如何设计测量电路.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验专题：电阻的测量,设计思路,R=U/I,用电压表测电压,用电流表测电流,外接法？,内接法？,为减小误差，多测几组数据，求平均值,滑动,变阻器,限流式？,分压式？,A,V,A,V,（04上海 4分)在测定一节干电池(电动势约为1.5,V，,内阻约为2,)的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：,A,电压表量程为15,V，B,电压表量程为3,V，A,变阻器为(20,，3,A)，B,变阻器为(500,，0.2,A)。,电压表应该选_(填,A,或,B)，,这是因为_；,变阻器应该选,_(,填,A,或,B),，,这是因为,_,。,题后记：,B,A,量程过大，误差较大,A,B,额定电流过小，且调节不便,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），也不要太大（否则误差就会大）,题中如果给出了某用电器的“铭牌”，就先算出相应的,额定电流,、,额定电压,、,电阻,及,功率,，这有助于我们选择电表及滑动变阻器,（03年新课程15分）用伏安法测量电阻阻值,R,，,并求出电阻率,。,给定电压表（内阻约为,50,k,）、,电流表（内阻约为,40,）、,滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为,250,）,及导线若干。,画出测量,R,的电路图。,A,V,A,V,外接法,R,V,/R,X,=200,R,X,/R,A,=6.25,R,V,/R,X,R,X,/R,A,图,1,中的,6,个点表示实验中测得的,6,组电流,I,、,电压,U,的值，试写出根据此图求,R,值的步骤：,_,求出的电阻值,R,=_,。（,保留,3,位有效数字）,1.舍去左起第2点，做一条直线，使其余的5个点尽可能的靠近该直线，且均匀的分布在直线的两侧,2.求直线的斜率,k，k=R,(0 1.1),(15 4.5),K=(4.5-1.1)/15=227,强调：认清纵轴的起点读数为多少,待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为,50,分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图,2,、图,3,所示。由图可知其长度为,_,，直径为,_,。,主尺读数+对齐格数,精确度,游标尺0刻度线对应的主尺读数,8 +0,0.02,=8.00,mm,1 +47,0.02,=1.94,mm,由以上数据可求出,=_,。（,保留,3,位有效数字）,R=,l/s,=,Rs/l,s=,(d/2),2,=R,(d/2),2,/l=8.46,10,-2,m,固定刻度上的读数+可动刻度上的格数精确度,0.01 mm,5.5,mm 50.0 0.01 =6.000,2.5,mm 20.5 0.01 =2.705,（,03,年上海,7,分）图,1,为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的,I,U,关系曲线图。,（1）为了通过测量得到图1所示,IU,关系的完整曲线，在图2 图3两个电路中应选择的是图,；简要说明理由：,。,（电源电动势为,9,V,，,内阻不计，滑线变阻器的阻值为,0,100,）。,分压式,限流式,2,伏安特性曲线要求电压从0开始，且连续可调,（,2,）在图,4,电路中，电源电压恒为,9,V,，,电流表读数为,70,mA,，,定值电阻,R,1,=250,。,由热敏电阻的,I,U,关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为,V,；,电阻,R,2,的阻值为,。,I=0.07A,I,1,I,2,I,1,=U/R,1,=9/250=0.036A,I,2,=I,1,I,2,=0.07-0.036=0.034A=34mA,(5.2 34),从图像中读出,U,热,=5.2V,所以,R,2,的电压,U,2,=9-5.2=3.8V,所以,R,2,的电阻为,R,2,=3.8/0.034=111.8,（,1,）根据电路图,1,，请在图,2,中画出连线，将器材连接成实验电路。,3.（04年京 18分）测定电流表,A,1,的内阻，采用如图1所示的电路。其中：,A,1,是待测电流表，量程为，内阻约为；,A,2,是标准电流表，量程是200,uA,；,R,1,是电阻箱，阻值范围0999.9 ；,R,2,是滑动变阻器；,R,3,是保护电阻；,E,是电池组，电动势为4,V，,内阻不计；,S,1,是单刀单掷开关，,S,2,是单刀双掷开关。,（2）连接好电路，将开关,S,2,扳到接点,a,处，接通开关,S,1,，,调整滑动变阻器,R,2,使电流表,A,2,的读数是150,uA,；,然后将开关,S,2,扳到接点,b,处，保持,R,2,不变，调节电阻箱,R,1,，,使,A,2,的读数仍为150,uA,。,若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示，电阻箱,R,1,的阻值是_，则待测电流表,A,1,的内阻_。,0,100+8 10+6 1+3 0.1=86.3,（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器,R,2,的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻,R,3,应选用：_（填写阻值相应的字母）。,A.200k,B.20k,C.15k,D.20,（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器_（填写阻值相应的字母）是最佳选择。,A.1k,B.5k,C.10k,D.25k,分析：,电路中最大的可能电流等于,A2,的量程200,uA,此时电路总电阻为,R=U/I=4v/200uA=20k,因为无论怎样调整滑动变阻器,R,2,的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全,所以,R3,为,20k,分析：,此时电路总电阻为,R=U/I=4v/150uA=26k,所以,R2=R-R3=6k,（04全国卷）用以下器材测量一待测电阻,R,x,的阻值（9001000,）：,电源,E,，,具有一定内阻，电动势约为9.0,V；,电压表,V,1,，,量程为1.5,V，,内阻,r,1,750；,电压表,V,2,，,量程为5,V，,内阻,r,2,2500；,滑线变阻器,R,，,最大阻值约为100,；,单刀单掷开关,K,，,导线若干。,（1）测量中要求电压表的读数不小于其量,程的1/3，试画出测量电阻,R,x,的一种实验电,路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。,（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。,（,3,）若电压表,V,1,的读数用,U,1,表示，电压表,V,2,的读数用,U,2,表示，则由已知量和测得量表示,R,x,的公式为,R,x,_,。,V,1,V,2,V,2,V,1,U,1,/R+U,1,/r,1,=U,2,/r,2,(U,2,-U,1,)/R=U,1,/r,1,所以,R=U,1,r,1,r,2,/(U,2,r,1,-U,1,r,2,),所以,R=(U,2,-,U,1,)r,1,/,U,1,（新课程卷 15分）现有一块59,C2,型的小量程电流表,G（,表头），满偏电流为50,uA,，,内阻约为800850，把它改装成1,mA、10mA,的两量程电流表。可供选择的器材有：,滑动变阻器,R,1,，,最大阻值20 ；动变阻器,R,2,，最大阻值100,k,电阻箱,R,1,，最大阻值9999;定值电阻,R,0,，阻值1,k；,电池,E,1,，,电动势1.5,V；,电池,E,2,，电动势3,V；,电池,E,3,，电动势4.5,V；（,所有电池内阻均不计）,标准电流表,A，,满偏电流1.5,mA,；,单刀单掷开关,S,1,和,S,2,，单刀双掷开关,S,3,，电阻丝及导线若干。,（,1,）采用如图,1,所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为,；选用的电池为,。,用电池,E,1,时,R,总=30,k,用电池,E,2,时,R,总=60,k,用电池,E,3,时,R,总=90,k,（,2,）将,G,改装成两量程电流表。现有两种备选电路，示于图,2,和图,3,。图,为合理电路，另一电路不合理的理由是,。,图,2,图,3,分析：,图3在通电状态下，造成了两分流电阻都未并联在表头两端，致使经过表头的电流过大，超过其满偏电流，从而烧坏电表,（,3,）将改装后的电流表与标准电流表,逐格,进行核对（仅核对,1,mA,量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用来表示。,分压电路,（04福建 18,分,）（1）图中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板,厚度时的示数，此读数应为,mm,。,0 5,15,10,固定刻度上的读数+可动刻度上的格数精确度,0.01 mm,6,mm 12.4 0.01 =6.124,（2）实验室内有一电压表,，,量程为150,mV，,内阻约为,150,。,现要将其改装成量程为,10,mA,的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池,E,(,电动势为,1.5,V),，,电阻箱,R,，,滑线变阻器,R,，,电流表,(,有,1.5,mA,，,15mA,与,150,mA,三个量程,),及开关,K,。,A,mV,(,a,),对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图示的电路测量电压表 的内阻。既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中电流表,A,应选用的量程是,。若合上,K，,调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150,mV，,电流表,A,的读数为1.05,mA,，,则电压表的内阻,R,mV,为,。(取三位有效数字),A,A,E,K,A,mV,R,对于电压表,I=,U,g,/R=1mA,R,V,=U/I=150/1.05=143,(,b,),在对改装成的电流表进行校准时，把 作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用)，图中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是,(取,三位有效数字,),，电流表 应选用的量程是,。,A,A,A,mV,A,mV,(,b,),在对改装成的电流表进行校准时，把 作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用)，图中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是,(取,三位有效数字,),，电流表 应选用的量程是,。,A,A,A,mV,量程,I=,U,g,/R,V,+,U,g,/R=0.15/143+0.15/R,依题意,I=0.01A,解得,R=16.8,选用15,mA,档,A,图中,R,为已知电阻，,R,x,为待测电阻，,K,1,为单刀单掷开关，,K,2,为单刀双掷开关，,V,为电压表（内阻极大），,E,为电源（内阻不可忽略）。现用图中电路测量电源电动,E,势及电阻,R,x,R R,x,a b V,K,1,K,2,E,1.写出操作步骤：,V,K,1,断开，,K,2,接,a，,电压表读数为,U,1,电源电动势,E=U,1,K,1,闭合，,K,2,接,a，,电压表读数为,U,2,路端电压,U,2,=E(R+R,X,)/(r+R+R,X,),K,1,闭合，,K,2,接,b，,电压表读数为,U,3,R,X,两端的电压,U,3,=ER,X,/(R+R,X,+r),2.由,R,及测得的量，可测得,E_,R,x,=_.,电源电动势,E=U,1,路端电压,U,2,=E(R+R,X,)/(r+R+R,X,),R,X,两端的电压,U,3,=ER,X,/(R+R,X,+r),E=U,1,R,X,=U,3,R/(U,2,-U,3,),