高中物理电学实验基础精选PPT.ppt
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1、高中物理电学实验基础第1页,此课件共45页哦一、电表、电表的改装一、电表、电表的改装1.灵敏电流表灵敏电流表G(1)三个主要参数)三个主要参数内阻内阻Rg:电流表线圈的电电流表线圈的电阻,大约几欧到几十欧。阻,大约几欧到几十欧。满偏电流满偏电流Ig:指针批转到指针批转到最大刻度时的电流,大最大刻度时的电流,大约几十微安到几毫安。约几十微安到几毫安。第2页,此课件共45页哦满偏电压满偏电压Ug:电流表通过电流表通过Ig时两端的电时两端的电压,大约零点几伏。压,大约零点几伏。(2)三个参数间的关系:由欧姆定律)三个参数间的关系:由欧姆定律可知可知Ug=IgRg注意:电表就是电阻。注意:电表就是电阻
2、。UgGRgIg第3页,此课件共45页哦2.电压表电压表(1)电压表的改装)电压表的改装电流表电流表G 的电压量程的电压量程Ug=IgRg,当改装成量程为,当改装成量程为U的的电压表时,应串联一个电阻电压表时,应串联一个电阻R分去多余的电压分去多余的电压U-Ug,电阻,电阻R叫分压电阻。叫分压电阻。UgGRgIgU-UgR(2)电压表的内阻:)电压表的内阻:Rv=Rg+R第4页,此课件共45页哦I3.电流表的改装电流表的改装电流表电流表G 的电压量程的电压量程Ug=IgRg,当改装成量,当改装成量程为程为I的电流表时,应并联一个电阻的电流表时,应并联一个电阻R分去多分去多余的电流余的电流I-I
3、g,电阻,电阻R叫分流电阻。叫分流电阻。RI-IgUgGRgIg(2)电流表的内阻:)电流表的内阻:RA=RgR/(R+Rg)第5页,此课件共45页哦4.电流表改装成欧姆表电流表改装成欧姆表原理:闭合电路的欧姆定律原理:闭合电路的欧姆定律如图所示,当红、黑表笔短接时,调如图所示,当红、黑表笔短接时,调节节R R,使电流表的指针达到满偏电流,使电流表的指针达到满偏电流,此时指针所指表盘上满刻度处对应两此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有:表笔间电阻为零。这时有:当两表笔间接入电阻当两表笔间接入电阻RxRx时,电时,电流表的电流为:流表的电流为:G+RE r红表笔黑表笔RxG+R
4、E r红表笔黑表笔第6页,此课件共45页哦当当Rx改变时,改变时,Ix随着改变,将随着改变,将电流表表盘上电流表表盘上Ix处标上对应处标上对应的的Rx值,就构成了欧姆表。值,就构成了欧姆表。中值电阻:欧姆表的内阻即中值电阻:欧姆表的内阻即为中值电阻为中值电阻R R中中R R内内R+Rg+rR+Rg+r因因Ix与与Rx 不是线性关系,欧姆不是线性关系,欧姆表表盘刻度不均匀。表表盘刻度不均匀。G+RE r红表笔黑表笔Rx第7页,此课件共45页哦二、滑动变阻器的两种接法二、滑动变阻器的两种接法1.限流接法限流接法如图所示。如图所示。用电器用电器Rx的电压调节范围:的电压调节范围:RxPa R bSE
5、 r 电路消耗的总功率为:电路消耗的总功率为:EI第8页,此课件共45页哦限流接法的选用原则:限流接法的选用原则:测量时电路中的电流或电测量时电路中的电流或电压压没有要求从零开始连续调节,没有要求从零开始连续调节,只在小范围内变化,且待测只在小范围内变化,且待测电电阻阻RxRx与与R R接近时。接近时。电源的放电电流或滑动变电源的放电电流或滑动变阻阻器的额定电流太小,不能满器的额定电流太小,不能满足足分压接法的要求时。分压接法的要求时。两种方法都满足时优先选两种方法都满足时优先选用用限流接法。限流接法。RxPa R bSE r 第9页,此课件共45页哦2.分压接法分压接法如图所示如图所示RxR
6、x电压调节范围电压调节范围0UxE0UxE。开关闭合前,开关闭合前,P P应在应在a a端。端。Sa R bE rRxP分压接法的选用原则:分压接法的选用原则:测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。待测电阻待测电阻RxRx远大于远大于R R,且要求电压变化范围较大,且要求电压变化范围较大时。时。采用限流接法时,电路中实际电压或电流的最采用限流接法时,电路中实际电压或电流的最小值仍超过小值仍超过RxRx的额定值或电表量程时。的额定值或电表量程时。第10页,此课件共45页哦三、电阻的测量三、电阻的测量1.伏安法测电阻伏安法测电阻(1)原理:部分电路的欧姆定
7、律。)原理:部分电路的欧姆定律。(2)电流表外接法,如图所示。)电流表外接法,如图所示。误差分析:误差分析:VAR待待产生误差的原因:电压表产生误差的原因:电压表V分流。分流。适用于测小阻值电阻,即适用于测小阻值电阻,即Rx远小于远小于Rv时。时。第11页,此课件共45页哦(3)电流表内接法,如图所示。)电流表内接法,如图所示。误差分析:误差分析:产生误差的原因:电流表产生误差的原因:电流表A分压。分压。VAR待待适用于测大阻值电阻,即适用于测大阻值电阻,即Rx远大于远大于RA时。时。第12页,此课件共45页哦(4)内、外接法的选用原则)内、外接法的选用原则计算临界电阻:计算临界电阻:若若Rx
8、R0,待测电阻为大电阻,用内接法,待测电阻为大电阻,用内接法若若RxR0,待测电阻为小电阻,用外接法,待测电阻为小电阻,用外接法即大电阻,内接法;小电阻,外接法。即大电阻,内接法;小电阻,外接法。可记为:大内小外。可记为:大内小外。第13页,此课件共45页哦试触法确定内外接法:在不知道试触法确定内外接法:在不知道R RV V、R RA A、R RX X的大致值时,可用试触法,如图所示:的大致值时,可用试触法,如图所示:VAR待ba触头分别接触触头分别接触a、b两点:若两点:若V变化大,说明变化大,说明A分压大,应用外接法;若分压大,应用外接法;若A变化大说明变化大说明V分流分流大,应用内接法。
9、大,应用内接法。第14页,此课件共45页哦例例1:某同学欲测一电阻:某同学欲测一电阻Rx的阻值(约为的阻值(约为300)可供可供选择的的仪器有:器有:电流表流表A1,量程,量程10mA;电流表流表A2,量程,量程0.6A;电压表表V1,量程,量程3V;电压表表V2,量程,量程15V;电源源电动势为4.5V。请同学同学们按按图接好接好电路,路,闭合合S1后,把开关后,把开关S2拨至至a时,发现两两电表的表的指指针偏偏转的角度都在的角度都在满偏的偏的4/5处;再把开关;再把开关S2拨至至b时,发现其中一个其中一个电表的指表的指针偏偏转几乎不几乎不变,另,另一个一个电表的指表的指针偏偏转的角度在的角
10、度在满偏的偏的3/4处;该同学在同学在实验中中所所选电压表的量程表的量程为()所选电流表的量程为(所选电流表的量程为()Rx的的测量量值为()。)。ARxVS1S2abR3V10mA320第15页,此课件共45页哦2.安安法测电阻安安法测电阻若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压表及表及定值电阻来使用定值电阻来使用.A2A1(1)如右图所示,当两电表所)如右图所示,当两电表所能测得的最大电压接近时,如能测得的最大电压接近时,如果已知果已知A1的内阻的内阻R1,则可测得,则可测得A2的内阻的内阻R2=I1R1/I2.A2A1R0(2)如右图所示,当两电表的)
11、如右图所示,当两电表的满偏满偏UA2UA1时,时,A1串联一电阻串联一电阻R1,同样则可测得,同样则可测得R2的内阻的内阻R2=I1(R1+R0)/I2.第16页,此课件共45页哦例例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材如如下:电流表下:电流表A1(量程(量程250mA,内阻,内阻r1=5);标准准电流表电流表A2(量程(量程300mA,内阻,内阻r2约为约为5);待待测电阻阻R1(阻(阻值约为100););滑滑动变阻器阻器R2(最大阻值为(最大阻值为10););电源电源E(电动势约为(电动势约为10V,内阻,内阻r约为约为1););开关开关S,导线若干
12、。,导线若干。(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路原理图,并表明代号。验电路原理图,并表明代号。(2)实验中,需要直接测量的物理量是()实验中,需要直接测量的物理量是()用测的量表示待测电阻用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是的阻值的计算公式是()第17页,此课件共45页哦答案:(答案:(1)原理图如)原理图如图所示图所示.(2)设两电流表)设两电流表A1和和A2的读数为的读数为I1、I2,待测电阻待测电阻R1阻值的阻值的计算公式为:计算公式为:A2R1R2SEA1第18页,此课件共45页哦(1)如图所示,当两电表的满偏电流接近时,如)如
13、图所示,当两电表的满偏电流接近时,如果已知果已知V1的内阻的内阻R1,则可测得,则可测得V2的内阻的内阻R2=U2R1/U1.3.伏伏法测电阻伏伏法测电阻 若电压表内阻已知,则可当作电流表、若电压表内阻已知,则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。电压表及定值电阻来使用。V2V1(2)如右图所示,当两电表的满偏电流)如右图所示,当两电表的满偏电流IV2IV1时,时,V1并联一电阻并联一电阻R0,同样则可测得,同样则可测得R2的内阻的内阻R0V1V2第19页,此课件共45页哦例例3.用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(的阻值(9001000):电源):电源E(电动势约为(
14、电动势约为9V,有一定内,有一定内阻);电压表阻);电压表V1(量程(量程1.5V,内阻,内阻r1=750);电压表电压表V2(量程(量程5V,内阻,内阻r2约为约为2500);滑滑动变阻器阻器R(最大阻值为(最大阻值为100);开关);开关S,导线若干。,导线若干。(1)测量中要求电压表的读数不小于量程的)测量中要求电压表的读数不小于量程的1/3,试画出实验中测量电阻,试画出实验中测量电阻Rx的异种原理图。的异种原理图。(2)若电压表)若电压表V1的读数为的读数为U1,V2的读数为的读数为U2,则则用已知量和测的量表示待测电阻用已知量和测的量表示待测电阻Rx的阻值的计算的阻值的计算公式是公式
15、是 (2004年全国)年全国)第20页,此课件共45页哦答案:(答案:(1)原理图如)原理图如图所示图所示.(2)待测电阻)待测电阻RX阻值阻值的计算公式为:的计算公式为:V2RxRSEV1第21页,此课件共45页哦4.电阻箱或定值电阻当电表用电阻箱或定值电阻当电表用(1)电阻箱作电压表用,)电阻箱作电压表用,如图所示:可测得电如图所示:可测得电流表流表A2的内阻的内阻R2(I1-I2)R/I2图中电阻箱图中电阻箱R可测得电压可测得电压为(为(I1-I2)R(2)电阻箱作电流表用)电阻箱作电流表用如图所示,若已知如图所示,若已知R及及RV,则测得干路电流为:则测得干路电流为:A2A1RRRVV
16、I第22页,此课件共45页哦5.比较法测电阻如图所示,测得电阻箱如图所示,测得电阻箱R1的阻值及的阻值及A1表、表、A2表的表的示数示数I1、I2,可得,可得Rx=I2R1/I1.若考虑电表内阻的影响,若考虑电表内阻的影响,则则I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2)A2A1UR1Rx第23页,此课件共45页哦6.替代法测电阻如图所示,如图所示,S S接接1 1,调节,调节R R2 2,读出电流表示,读出电流表示数为数为I I;S S接接2 2,保持,保持R R2 2不变,调节电阻箱不变,调节电阻箱R1R1,使电,使电流表示数也为流表示数也为I I。由上可得:由上可得:R RX X=R=R1
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