【新战法】2016届高考物理专题电学实验课件优秀PPT.ppt
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1、专题专题13 13 电学试验电学试验电学试验常用仪器介绍电学试验常用仪器介绍试验七试验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率试验八试验八 描述小电珠的伏安特性曲线描述小电珠的伏安特性曲线试验九试验九 测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻试验十试验十 练习运用多用电表练习运用多用电表试验十一试验十一 传感器的简洁运用传感器的简洁运用试验十二试验十二 电表内阻的测量电表内阻的测量1 1螺旋测微器的构造、原理及读数螺旋测微器的构造、原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B
2、上(2)螺旋测微器的原理测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转电学试验常用仪器介绍电学试验常用仪器介绍一小格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺(3)读数:测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出测量值(mm)固定刻度数(mm)(留意半毫米刻线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm)2游标卡尺的构造、原理及读数(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪),游标
3、尺上还有一个深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉(如图所示)电学试验常用仪器介绍电学试验常用仪器介绍(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径(3)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:电学试验常用仪器介绍电学试验常用仪器介绍(4)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标尺的格数,则记录结果表达为(xk精确度)mm.3 3多用电表的构造及读数多用电表的构造及读数(1)表头:多
4、用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程外形如图所示:上半部为表头,表头上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程另外,还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔电学试验常用仪器介绍电学试验常用仪器介绍由于多用电表的测量项目和量程比较多,而表头的空间有限,所以并不是每个项目的量程都有特地的标度,有些标度就属于共用标度,如图中的其次行就是交、直流电流和电压共用的标度(2)多用电表的内部构造多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的,每进行一种测量时,只运用其中一部分电路,其他部分不起作用将多用电表的选择开关旋转到电流挡
5、,多用电表内的电流表电路就被接通;选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通如图所示,其中1、2为电流测量端,3、4为电压测量端,5为电阻测量端,测量时,黑表笔插入“”插孔,红表笔插入“”插孔,并通过转换开关接入与待测量相对应的测量端返回专题首页返回专题首页电学试验常用仪器介绍电学试验常用仪器介绍试验七试验七 测定金属测定金属的电阻率的电阻率1.试验原理试验原理依依据据电电阻阻定定律律R,只只要要测测出出金金属属导导线线的的长长度度L和和它它的的直直径径d,计计算算出出导导线线的的横横截截面面积积S,用用伏伏安安法法测测量量出出金金属属导导线线的的电电阻阻R,即即可可计
6、计算算出出金金属属导导线的电阻率线的电阻率2试验器材的运用试验器材的运用螺旋测微器、游标卡尺的运用螺旋测微器、游标卡尺的运用(详见详见P232)3试验步骤试验步骤(1)用用螺螺旋旋测测微微器器在在被被测测金金属属导导线线的的三三个个不不同同位位置置各各测测一一次次直直径径,求求出出其平均值其平均值d,计算出导线的横截面积,计算出导线的横截面积S.(2)按如图所示电路图用导线把器材连好,并把滑动变阻器阻值调到最大(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量三次,求出其平均值L.(4)电路经检查无误后,闭合开关S,变更滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I
7、和U的值,记入记录表格内断开开关S,求出电阻R的平均值(5)将得到的R、L、d的值代入电阻率计算公式中,计算出金属导线的电阻率(6)拆去试验线路,整理好试验器材试验七试验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率4伏安法测电阻伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较试验七试验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率(2)两种电路的选择阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法简单概括为“大内偏大,小外偏小”比值比较法若 ,则用电流表外接法,若 ,则用内接法试触法:如图所示,将电压表分别接在a、c和b、c两点间时,若电
8、流表示数变化较明显,说明电压表分流较大,应选用内接法,若电压表示数变化较明显,则选用外接法试验七试验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率5限制电路的比较与选择限制电路的比较与选择(1)滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较试验七试验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率(2)两种接法的适用条件滑动变阻器以何种方式接入电路中,应遵循平安性、精确性、便利性、节能性的原则,综合考虑,灵敏选用在下列三种状况下必需接受分压式接法:要求通过被限制部分的电流或电压实现从零起先调整(例如测定导体的伏安特性,从零刻度起先校对改装后的电表等),即大范围测量时,必需接受分压式接法
9、当用电器的电阻R远大于滑动变阻器的电阻R0,且试验要求电压变更范围较大(或要求测量多组数据)时,必需接受分压式接法若接受限流式接法,电路中的实际电压(或电流)的最小值仍超过R的额定电压(或电流)时,只能接受分压式接法试验七试验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率在下列三种状况下可接受限流式接法:测量时电路中的电流、电压没有从零起先调整的要求,只是小范围的测量,且R与R0接近,或R略小于R0时,接受限流式接法电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,接受限流式接法没有很高的要求,仅从平安性和精确性角度分析,两者均可接受时,可考虑安装简便和节能因素,接受限流式接法6留意
10、事项(1)因为一般金属导线电阻较小,所以用外接法,而不是内接法(2)测长度L时应测接入电路的金属导线的有效长度在金属导线的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.试验七试验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率(3)闭合开关前,应把滑动变阻器的滑动触头置于正确位置(4)多次测量U、I,先计算R,再求R的平均值(5)电流不宜过大,通电时间不宜过长,否则电阻率要变更,电流表一般选00.6 A量程7误差分析(1)金属导线的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一(2)接受伏安法测量金属导线的电阻时,由于接受的是电流表外接法,电阻的测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小(3)金属导线
11、的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差(4)由于金属导线通电后发热升温,会使金属导线的电阻率变大,造成测量误差返回专题首页返回专题首页试验七试验七 测定金属的电阻率测定金属的电阻率试验八试验八 描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线1.试验原理试验原理金金属属物物质质的的电电阻阻率率随随温温度度上上升升而而增增大大,从从而而使使得得一一段段金金属属导导体体的的电电阻阻随随温温度度变变更更发发生生相相应应变变更更对对一一只只灯灯泡泡来来说说,不不正正常常发发光光和和正正常常发发光光时时灯灯丝丝的的电电阻阻值值可可以以相相差差几几倍倍到到十十几几倍倍,它它的的伏伏安安特特性性曲
12、曲线线(IU图图线线)并并不不是是一一条条直直线线,即即灯灯丝丝的的电电阻阻是是非非线线性性的的本本试试验验通通过过描描绘绘伏伏安安特特性性曲曲线线的的方方法法来来探探讨讨灯泡在某一电压变更范围内其阻值变更,从而了解它的导电特性灯泡在某一电压变更范围内其阻值变更,从而了解它的导电特性2试验步骤试验步骤(1)按按右右图图连连接接好好电电路路,把把滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片P调调整整到到靠近靠近A端处端处(2)闭合开关S,把滑片P调节到某个合适的位置,然后读出此时电压表的示数U1和电流表的示数I1,并把它们记录到下面表格中(3)把滑片P从A端逐渐往B端调节,重复步骤(2),读出并记录下12组
13、左右不同的电压值和电流值(4)断开开关S,拆除电路(5)以I为纵轴、U为横轴画出直角坐标系,选取适当的标度,在坐标系内依次描出12组数据所表示的点,然后用平滑曲线连接这些点,此曲线就是小灯泡的伏安特性曲线试验八试验八 描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线3留意事项留意事项(1)因因本本试试验验要要作作出出IU图图线线,要要求求测测出出包包括括零零在在内内的的电电压压、电电流流值,因此滑动变阻器要接受分压式接法值,因此滑动变阻器要接受分压式接法(2)本本试试验验中中,因因被被测测小小灯灯泡泡电电阻阻较较小小,所所以以试试验验电电路路必必需需接接受受电电流表的外接法流表的外接法(3)开
14、开关关闭闭合合后后,调调整整变变阻阻器器滑滑片片的的位位置置,使使灯灯泡泡的的电电压压渐渐渐渐增增大大,可可在在电电压压表表读读数数每每增增加加一一个个定定值值(如如0.5 V)时时,读读取取一一次次电电流流值值;调调整整滑片时应留意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压滑片时应留意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压(4)在在坐坐标标纸纸上上建建立立一一个个直直角角坐坐标标系系,纵纵轴轴表表示示电电流流I,横横轴轴表表示示电电压压U,两两坐坐标标轴轴选选取取的的标标度度要要合合理理,使使得得依依据据测测量量数数据据画画出出的的图图线线尽尽量占满坐标纸,要用平滑曲线将各数据点连接起来量占满坐
15、标纸,要用平滑曲线将各数据点连接起来试验八试验八 描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线4误差分析误差分析(1)由由于于电电压压表表不不是是志志向向电电表表,内内阻阻并并非非无无穷穷大大,电电流流表表外外接接,由由于电压表的分流,使电流的测量值大于真实值于电压表的分流,使电流的测量值大于真实值(2)测量时读数带来误差测量时读数带来误差(3)在坐标纸上描点、作图带来误差在坐标纸上描点、作图带来误差返回专题首页返回专题首页试验八试验八 描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线试验九试验九 测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻1.试验原理试验原理如如图图所所示示通通过过变变
16、更更滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值,用用电电压压表表和和电电流流表表测测出出每每种种状状态态(最最少少两两种种)下下的的U、I值值,依依据据闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律EUIr,列列方方程程求求电电动动势势E和和内内阻阻r.多多测测几几组组U、I数数据据,分分别别求求出出每每组组测测量量数数据据对对应应的的E、r值值,最最终终求出平均值求出平均值还可用图像确定电源的电动势和内阻由UEIr知,对于确定的电源,E、r为定值,U是I的一次函数,U与I的关系图像是一条直线2试验步骤(1)确定电流表、电压表的量程,按下图所示电路把器材连接好试验九试验九 测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻
17、(2)把变阻器的滑片移到一端使其接入电路的阻值最大(3)闭合开关,调整变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组I和U的值(4)断开开关,整理好器材(5)数据处理,用原理中的方法计算或从UI图像中找出E和r.3试验数据的处理(1)公式法:把测量的几组数据分别代入EUIr中,然后两个方程为一组,解方程组,求解出几组E、r的值,最终对E、r分别求平均值作为测量结果试验九试验九 测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻(2)图像法:以I为横坐标、U为纵坐标建立直角坐标系,根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点;用直尺画一条直线,使尽量多的点落在这条直线上
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