R串L1減小→R并L2減小R外=R并L2+

R

減小.據(jù)I=E/(R外+r)

可知

I

增大.故內(nèi)電壓U`=Ir增大.路端電壓電壓U=E-U`減小,電壓表V1的示數(shù)減小.因?yàn)镮增大,UR=IR增大,U并=U-UR

減小,燈L2功率PL2=U2并/RL2減小,燈L2變暗.因?yàn)镮L2=U并/

RL2U并減小,IL2減小,因?yàn)镮L1=I-IL2,I

增大

故IL1增大.燈L1變亮,UL1增大.因?yàn)閁RP=U并-UL1,U并減小,UL1增大,故URP減小.電壓表V2的示數(shù)減小.分析判斷步驟:ErRPV1XV2XL1L2R1)分析電路,弄清電壓表、電流表的用途.2)判斷總電阻的變化.3)依據(jù)I=E/(R+r),判斷總電流變化.4)由U=E-Ir,判斷路端電壓變化.5)依據(jù)歐姆定律和電路串并聯(lián)電路的特點(diǎn)性質(zhì)判斷U、I、P的變化.解題注意：當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一個(gè)物理量的變化難以確定時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)向分析旁邊支路，最后確定它的變化.練習(xí):

如圖所示,滑片下滑過(guò)程中,各燈的亮度如何變化?ErRPXXMXNBACICIBIA解析:滑片P向下滑動(dòng)→RP減小→R串LB減小→R并LC減小R外=R并LC+

RLA

減小.據(jù)I=E/(R外+r)

可知

I

增大