恒定电流复习.pptx

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1、1 1、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压2 2、形成电流的条件：、形成电流的条件：（1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 （2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压3 3、恒定电流、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的大小、方向都不随时间变化的电流。电流。2.1 2.1 电源和电流第1页/共101页（2 2）电流有方向，但它是标量。）电流有方向，但它是标量。规定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。规定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。（1 1）定义式）定义式:I=q/t4.4.电流：电流：（3 3）金属导体中电流的计算式：）金属导体中电流的计算式：I=nqSvn

2、为单位体积为单位体积内的自由电荷的个内的自由电荷的个数，数，S为导线的横截面积，为导线的横截面积，v为自为自由电荷的定向移动速率。由电荷的定向移动速率。第2页/共101页 例题分析例题分析 例例例例1111某电解池中，若在某电解池中，若在某电解池中，若在某电解池中，若在2s2s2s2s内各有内各有内各有内各有1.0101.0101.0101.01019191919个二价正离子个二价正离子个二价正离子个二价正离子和和和和2.0102.0102.0102.01019191919个一价负离子通过某截面，个一价负离子通过某截面，个一价负离子通过某截面，个一价负离子通过某截面，那么通过这个截那么通过这个

3、截那么通过这个截那么通过这个截面的电流强度是面的电流强度是面的电流强度是面的电流强度是 A A A A0 B0 B0 B0 B0.8 A C0.8 A C0.8 A C0.8 A C1.6 A D.3.2 A1.6 A D.3.2 A1.6 A D.3.2 A1.6 A D.3.2 A解析：由题意可知，电流由正、负离子定向运动由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在形成，则在2s2s内通过某截面的总电量应为：内通过某截面的总电量应为：q=1.6101921.010191.6101912.01019=6.4C由电流强度的定义式由电流强度的定义式 第3页/共101页2.2 2.2 电动势定义

4、式：定义式：W：非静电力做的功：非静电力做的功q：电荷量：电荷量1 1、定义、定义:非静电力把正电荷从负极移到正极非静电力把正电荷从负极移到正极 所做的功跟它的电荷量的比值。所做的功跟它的电荷量的比值。2、物理意义：、物理意义：反映电源非静电力做功本领的大小。反映电源非静电力做功本领的大小。（把其他形式的能转化为电能（把其他形式的能转化为电能本领本领的大小）的大小）定义式，不是决定式第4页/共101页一、电阻：一、电阻：1、定义式：、定义式：(取决于导体本身取决于导体本身,与与U U、I I无关无关)2、决定式：、决定式：1 1=10=106 6 2.3 2.3 欧姆定律二、部分电路欧姆定律：

5、二、部分电路欧姆定律：1、公式：、公式：2 2、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。适用。只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路第5页/共101页 问题讨论问题讨论由由R=U/R=U/I I，能否说：电阻与它两端的电压大小成，能否说：电阻与它两端的电压大小成正比，与电流强度大小成反比正比，与电流强度大小成反比?对给定的导体，它的电阻是一定的因此，对给定的导体，它的电阻是一定的因此，不管导体两端有无电压，电压大小如何，不管导体两端有无电压，电压大小如何，电阻是一定的；不管导体内是否有电流流电阻是一定

6、的；不管导体内是否有电流流过，电流强弱如何，电阻是一定的所以过，电流强弱如何，电阻是一定的所以不能说电阻与电压成正比，与电流强度大不能说电阻与电压成正比，与电流强度大小成反比小成反比第6页/共101页三、导体的伏安特性曲线（I I-U U图象）图线斜率表示电阻的倒数U UI I斜率斜率k=k=12R R1 1R Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.第14页/共101页例某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？解：解：电动机不

7、转时可视为为纯电阻电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定，由欧姆定律得，律得，这个电阻可认为是不变的这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，。电动机正常转动时，输入的电功率为输入的电功率为P=U2I2=36W，内部消耗的热功率，内部消耗的热功率P=I2R=5W 所以机械功率所以机械功率P=31W第15页/共101页【练习】如图所示，一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻为0.6，R=10,直流电压U=160V,电压表的示数为110V,通过该电动机的电流是多少？输入电动机的电功率是多少？输出功率是多少？第16页/共101页1、电阻定律:内容：同种材料的导体内容：同种材料的导体,其电阻

8、其电阻R R与它的与它的长长度度l成正比成正比,与它的与它的横截面积横截面积S S成反比成反比;导体导体电阻与构成它的电阻与构成它的材料材料有关有关.表达式表达式:2、电阻率、电阻率：反映反映材料材料导电性能好坏的物理量。导电性能好坏的物理量。单位单位:欧欧米（米（）2.6 导体的电阻导体的电阻第17页/共101页电阻率与温电阻率与温度的关系度的关系金属：金属：T合金：合金：电阻几乎不随电阻几乎不随温度温度变化变化锰铜合金、镍铜合金锰铜合金、镍铜合金(标准电阻标准电阻)(电阻温度计电阻温度计)某些材料当温度降低到一定温度时某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0超导体超导体 第18页/共101

9、页abhR2R1电流方向R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多.通过两导体的电流方向如图所示.这两个导体的电阻有什么关系hR1=R2这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电阻,只要保证厚度足够即可,有利于电路元件的 “微型化”由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关第19页/共101页一、电动势2 2、电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能的本领、电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小大小.数值上等于电路中每通过数值上等于电路中每通过1C1C电量电源所提供电能的电量电源所提供电能的数值数值.单位是单位是:伏特伏特.2

10、.7闭合电路的欧姆定律1、电源是把其他形式的能转化为电能的装置外电路外电路内电路内电路内电路内电路二、二、闭合闭合电路电路的欧的欧姆定姆定律律第20页/共101页闭合电路的欧姆定律1 1 1 1、内容、内容、内容、内容:闭合电路中的总电流与电源的电动势成正比闭合电路中的总电流与电源的电动势成正比,与内、与内、外电路的总电阻成反比外电路的总电阻成反比.2 2、表达式：表达式：I I I I/(R/(Rr r）I I I IR Rr rU U外外U U内内讨论：讨论：a a、若、若R0R0时时外电路短路外电路短路I I I Imm/rU/rU路路0 0b b、若、若RR时时外电路断路外电路断路I

11、I I I0U0U路路 外电阻外电阻内电阻内电阻EU外外U内内 知识内容知识内容第21页/共101页 课堂课堂练习练习 下列说法正确的是A A电源把其他形式的能转化为电能，用电器把电能转化为其他形式的能B B电源把电能转化为其他形式的能，用电器把其他形式的能转化为电能C C电源是电流流出来的装置，用电器是电流流进去的器材D D电源是电流流过去的器材，用电器是电流流出来的装置 电源电动势的大小反映的是A A电源把电能转化成其他形式能的本领的大小B B电源把其他形式能转化成电能的本领的大小C C，电源在单位时间内传送电荷量的多少D电流做功的快慢（A）（B）第22页/共101页（二）闭合电路欧姆定律

12、（二）闭合电路欧姆定律 E=U外外+U内内 （内外电路电压的关系）（内外电路电压的关系）（I、R 间关系）间关系）U=E-Ir （U、I 间关系）间关系）（U、R 间关系）间关系）1、闭合电路欧姆定律内容、闭合电路欧姆定律内容:闭合电路中的电流强度闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。跟电源的电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。表达形式：r第23页/共101页二、路端电压与电流的关系：得：U外=E-IrU-I图象：=-rI+E由E=U外+U内rEEr0纵截距：E横截距：I短斜率绝对值：r(图线的陡峭程度图线的陡峭程度)由U=E-Ir I=0，开路，U=E；U=

13、0时，I=E/r 最大，短路第24页/共101页 知识内容知识内容路端电压和短路电流路端电压和短路电流 1 1 1 1路端电压路端电压路端电压路端电压 电源两端的电压叫路端电压路端电压U U随外电路电流强度I I变化的关系，可以用公式表示为：U=EU=EIrIr，式中的E E、r r是常量，因此U U与I I成线性关系，路端电压随着电流的增大而减小 2 2 2 2路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系 由于电路中的电流随着外电阻的增大而减小，而路端电压随着电流的减小而增大，所以，路端电压随着外电阻的增大而增大 3 3 3 3短路电流短路电流短路

14、电流短路电流 当外电阻为零时，电路中的电流为短路电流 I=E/rI=E/r，这样电流很大，会烧坏电源 第25页/共101页 关于电源的功率问题关于电源的功率问题 闭合电路中的能量转化闭合电路中的能量转化电源提供电能外电路消耗的能量内电路消耗的电能r即：P总=P外+P内第26页/共101页三、电源的输出功率与效率1、推导：由E=U外+U内r得：EI=U外I+U内I即：P总=P外+P内电源提供的电功率EI电源的输出功率U外I电源内部的发热功率I2r P出=P总-P内第27页/共101页2、电源最大输出功率（纯电阻电路）0RPrPmR1R2若若PR1=PR2，则，则r2=R1R2最大输出功率与外电路

15、无关，最大输出功率与外电路无关，只由电源本身性质决定只由电源本身性质决定第28页/共101页3、电源的效率：电源的效率随外电阻的增大而增大电源的效率随外电阻的增大而增大输出功率最大时，效率不是最大输出功率最大时，效率不是最大.当当R=r时，时，输出功率最大，但效率只有输出功率最大，但效率只有50%第29页/共101页 问题讨论问题讨论电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线电电源源的的外外特特性性曲曲线线（a）和和导导体体的的伏伏安安特特性性曲曲线线（b）(1)联系：他们都是电压和电流的关系图线(2)区别：他们存在的前提不同，遵循的物理规律不同，反映的物理意义不同(a)电源的外特性曲线是在电源的电

16、动势和内阻r一定的条件下，通过改变外电路的电阻R使路端电压U随电流I变化的图线，遵循闭合电路欧姆定律U=EU=EIr.Ir.图线与纵轴的截距表示电动势E E斜率的绝对值表示内阻r r(b)(b)导体的伏安特性曲线是在给定导体(电阻R)R)的条件下，通过改变加在导体两端的电压而得到的电流I I随电压U U变化的图线，遵循(部分电路)欧姆定律I=U/RI=U/R，图线斜率的倒数值表示导体的电阻R R 第30页/共101页如图所示电路如图所示电路,当滑动变阻器的滑片当滑动变阻器的滑片P P向向上移动时上移动时,判断电路中的电压表、电流表判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化的示数如何变化?V V1

17、 1示数增大示数增大 V V2 2示数增大示数增大 A A示数减小示数减小题型一、电路的动态变化分析：题型一、电路的动态变化分析：（二）典型例题（二）典型例题第31页/共101页 A A、R R1 1短路短路 B B、R R2 2短路短路 C C、R R3 3短路短路 D D、R R1 1断路断路A AR1R2R3VsE rA题型二、题型二、电路故障分析电路故障分析如图所示的电路中如图所示的电路中,开关开关S S闭合后闭合后,由于电阻发生短由于电阻发生短路或者断路故障路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大电压表和电流表的读数都增大,则肯则肯定出现了下列那种故障定出现了下列那种故障()()第

18、32页/共101页R3R2R1AVR4R5abr r3 3、直流电路的动态变化分析：、直流电路的动态变化分析：（程序法）（程序法）1.部分1（滑变的阻值变化）-整体（总电阻、总电流、路端电压）-部分2（结合电路的连接方式）2.部分2中：从不变到变化的部分分析解析：解析：1.R5变小变小-R总总变小、变小、I总总变大、变大、U端端变小变小-部分部分22.总体看是串联电路总体看是串联电路R1R3阻值不变，分压增大阻值不变，分压增大-R2R4与与R5并联，分压减小并联，分压减小-流过流过R2R4的电流减小，流过的电流减小，流过R5的电流增大的电流增大第33页/共101页如图所示，是一个电容器、电池和

19、电阻组成的如图所示，是一个电容器、电池和电阻组成的电路，在将平行板电容器两极板距离增大的过电路，在将平行板电容器两极板距离增大的过程中程中A.电阻电阻R中没有电流中没有电流B.电容器的电容变小电容器的电容变小C.电阻电阻R中有从中有从a流向流向b的电流的电流D.电阻电阻R中有从中有从b流向流向a的电流的电流CRba BD 题型三、题型三、含有电容器的电路的计算含有电容器的电路的计算第34页/共101页实验一、电表的改装实验一、电表的改装 电流表改装成电压表串联一个分压电阻R故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大（三）典型实验（三）典型实验第35页/共101页电流表改装成电流表并联一个分流电阻R

20、,根据分流原理,需要并联的电阻值故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小 第36页/共101页电学实验第37页/共101页电路实验分类：电路实验分类：电电路路实实验验伏安法伏安法测电阻（电阻率）测电阻（电阻率）小灯泡伏安特性曲线小灯泡伏安特性曲线测电源电动势和内阻测电源电动势和内阻半值法半值法测功率测功率多用表的使用多用表的使用测电阻测电阻检测黑匣子检测黑匣子判断电路判断电路电表的改装电表的改装测表头内阻测表头内阻量程计算量程计算改装表的校对改装表的校对第38页/共101页实验仪器实验仪器：电流表、电压表、：电流表、电压表、灵敏电流计定值电阻、滑灵敏电流计定值电阻、滑动变阻器、电源、电建、小灯泡

21、、电阻箱、多用表等动变阻器、电源、电建、小灯泡、电阻箱、多用表等一、电学实验器材的选择一、电学实验器材的选择第39页/共101页测量值不超过电表的量程；测量值不超过电表的量程；测测量量值值应应使使表表针针有有较较大大的的偏偏转转范范围围，一一般般在在1/2量程以上。量程以上。电表的量程选择电表的量程选择第40页/共101页关于滑动变阻器的结构及使用方法关于滑动变阻器的结构及使用方法固定端接头固定端接头固定端接头固定端接头可动端接头可动端接头滑片P比较项目限流接法分压接法电路电源内阻不计RX电压调节范围RX电流调节范围灯泡电流相同时电路消耗总功率闭合前触头的位置 0 EIE(I1+I2)Eba第

22、41页/共101页 滑动变阻器“限流接法和分压接法”取决于题目要求和所给器材b b、如果滑动变阻器的全阻值比用电器电阻小许多时用分压式、如果滑动变阻器的全阻值比用电器电阻小许多时用分压式接法。接法。小带大用分压。小带大用分压。a a、如果题目要求、如果题目要求“尽量大的调节范围时尽量大的调节范围时”，或者要求用电器的，或者要求用电器的“电压（或电流）电压（或电流）从零开始从零开始”时，只能用分压式接法。时，只能用分压式接法。c、当变阻器阻值较小，限流接法又不能把电流、当变阻器阻值较小，限流接法又不能把电流(电压电压)限制在限制在安安全全范围内时，只能用分压式接法。范围内时，只能用分压式接法。d

23、 d、用分压式接法，消耗的功率大得多。所以，在两种电路都可以用的情况下，要、用分压式接法，消耗的功率大得多。所以，在两种电路都可以用的情况下，要优先选用限流式接法。优先选用限流式接法。e e、负载电阻的阻值、负载电阻的阻值RxRx小于滑动变阻器的总电阻小于滑动变阻器的总电阻R R或相差不大，并且电压表、电流表或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。第42页/共101页、选择器材的原则:安全、适用、准确、方便安全：是指器材在实验中不致损坏，如流过电流表安全：是指器材在实验中不致损坏，如流过电流表 的电流不能超过量程，加

24、在电压表上的电压的电流不能超过量程，加在电压表上的电压 不能超过量程，通过电阻类元件的电流不能不能超过量程，通过电阻类元件的电流不能 超过其额定电流等，超过其额定电流等，适用：是指选择的器材能使实验按要求进行，如变适用：是指选择的器材能使实验按要求进行，如变 阻器的选择能使电路中电流、电压的调节范阻器的选择能使电路中电流、电压的调节范 围符合要求。围符合要求。准确：是指使测量的相对误差小。准确：是指使测量的相对误差小。方便：指器材的选择使实验操作、调节容易。方便：指器材的选择使实验操作、调节容易。电学实验器材的选择电学实验器材的选择第43页/共101页实物图连线的基本要求实物图连线的基本要求（

25、1 1）正确连线。包括各元件的连接关系（串、）正确连线。包括各元件的连接关系（串、并联并联)正确；电表的量程、正负极连接正确正确；电表的量程、正负极连接正确 滑动变阻器的滑动触头的初始位置正确等。滑动变阻器的滑动触头的初始位置正确等。（2 2）每根导线都要连接到接线柱上，接）每根导线都要连接到接线柱上，接 滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动端端的的导导线线不不要要接接在在“腿腿上上”。导线不能有导线不能有“丁丁”字型连接和交叉。字型连接和交叉。（3 3）连线布局简洁，尽量避免交叉线的出现。）连线布局简洁，尽量避免交叉线的出现。电路实物图的连接电路实物图的连接难点难点:分压电路分压电路,单刀双掷单

26、刀双掷,双刀双掷双刀双掷第44页/共101页电阻的测量电阻的测量 用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U U，用电，用电流表测出通过电阻的电流流表测出通过电阻的电流I I，利用部分电路，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值欧姆定律可以算出电阻的阻值R R伏安法伏安法 第45页/共101页伏安法测电阻的两种电路伏安法测电阻的两种电路 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通常叫“外接法外接法”电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，通常叫侧，通常叫“内接法内接法”AVRAVR 因为电压表、电流表分别有分流、分压作因为电压表、电流表分别

27、有分流、分压作用用,因此两种方法测量电阻因此两种方法测量电阻都有误差都有误差第46页/共101页伏安法测电阻的误差分析伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法电流表外接法 电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻（测量值偏小，适于测量小阻值电阻（小外偏小小外偏小）.说明：说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路差越小所以该电路适合测量小电阻适合测量小电阻，即，即第48页/共101页伏安法测电阻电路选择伏安法测电阻电路选择 当RARx即、直接比较法：当、直接比较法：当xA时，采用时，采用内接法内接法、比值法、比值法结

28、论：大电阻用内接法，小电阻用外接法大内偏大、小外偏小大内偏大、小外偏小第49页/共101页、实验试探法：、实验试探法：试触法试触法若若伏特伏特表示数有明显变化，即宜外接表示数有明显变化，即宜外接若若安培安培表示数有明显变化，即宜内接表示数有明显变化，即宜内接安培表分压作用明显，R为小电阻，安培表外接法伏特表分流作用明显，R为大电阻，安培表内接法第50页/共101页第51页/共101页实验目的:描出小灯泡灯丝的伏安特性曲线实验原理:把小灯泡接入电路中利用电流表和电压表,分别测出一系列小灯泡两端的电压及其对应的电流,用描点法在IU坐标系中描出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.实验器材:“4V 0.7A”或

29、“3.8V 0.3A”的小灯泡,46V的学生电源,电流表,电压表,相应的滑动变阻器,开关,导线若干,坐标纸,铅笔.第52页/共101页实验电路图:1.要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐升高,故应用分压电路.2.小灯泡灯丝电阻较小,故应选用电流表外接法来避免电流表内阻过大分压作用.3.实验电路图:4.实物电路步骤：1).连好控制回路;2).连好测量电路;3).把测量回路一上一下连到变阻器上。第53页/共101页实验步骤:1.按电路图把实物器材正确连成电路2.滑动变阻器的滑片P先置于最小值处(最左端).电路经可检查无误后,闭合开关.3.缓慢移动滑片P,使电流表读数为某一值(如0.1A)时,记下这时电

30、流表和电压表的读数.4.继续移动滑片P,使电流表的读数增大为另一值时,再记下此时电流表和电压表的读数.第54页/共101页5.重复上一步,在电压表04V或03.8V范围内读取并记录12组左右不同的电压值U和电流值I.6.测量完毕,应立即将开关断开.7.建立UI坐标系,将所得的几组U.I值在坐标系上描出所对应的点.8.用平滑的曲线将各点连接起来,就得到了小灯泡灯丝电阻的伏安特性曲线.9.拆除电路、整理仪器第55页/共101页注意事项:1.电路中电流表要外接,因为灯丝的电阻很小.2.滑动变阻器要用分压式接法,因为电压要从零连续变化.4.滑片移动时,不能使电流表或电压表超过小灯泡的额定值.5.连线时

31、要用平滑的曲线,不能连成折线.3.开关闭合前，调节滑片位置，使灯泡两端电压为零6.6.坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜分占据整个坐标纸为宜第56页/共101页误差分析：误差分析：1 1 由于电压表、电流表不是理想电表，由于电压表、电流表不是理想电表，表内阻对电路的影响会带来误差表内阻对电路的影响会带来误差2 2 测量时读数带来误差测量时读数带来误差3 3 在坐标纸上描点、作图带来误差在坐标纸上描点、作图带来误差第57页/共101页次序12345678电压U/V0.20.61.01.41.82.22.63.0电流A/I0

32、.02 0.06 0.10 0.14 0.17 0.19 0.20 0.21作图:第58页/共101页U/VI/A01230.10.20.3返回第59页/共101页第60页/共101页实验目的实验目的(1)(1)掌握用电压表和电流表测定电源电掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法动势和内阻的方法.(2)(2)学会用学会用U-IU-I图线处理数据的方法图线处理数据的方法.第61页/共101页实验原理实验原理闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律E=U+IrE=U+Ir通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培

33、表读数），应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。AVKE,r内阻太小怎么办？内阻太小怎么办？第62页/共101页实验数据处理实验数据处理1.1.计算法计算法从而计算出：AVKE,r第63页/共101页实验数据处理实验数据处理2.2.图像法图像法根据根据E=U+IrE=U+IrU=E-IrU=E-IrIUAB电动势电动势E E短路电流短路电流纵坐标可以纵坐标可以不从不从0 0开始开始电源的伏安特性曲线电源的伏安特性曲线AVKE,r斜斜 率率k k绝绝 对对 值值=r r第64页/共101页误差分析误差分析

34、1 1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误系统误差差是由于是由于电压表的分流电压表的分流引起。引起。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该实验图线可知，该实验的测量结果将导致电源的的测量结果将导致电源的电动势电动势E E和内阻和内阻r r都都偏小偏小。I I真真I Iv vAVKE,rI I测测第65页/共101页AVKE,rAVKE,r实验初步变形实验初步变形为什么实验不使用右图的电路测量？为什么实验不使用右图的电路测量？想一想想一想假设是理想电表，两个电路图是一样的假设是理想电表，两个电路图是一样的对于内阻比较大的电源，使用右图对于内阻比较大的电源，使用右

35、图第66页/共101页误差分析误差分析AVKE,r1 1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误系统误差差是由于是由于电流表的分压电流表的分压引起。引起。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该实验图线可知，该实验的测量结果将导致电源的的测量结果将导致电源的内阻内阻r r偏大偏大，但电动势，但电动势E E测测=E=E真真U外外U测测UA第67页/共101页测定金属的电阻率测定金属的电阻率实验：实验：第68页/共101页1.1.实验目的实验目的:练习使用螺旋测微器和游标卡尺，并会进行读数学会用伏安法测电阻阻值测定金属的电阻率第69页/共101页2.2.实验原理实验原理

36、:第70页/共101页电路原理如图第71页/共101页3.3.实验器材实验器材螺旋测微器，毫米刻度尺，学生电源，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，被测金属导线，导线若干第72页/共101页4.4.实验步骤实验步骤（1）用螺旋测微器测金属导线直径，计算其横截面积S；（2）确定电表量程，连接电路；（3）用毫米刻度尺测出连入电路中的金属导线的长度；（4）将滑动变阻器阻值调至最大后闭合开关；（限流式时）第73页/共101页（5）改变滑片位置，读出几组相应的U、I值并计算金属导线的电阻；（6）代入测量数据计算金属导线的电阻率；（7）断开开关，拆除电路，整理器材。第74页/共101页5数据处理测量数据填入

37、下表中：实验实验次数次数长度长度L/cm平均平均长度长度L/cm直径直径d/mm平均平均直径直径d/mm横截面积横截面积S/mm2123第75页/共101页(1)金属丝的长度金属丝的长度L_ cm_ m.(2)金属丝的横截面积金属丝的横截面积S_mm2_m2.(3)金属丝的电阻金属丝的电阻R_.第76页/共101页实验次数实验次数电压电压U/V电流电流I/A电阻电阻R/R/123(4)金属丝材料的电阻率金属丝材料的电阻率 _m.第77页/共101页6.6.注意事项注意事项（1）本实验中被测金属电阻阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法；（2）为减小误差，测量直径时，应在金属导线三个不同位置

38、各测一次，求其平均值；第78页/共101页（3）测量导线长度时，应测量拉直的连入电路的有效长度，且测三次，取平均值；（4）开关闭合前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置；（限流式时）（5）测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜过长。以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大第79页/共101页1 1金属丝的横截面积是利用直径计算得到的，直径的测量是金属丝的横截面积是利用直径计算得到的，直径的测量是产生误差的主要原因之一产生误差的主要原因之一.2 2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小外接法，

39、测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小.3 3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来测量金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来测量误差误差.4 4金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成偶然误差成偶然误差.五、误差分析第80页/共101页螺旋测微器的原理和使用：螺旋测微器的原理和使用：螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离轴线方向前进或后退一个螺距的距离.因此，因此，沿轴线方向移

40、动的微小距离，就能用圆周上沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来的读数表示出来.第81页/共101页 螺旋测微器上精密螺纹的螺旋测微器上精密螺纹的螺距螺距是是0.5mm0.5mm，可动刻，可动刻度有度有5050个等分刻度个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退可前进或后退0.5mm0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退测微螺杆前进或后退0.5mm/50=0.01mm.0.5mm/50=0.01mm.可见，可动可见，可动刻度刻度每一小分度表示每一小分度表示0.01mm0.01mm，所以螺旋测微器可，

41、所以螺旋测微器可精精确到确到0.01mm0.01mm.由于还能再估读一位，可读到毫米的千由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名分位，故又名千分尺千分尺.第82页/共101页图1 1第83页/共101页1.1.螺旋测微器的读数：螺旋测微器的读数：实际测量时，分度线不一定正好与读数基线对齐，这时还必须往下估读0.001mm.0.001mm.7.038第84页/共101页可见，用螺旋测微器测量物体的长度时可见，用螺旋测微器测量物体的长度时,以以“mmmm”为单位，小数点后必有三位为单位，小数点后必有三位.读数时，先从固定刻度上读出大于半毫米的大数部分，再从可动刻度上读出读数时，先从固定刻度上

42、读出大于半毫米的大数部分，再从可动刻度上读出小于半毫米的小数部分，二者之和就是被测物体的总长度小于半毫米的小数部分，二者之和就是被测物体的总长度.（读数分为（读数分为0.5mm0.5mm以上的大数与以上的大数与0.5mm0.5mm以下的小数而不分为以下的小数而不分为整数和小数）整数和小数）第85页/共101页1.1.使用螺旋测微器时的注意事项使用螺旋测微器时的注意事项（1 1）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺

43、旋测微器确，又能保护螺旋测微器.（2 2）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出否已经露出.四、注意事项第86页/共101页（3 3）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为上也应读取为“0”.0”.（4 4）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最

44、后测的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值长度的读数上去掉零误差的数值.第87页/共101页第88页/共101页第89页/共101页第90页/共101页欧姆表测电阻的原理欧姆表测电阻的原理:I=ER+R0+r+Rg+Rx 根据闭合电路欧姆定律，利根据闭合电路欧姆定律，利用电流随外电阻用电流随外电阻Rx的变化而制的变化而制成的。成的。0 0第91页/共101页欧姆表盘的特点欧姆表盘的特点:原理：闭合电路欧姆定律（1）刻度：短接时调节调零电阻R使电流表G的指针满偏。即有RGErIgRggI=ERg+r+R“0”R +r+R是欧姆表的内阻g断路时电流表G中无

45、电流，指针不偏转，指针指“0”“”接入电阻R 时，电流表G中的电流 X ERg+r+RRX+I=红进黑出红进黑出第92页/共101页RGErIgRg改变R ，电流I随之改变，R 与I一一对应。表头刻度I“R”XXX（2）中值电阻（等于内电阻）R =EIg中R +r+Rg=注意注意：(1)欧姆表的刻度与其它表刻欧姆表的刻度与其它表刻度相反（度相反（0在右端在右端）（2）欧姆表每次测电阻）欧姆表每次测电阻 前需调零。前需调零。不能带电测量。不能带电测量。（3）欧姆表中电池用久了，电动势和内阻要改变，测出的电）欧姆表中电池用久了，电动势和内阻要改变，测出的电阻值有较大的误差。所以欧姆表常用来粗测电阻

46、。阻值有较大的误差。所以欧姆表常用来粗测电阻。第93页/共101页04.表盘结构表盘结构欧姆表盘的刻度是均匀的吗？欧姆表盘的刻度是均匀的吗？因为因为I 与与Rx 之间的关系不是线性关系，所以欧姆表盘的刻度之间的关系不是线性关系，所以欧姆表盘的刻度不均匀不均匀ER+r+Rg+RxI=左侧较密第94页/共101页机械调零机械调零欧姆调零欧姆调零档位开关档位开关第95页/共101页1机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“”插孔。2选挡：选择开关置于欧姆表“1”挡。3欧姆调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点

47、”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。4测量读数：将待测电阻从电路中拆下，将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值:读数：测量值表盘指针示数倍率并与标定值比较，随即断开表笔。5换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“1”或“10”或“100”或“1k”挡。6多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。多用电表的使用测电阻测电阻红进黑出红进黑出指针指在刻度指针指在刻度中央中央附近，误差较小。附近，误差较小。第96页/共101页由欧姆定律可知由欧姆定律可知 三个主要参数：三个主要参数：内阻内阻R Rg g满偏电流满偏电流 I Ig g满偏电压满偏电压U Ug g电压表和电流表的改装电压表和电流表的改装第98页/共101页1.1.电流表电流表G G改装成电压表改装成电压表I Ig gRUgRgURUV VU串联一个电阻串联一个电阻(分压分压)原理：原理：V VU由串联电路的特点：由串联电路的特点：第99页/共101页2.2.电流表电流表G G改装成电流表改装成电流表URgRI Ig gI IR RI IAUI I原理：原理：并联一个电阻并联一个电阻(分流分流)由并联电路的特点由并联电路的特点:第100页/共101页感谢您的观看。第101页/共101页