高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 第3节 实验:电学实验基础课件.pdf
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1、第3节实验:电学实验基础其础知识夯实教材知识籁合1.电流表、电压表的使用和读数(1)用电流表测电流时,要把电流表_联在被测电路中,让电流从_接线柱流进电流表,从接线柱流出来.读数:03%量程按10 估读.00.6N量程,按;估读,超过半小格的按半小格读,不足半小格的舍 去.都只读到百分位.、(2)用电压表测电压时,要把电压表_联在被 测电路两端.让“+”接线柱接在电势较_的一端.“一”接线柱接在电势较 低 的一端.读数:。3/量程,按点估读(估读为点小格的整 数倍),只读到百分位.015 V,按估读Q的1倍、2 倍、3倍、4倍),只读到十分位.2.电学实验器材的选用(1)选用器材的原则是:安全
2、、精确、方便选用电源、电流表、电压表时,要根据实验的 要求,根据器材的参数,考虑所测电流,电压的最大 值不能超出仪表的量程,以确保不损坏仪器.在实验电路中测量电流、电压时,电流表、电压 表指针的偏角不能过小,以减小误差.电流表、电压 表的读数为满刻度的;以上时,读数较准确,能接近满 刻度更好.选用滑动变阻器时,先要确保电路中电流不超 过变阻器允许通过的最大电流.若用“限流式”一般 选阻值适当大一点的,但不是越大越好.因阻值太大 时,在实验中,可能只用到其阻值较小的一部分,滑 动触头只能在很短的距离内移动,使用起来很不方 便.一般是选变阻器总阻值与用电器的阻值比较接近 的.若用“分压式”,应选择
3、总阻值适当小一些的滑 动变阻器,这样可使分出的电压大致上随滑动触头移 动距离成正比例改变,调节起来比较方便.(2)选用器材的一般步骤:先找出实验中必须应用的器材;画出实验电路图;估算待测电路中I和u的最大值;考虑能否使电表指针偏转满刻度的:以上;选择合适量程的电压表、电流表,合适的滑动 变阻器和电源.3.滑动变阻器的限流接法与分压接法(1)滑动变阻器示意图(2)滑动变阻器的使用作限流用时,把滑动变阻器串联在被限电流的 电路中,可以接同一端的两个接线柱 或B、D,也可以接对角线上的两接线柱 或B、C,开始时,应使接入的电阻最大.作分压用时,先把电阻丝串上开关,接到电源 两极上,再在电阻丝的一端与
4、滑键之间接上用电器.如 下图所示.开始时,应使用电器上的电压为 0.两种接法的比较限流接法分压接法对比说明两种接法电 路图-1 口,一in aRb串、并联关系 不同负载Ro上电 压调节范围RoE Ro+R 巳(内阻不计)0E(内阻不计)分压接法调 节范围较大负载Ro上电 流调节范围E ERo+RRo(内阻不计)0 Ro(内阻不计)分压接法调 节范围较大4.电流表的内接与外接电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测=口+11%电压表分流I 测=Ix+Ip电阻测量 值U i六R 测=j=Rx+R户R*测量值大于真实值U RxRpR测=1=心花(Rx测量值小于真实值适用条
5、件R%RxRpRx适用于测 量大阻值的电阻小阻值的电阻(2)两种电路的选择方法阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较,若Rx远小于R,宜采用电 流表外接法;若Rx远大于R/,宜采用电流表内接法.临界值计算法:Rx国总时,用电流表内接法.实验试探法:按图接好电路,让电压表接线柱P先后与a、b处 子二YS)丁Y 接触一下,如果电压表的示数有 尸!较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数 有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用 电流表内接法.y:邀,制k角度分析 雷 蛟心知识费硬nISBZ电表读去例1图甲所示的电流表使用0.6%量程时
6、,对应 刻度盘上每一小格代表_A,图中指针示数是_A;当使用34量程时,对应刻度盘中每一小 格代表_A,图中指针示数为_A.如图乙所示的电表使用较小量程时,每小格表示 _K图中指针的示数为_V.若使用的 是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示_匕图中表针指示的是_V.解析电流表使用0.64量程时,刻度盘上的每一小 格为0.02 4,应估读到百分位,读为0.444当换用3,量程时,每一小格为0.14,指针示数为2.204电 压表使用3 P量程时,每小格表示0.1匕指针示数为 1.70 V-使用15 P量程时,每小格为0.5匕应估计到 十分位,所以指针示数为8.5匕 答案0.02 0.4 4 0.1
7、 2.20 0.1 1.70 0.5归纳结 3-先看清是什么表,再依所选的量程确定每小格表示 多少和估读到哪一数位,最后读数.解析03 P的最小分度为0.1匕读数为1.90 H;015 P的最小分度为0.5匕 读数为9.5 1034的最小分度为0.1力,读数为0.80Z;0。.64的最小分度为0.024 读数为0.164答案1.90(1.891.91均可)V 9.5 V80(0.79 0.81 均可)4 0.16 4 11角度23电阻箱读数例2旋钮式电阻箱如图所示,电流从接线柱A 流入,从B流出,则接入电路的电阻为 Q.今欲将接入电路的电阻改为2 087。,最简单的操作 方法是.若 用两个这样
8、的电阻箱,则可得到的电阻值范围为解析电阻为1 987。.最简单的操作方法是先 将“XI k”旋钮调到2,再将“X100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 用这样的两个电 阻箱串联可得到的最大电阻是2X9 999 0=19 998。.故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为 0-19 998 Q.TH答案1 987 将“XI k”旋钮调到2,再将“X 100”旋钮调到0 019 998。旋钮式电阻箱的读数规则是:先把每个旋钮所对的 数字乘以相应的倍率,得出该旋钮所对应的阻值,然后 把各个阻值相加就得到电阻箱的读数.【变式2 为了测定电流表 4的内阻,采用如右图所示的电 路.其中:4
9、是待测电流表,量程为 300,内阻约为100 0;R&4凡4是标准电流表,量程是200 pA;Ri是电阻箱,阻值范围是0999.9。;Rz是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为4匕 内阻不计;舟是单刀单掷开关,&是单刀双掷开关.连接好电路,将开关2扳到接点a处,接通开关 与;调整滑动变阻器Rz,使电流表出的读数是1504 然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调整变 阻箱Ri,使电流表A2的读数仍是150 4若此时电 阻箱各旋钮的位置如图所示,电阻箱Ri的阻值是Q,则待测电流表4的内阻Rg=Q.解析因两次电流表出读数相同,故电流表4 内阻即等于电阻箱阻值,而电阻箱读数为(8X1
10、0+6X1+3X0.1)=86.3 O.答案86.3 86.3 1角度器材选用与实验电路设计、实物图连接例3在做“测定金属丝的电阻 率”的实验中,若待测金属丝的电阻 约为5要求测量结果尽量准确,提供以下器材供选择:4中池幻(3匕内见约I_B.电流表(03力,内阻0.0125。)C.电流表(006%,内阻约0.125。)D.电压表(03匕内阻4 4。)E.电压表(015匕 内阻15 4。)F.滑动变阻器(020。允许最大电流14)G.滑动变阻器(0-2 000。,允许最大电流0.3力)H.开关、导线若干 J(1)实验时应从上述器材中选用(填写 仪器前字母代号).(2)测电阻时,电流表、电压表、待
11、测电阻Rx在组 成测量电路时,应采用电流表 接法,测量值比真实值偏(选填“大”或“小”).滑动变 阻器应采用(选填“限流”或“分压”)接 法.(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如 图所示,则读数为 mm.(4)若川L表示金属丝的长度,d表示直径,测得 电阻为R,请用R、d、L写出计算金属丝电阻率的表 达式p=.解析(1)由电池组的电动势可判也 根据金属丝的电阻约为5。,可求出电路中的最 流Lz=0.6Z,所以电流表选C;滑动变阻器选f最 后选取开关、导线H.(2)由于金属丝的电阻较小,所以采用电流表外接 法,外接法测得的电流偏大,算出的电阻值偏小,所 以测量值比真实值偏小.滑动变阻器
12、阻值与待测电阻 相差不大且不要求电压从0开始变化,故应采用限流接法.;(3)螺旋测微器的读数为0.900阳阳.7d2(4)金属丝的横截面积为S=丁,由电阻定律,2得区=作,联立解得金属丝的电阻率为p=*-.答案(1)ACDFH(2)夕卜 小 限流(3)0.900(4)“Rd?4 L当滑动变阻器的最大阻值与用电器的阻值相差不 大且不要求电压从0开始变化应优先考虑限流式接 法.有下列情况时,要用分压式接法:要求电压从0 开始变化,待测电阻远大于变阻器的最大阻值,若 用限流式接法,电路中的最小电流超过电表量程或电阻 允许的最大电流.【变式3】现要组装一个由热敏电阻控制的报 警系统,要求当热敏电阻的温
13、度达到或超过60 时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很 小,流过的电流超过k时就会报警),电阻箱(最大阻 值为999.9。),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器Ri(最大阻值为1 000。),滑动变阻器 Rz(最大阻值为2 000。),单刀双掷开关一个,导线 若干.在室温下对系统进行调节,已知U约为18匕k 约为10*4;流过报警器的电流超过20m4时,报警 器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在60 时阻值为650.0 Q.完成待调节的报警系统电路图的连线.(2)电路中应选用滑动变阻器(填“RJ或 w).(3)按照下列步骤调节此报警系统:电路接通前,需
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