电学专题实验精选文档.ppt
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1、电学专题实验本讲稿第一页,共五十一页 电阻的测量方法及电路的设计电阻的测量方法及电路的设计开始开始问题1在前面的复习中,电阻的测量有哪些常见方法?伏安法、欧姆表法等。伏安法、欧姆表法等。本讲稿第二页,共五十一页设设计计思思路路外接法?外接法?内接法?内接法?滑动滑动变阻器变阻器限流式?限流式?分压式?分压式?AVAV如何设计完整的电阻测量电路?测量电路测量电路供电电路供电电路下一页下一页上一页上一页本讲稿第三页,共五十一页内接法外接法RxRxR1.1.电流表的内、外接选择电流表的内、外接选择a ab bc cV(2)试触法试触法电流表示数电流表示数比电压表示数比电压表示数变化明显变化明显,应采
2、用内接法;应采用内接法;电压表示数电压表示数比电流表示数比电流表示数变化明显变化明显,应采用外接法应采用外接法.(1)比值比较法比值比较法本讲稿第四页,共五十一页2 2、控制电路、控制电路:分压式与限流式分压式与限流式(2 2)限流式限流式 V V(1 1)分压式分压式 V V(1).(1).选用限流式接法选用限流式接法测量电路电流或电压没有要求从零开始连调节,只是小范围测量电路电流或电压没有要求从零开始连调节,只是小范围内测量,内测量,且且RxRx小于小于R R变变,采用限流式接法,采用限流式接法.(2).(2).选用分压式接法选用分压式接法(1 1)要求)要求从零开始从零开始可连续调节时,
3、必须采用分压接法可连续调节时,必须采用分压接法.(2 2)当用电器的电阻)当用电器的电阻RxRx远大于远大于R R变变.(3 3)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最最 小值仍超过小值仍超过RxRx的额定值的额定值时,只能采用分压接法时,只能采用分压接法.思考:思考:闭合开关闭合开关S前前P分别放在何处?分别放在何处?本讲稿第五页,共五十一页3 3、实验器材的选择:、实验器材的选择:(1 1)安全性原则:)安全性原则:电流或电压不能超过电流表或电压表的量程;电流或电压不能超过电流表或电压表的量程;(2 2)精确性原则:)精确性原则:表的指针尽
4、可能在中心刻度附近;表的指针尽可能在中心刻度附近;(3 3)经济性原则:)经济性原则:在保证安全可靠的前提下,减小额外的电能耗。在保证安全可靠的前提下,减小额外的电能耗。本讲稿第六页,共五十一页例例1 1:要测定一个要测定一个R Rx x 约约5 5 的电阻,手头备有的器材有几种:的电阻,手头备有的器材有几种:A A电池组电池组(E=3V(E=3V,r r1)1)B B电流表电流表(量程量程0 00.6A0.6A,内阻,内阻0.1)0.1)C C电流表(量程电流表(量程0 03A3A,内阻,内阻0 00101)D D电压表电压表(量程量程0 03V3V,内阻,内阻3K)3K)E E电压表电压表
5、(量程量程0 015V15V;电阻;电阻15k)15k)F F滑动变阻器滑动变阻器(最大值最大值1010,限流,限流1A)1A)G G变阻器变阻器(最大值最大值20002000,限流,限流0.3A)0.3A)H H电键,导线若干电键,导线若干(1 1)试选定一个较合适的实验方案,选用器材的是试选定一个较合适的实验方案,选用器材的是(2 2)画出原理图画出原理图ABDFH上一页上一页下一页下一页本讲稿第七页,共五十一页分析:分析:1估计电流:估计电流:I=E/(Rx+r)=0.5A电电流表宜选流表宜选B项项2根据电源电压为根据电源电压为3V电压表选电压表选D项项4供电电路若用滑动变阻器分压式,变
6、阻器供电电路若用滑动变阻器分压式,变阻器10和和2000都太大,所以用都太大,所以用限流式限流式,滑动变阻器选滑动变阻器选F3用比值法得出:测量电路用用比值法得出:测量电路用电流表外接法电流表外接法本讲稿第八页,共五十一页实验电路图为实验电路图为:AV供电电路AV测量电路(3)将下列实物图连接成电路图将下列实物图连接成电路图+-1.从电源从电源+到到-2.先连接干路先连接干路再连接支再连接支路路上一页上一页下一页下一页点击连线点击连线本讲稿第九页,共五十一页题后记题后记1:1.对于电表的选择,要注重量程的选择,既不要太小(否对于电表的选择,要注重量程的选择,既不要太小(否则会烧坏电表),也不要
7、太大(否则误差就会大)则会烧坏电表),也不要太大(否则误差就会大)2.题中如果给出了某用电器的题中如果给出了某用电器的“铭牌铭牌”,就先算出相应,就先算出相应的额定电流、额定电压、电阻及功率,这有助于我们选的额定电流、额定电压、电阻及功率,这有助于我们选择电表及滑动变阻器择电表及滑动变阻器3.实物连成电路时,实物连成电路时,从电源的正极出发,先连干路后支路,注意从电源的正极出发,先连干路后支路,注意滑动变阻器的分压式接法,电键要在干路上滑动变阻器的分压式接法,电键要在干路上4.连好实物图后,对照电路再检查,注意检查导线是否接连好实物图后,对照电路再检查,注意检查导线是否接在接线柱上(导线中间不
8、应分叉),电表量程、正负极是在接线柱上(导线中间不应分叉),电表量程、正负极是否恰当,滑动变阻器的触头是否处在恰当位置等否恰当,滑动变阻器的触头是否处在恰当位置等上一页上一页下一页下一页本讲稿第十页,共五十一页例例2:有一个电阻有一个电阻Rx,其阻值大约是,其阻值大约是25k,可供选择的,可供选择的器材是:器材是:电流表电流表A1(0-100A,2k)电流表电流表A2(0-500A,300)电压表电压表V1(0-10V,100k)电压表电压表V2(0-50V,500K)直流稳压电源直流稳压电源E(15V,1A)滑动变阻器滑动变阻器R(1k,1W)电键电键K和若干根导线试选择适当的器材,选取适当
9、和若干根导线试选择适当的器材,选取适当的电路,使测量尽可能准确,并画出电路图并连接实的电路,使测量尽可能准确,并画出电路图并连接实物图。物图。上一页上一页下一页下一页本讲稿第十一页,共五十一页解答解答:画出实验电路图如下:画出实验电路图如下:电流表电流表A1(0-100A,2k)电流表电流表A2(0-500A,300)电压表电压表V1(0-10V,100k)电压表电压表V2(0-50V,500K)A2V1RX25K=15V1K+上一页上一页下一页下一页点击一次点击一次本讲稿第十二页,共五十一页变式:变式:.现用伏安法较准确的测一个阻值约为现用伏安法较准确的测一个阻值约为30K30K的电阻,的电
10、阻,可供选用的实验仪器有:可供选用的实验仪器有:A A电源(电动势电源(电动势3V3V,内阻,内阻0.50.5)B B电源(电动势电源(电动势16V16V,内阻,内阻22)C C电流表(量程电流表(量程0 01mA1mA,内阻,内阻250250)D D电流表(量程电流表(量程0 0500A500A,内阻,内阻500500)E E电压表(量程电压表(量程0 03V3V,内阻,内阻10K10K)F F电压表(量程电压表(量程0 015V15V,内阻,内阻50K50K)G G滑动变阻器(阻值滑动变阻器(阻值0 0200200)H H开关和导线若干开关和导线若干实验电路应选取的仪器是实验电路应选取的仪
11、器是 (用字母表示);(用字母表示);(2 2分)分)在右面方框图中画出实验电路图在右面方框图中画出实验电路图.(2 2分)分)答案:(B D F G H)(分压内接)本讲稿第十三页,共五十一页二二.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、电压表若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用及定值电阻来使用.A2A1(1)当两电表所能测得的最大电压当两电表所能测得的最大电压接近时,如果已知接近时,如果已知A1的内阻的内阻R1,则可,则可测得测得A2的内阻的内阻R2=I1R1/I2.A2A1R0(2)当两电表的满偏)当两电表的满偏UA2UA1时,时,A1串联一电阻串联
12、一电阻R1,同样则可测得,同样则可测得A2的内的内阻阻R2=I1(R1+R0)/I2.本讲稿第十四页,共五十一页例例3.用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材如用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材如下: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。,导线若干。(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路原理图
13、,)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。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()本讲稿第十五页,共五十一页答案:(答案:(1)原理图)原理图如图所示如图所示.(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阻值的计阻值的计算公式为:算公式为:A2R1R2SEA1本讲稿第十六页,共五十一页本讲稿第十七页,共五十一页已知电表内阻已知电表内阻,则电压表可以测电流则电压表可以测电流,电流表可以测电压电流表可
14、以测电压本讲稿第十八页,共五十一页(1)如图所示,当两电表的满偏电流接近时,如果如图所示,当两电表的满偏电流接近时,如果已知已知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/U1.三三.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并并联一电阻联一电阻R0,同样则可测得,同样则可测得V2的内阻的内阻R0V1V2本讲稿第十九页,共五十一页例例4.用以下器材测量一待测电阻用以下器材
15、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(电动势约为9V,有一定内阻);,有一定内阻);电压表电压表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
16、量表示待测电阻用已知量和测的量表示待测电阻Rx的阻值的计算公式是的阻值的计算公式是 本讲稿第二十页,共五十一页答案:(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本讲稿第二十一页,共五十一页练习练习.从下表中选出适当的实验器材从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量一个刻度盘总共设计一电路来测量一个刻度盘总共有有10个小格且刻度均匀、但量程未准确确定的电压表个小格且刻度均匀、但量程未准确确定的电压表V1的量程的量程U1m。要求。要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测出多组数据。()画出电方法简捷,有尽可能高
17、的精确度,并能测出多组数据。()画出电路,标明所用器材的代号。()若选用测量数据中的一组合理数据路,标明所用器材的代号。()若选用测量数据中的一组合理数据来计算来计算V1的量程的量程U1m,(表中各电表的内阻都是已知量)(表中各电表的内阻都是已知量)则表达式表达式为U1m=式中各字母代表的是式中各字母代表的是器材(代号)器材(代号)规格规格待待测测电电压压表表V1量程在量程在2525V左右,内阻左右,内阻r1=250k标标准准电电压压表表V2量程在量程在2 2V左右,内阻左右,内阻r2=20k电流表电流表A量程在量程在3 3A左右,内阻左右,内阻r3=0.003滑滑动动变变阻阻器器R总阻值总阻
18、值1k稳压电源稳压电源E E30V,内阻很小,内阻很小开关开关、导线导线V1V2R电路图电路图U2是是V2的示数,的示数,N是是V1偏转的格数。偏转的格数。本讲稿第二十二页,共五十一页本讲稿第二十三页,共五十一页本讲稿第二十四页,共五十一页本讲稿第二十五页,共五十一页练习练习2为了测量量程为的内阻(内阻约为了测量量程为的内阻(内阻约2000),),实验室可以提供的器材有:实验室可以提供的器材有:电流表电流表A1,量程为,量程为0.6,内阻约为,内阻约为0.1;电压表电压表V2,量程为,内阻约为,量程为,内阻约为3500;电阻箱电阻箱R1的阻值范围为的阻值范围为 9999;电阻箱电阻箱R2的阻值
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