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高三物理电学实验专题教案 高二物理电学试验（鲁教版） 【本讲教化信息】 一.教学内容： 电学试验（2） 二.半偏法测电阻： 1.电路： 2.测量值： 1）Rv测=R1 2）Rg测=R1 3.真实值： 1）中： RV×RR21ìïRV+R21ï×E=RV×IVïRV×R21+R22+rïïRV+R21 í(RV+R1)×R21ïïRV+R1+R21I×E=(RV+R1)×Vï2ï(RV+R1)R21+R+r22ïîRV+R1+R21经困难计算可得： RV=R1-R21×(R22+r)<R1=LLRV测 R21+R22+r即：测量值偏大 误差根源： R21，R22与r的电阻影响 RV=R1-R21×(R22+r) R21+(R22+r) 11+R21R22+r减小误差的方法： =R1-1 减小R21，R22的阻值，但不能无限制削减，当R22=0时，仅剩R21与r分E，此时误差最小。 2）中： EìI=ïgR+R+rg2ïïR1×Rgï íIR+R11gïg=×E×ï2R1×RgRgï+R2+rR1+Rgïî经困难计算得： 方法一：Rg= R1×(R2+r) (R2+r)-R1R1>R1=R测 R11-R2+r= 即测量值偏小 误差根源：R2的电阻值 减小误差方法：增大R2的阻值 探讨：R2阻值增大，导致电路电流减小，为使得电流为Ig，需增大电源的E。 方法二： RgR1=<Rg Rg1+R2即：测量值偏小 分析：要削减误差应增加R2，其它分析同方法一。 方法三： 误差= Rg-R1Rg=IgE×Rg IgRgE的比值，由于IgRg为定值，只好增大E，此处与方法 一、二 即：要减小误差需削减的分析是统一的。 三.改装电表： （一）改装电表的算法： 1.电流表改装成电压表 （1）原理：利用串联电阻的分压作用。 （2）分压电阻的计算：设电流表满偏电流为Ig，内阻为Rg，满偏电压为Ug，利用串联电阻的分压作用，可将电流表串一电阻R串使电流表改装成电压表，设电压表量程为U，则Ig=UgRg=U-UgR串，分压电阻R串=U-UgUgRg=(U-1)Rg。 Ug 2.电流表扩大量程 （1）原理：利用并联电阻的分流作用。 （2）分流电阻的计算：将电流的量程扩大到I，要并联的电阻为R并，由并联电路电压相等有，IgRg=(I-Ig)R并，R并= （二）校对方法： 1.电路： IgRgI-Ig。 2.计算： |标准表示数-改装表示数|´100% 标准表示数 对改装电表的影响： （三）半偏法 1）中：R测>Rg 对的影响 由R串=(V-1)Rg知 Vg所串入电阻偏大，导致电路电流偏小，对由R并=的影响 示数偏小，即读数偏小。 IgRgI-Ig知 所并入电阻偏大，分流偏小，2）中：R测<Rg 对的影响： 示数偏大，即读数偏大。 由R串=(V-1)Rg知 Vg示数偏大，即 读数偏大。 所串入电阻偏小，导致电路电流偏大，对由R并=的影响： IgRgI-Ig知 所并入电阻偏小，分流偏大， 示数偏小，即读数偏大。 【典型例题】 例1.假如两个电流表的满偏电流均为Ig=3mA，内阻Rg=100W，欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表，则： （1）分别串联的电阻R1和R2为多大？ （2）将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角q1和q2有何关系，示数U1和U2有何关系？ 解题方略： （1）Ug=IgRg=3´10-3´100=0.3V 改装成3V应串电阻 R1=U-UgIg=3-0.3W=900W -33´10 R2=U-UgIg=15-0.3W=4900W -33´10（2）将两只电压表串联后测电压，即如图所示连接，因流过表头的电流相同，故偏角而电压表内阻RV 1、RV2有关系，RV1/RV2=1/5，故电压表示数之比也为U1：U2=1：q1=q2，5。 评点：电流表改装成电压表的问题要留意串联电阻电压的安排关系，同时留意电压表的电压到量程时，表头内的电流就到满偏。 例2.（2001年全国高考题）下图中E为电源，其电动势为E，R1为滑线变阻器，R2为电阻箱，A为电流表，用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA；闭合K1，断开K2，调整R1，使电流表读数等于其量程I0；保持R1不变，闭合K2，调整R2，使电流表读数等于I0，然后读出R2的值，取RA»R2。 2 （1）按上图所示电路在下图所给出的实物图中画出连接导线。 （2）真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即 RA-R2。试导出它RA与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。 （3）若I0=10mA，真实值RA约为30，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？ 解题方略：首先题中给出了试验电路图，让连接实物图，只要正确识别各元件的结构，找出两图中符号与实物元件间的对应关系，连接相应的导线即完成连接，其次要求相对误差，就要理解什么是相对误差，还须要弄清本试验产生误差的缘由，闭合K1，断开K2时，电流表读数I0=E；保持R1不变，闭合K2，调整R2，当电流表读数等于I0/2时，题中R1+RA取RA=R2，即认为R2中电流也为I0/2，总电流仍为I0，事实上，当R2与RA并联后，闭合电路的总电阻减小了，总电流I>I0，R2中电流大于I0/2，所以R2将小于RA，这就造成本试验的测量值R2小于实际值RA，产生了试验误差，只要我们利用两个步骤的电路，用闭合电路欧姆定律，找出R2与RA的实际关系，问题就解决了。 答案：（1）连线如下图所示 （2）由闭合电路欧姆定律对步骤有 E=I0 R1+RA对步骤有 IR2E×=0 R×R2RA+R22R1+ARA+R2解得RA-R2I0=RA RAEI0RA10´10-3´30I0=V=6V，（3）由（2）所得及题中要求，可知RA£5%因此，E³0.050.05E故电源电动势的最小值为6V。 例3.如图所示，将一个改装的电流表接入电路和进行校准，发觉待测表的读数比标准表的读数偏大一些，如表头G的Ig是精确的，出现的误差可能是下述哪种缘由引起的（ ） A.Rg的测量值比真实值偏大 B.Rg的测量值比真实值偏小 'C.所并联的R并比公式R并=IgRgI-IgIgRgI-Ig'计算出的R并偏小 'D.所并联的R并比公式R并='计算出的R并偏大 解题方略：待测表的读数偏大，表明通过待测表的G的电流比标准表的G的电流强度大，使G的指针偏转较大，反映了R并支路分去的电流太少，即R并太大，由并联电路Ug=U并，有IgRg=(I-Ig)R并，所以R并=IgRgI-Ig，在Ig与I精确时，R并的阻值偏大或偏小，干脆反映了Rg的测量比真实值是偏大还是偏小，所以选项A正确，B错误。 ''同理，当Rg为精确的，则R并也相对精确，由上述分析R并偏大，即R并>R并，此时通过G的电流大，待测表的指针偏转就大，所以选项D正确。 答案：AD 【模拟试题】 1.如图所示，一个电流表上装有四个接头A、B、C、D分别接到电流表G和两个分流电阻R1和R2上，假如用一个铜片把B和C连接起来，则电流表能够量度的最大电流为1.5A，假如把A和B以及C和D分别用铜片连接起来，则电流表能够量度的最大电流为3A，已知R1=R2=R，求当四个接头不连结任何铜片时，电流表所能量度的最大电流是_A。 2.用标准安培表对改装安培表 进行校准，如图所示电路，要求从10mA校准到50mA，已知电源电动势2V，内阻不计，则定值电阻R2阻值应是_，电阻R2的额定功率P2为_W，滑动变阻器R1阻值改变范围是_。 3.有一个电压表，量程已知，内阻为RV。另有一电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽视），请用这只电压表和电池，再用一个电键和一些连接用的导线，设计测量某一高值电阻Rx的试验方法（已知Rx的值与RV相差不大） （1）在矩形框中画出试验电路图。 （2）简要写出测量步骤和需记录数据，导出高值电阻Rx的计算式。 4.某电压表的内阻在20k50k之间，现要测量其内阻，试验室供应下列可选用器材：待测电压表（量程3V），电流表 （量程200A），电流表 （量程5mA），电流表（量程0.6A），滑动变阻器R（最大阻值1k），电源E（电动势4V），电键K。 （1）所供应的电流表中，应选用_（填写字母代号）。 （2）为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在下图中画出符合要求的试验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。 5.从下表中选出适当的试验器材，设计一电路来测量电流表有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。 器材（代号） 电流表（电流表（电压表（电阻R1 电池（E） 电键（S） 导线若干 ） ） ） 规格 量程10mA，内阻r1待测（约40） 量程500A，内阻r2=750 量程10V，内阻r3=10k 阻值约100，作爱护电阻用 总阻值约50 电动势1.5V，内阻很小 的内阻r1，要求方法简捷，滑动变阻器R2 （1）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。 （2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1=_，式中各符号的意义是：_。 试题答案 1.1A 2.40 0.1 0160 3.（1）如图 （2）Rx=U1-U2RV U2 4.（1） （2）如图 5.（1）如图 （2）I2r2 I1表示通过电流表I1的电流，I2表示通过电流表的电流，r2表示电流表 的内阻。 高三物理电学试验专题教案 中考物理电学试验总结分析 初三物理电学课件 高三物理激光教案 高三物理单摆教案 高三物理试验教学总结 届中考物理电学教案 16.4高三物理碰撞教案 高三电学复习教案1.静电场 高三物理教案：动量守恒教案 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页