电学实验基础(二)：内接法、外接法-分压限流-仪器的选择.docx

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1、电学实验基础 :伏安法测电阻 电学实验基础（二）： 伏安法测电阻 高考版 电学实验基础 :伏安法测电阻 广东高考电 学 实 验考情 所属 模块 电学实验 历年考试情况 选修 31 7、测定金属的电阻率（同时练 习使用螺旋测微器） 2009/2007/ 2012 8、描绘小电珠的伏安特性曲线 2011 9、测定电源的电动势和内阻 2010/2006 10、练习使用多用电表 2007 选修 32 11、传感器的简单使用 2008 电学实验的实质：测量电 阻 电学实验考查方式 电学实验基础 :伏安法测电阻 实验电路的选择 实验仪器的选择 测量电路 测量电路 安全性：不能超出量程等 精确性：电表偏转

2、1/3 刻度以上 可行性：尽可能减少误差 关键的实验步骤 数据处理与误差分析 掌握正确的实验步骤； 给步骤排序或改错； 补漏或删除多余的步骤。 计算法：多次测量求平均值 图像法：斜率、截距等物理意义 误差： 测量值偏大或偏小 实物连图 读取数据 注意电表正负连接、量程的选择 线要连在接线柱上，不能交叉 电表，游标卡尺，螺旋测微器读 数，注意有效数字 电学实验基础 :伏安法测电阻 一、原理：部分电路的欧姆定律 内接法 外接法 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、两种测量电路：内接法与外接法 内接法 外接法 测 V R R U测URx UA R R R A X 测 I IRx x A x 若 RX

3、V R时A 由于 电流表分压 引起的。 ，采用电流表内接法 A R U 测 URx Rx RV R 测 RX I测 IRx IV Rx RV x 若 RV 由于 电压表分流 引起的。 RX时，采用电流表外接法。 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、内接法与外接法误差分析 A 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、内接法与外接法误差分析 VV RX A A RX 比值法 a.条件：已给出 R 的估计阻值 b.选择方法： 若 RX RA时，采用电流表内接法。 若 RV R时X ，采用电流表外接法。 Rx RA RV Rx 电流表内、外接判断方法 1、采用电流表内接法的条件： RxRA 采用电流表外接法的

4、条件： RvRx 2、当不满足 RxRA和 RvRx关系时 当 （即 Rx Rv)时用内接法 R大 Rx RA RV RA Rx x 当 （即 Rx Rv )时用外接法 R 小 Rx RA RV R R x A x 当 时，用内、外接法均可 Rx RA RV 3、当 Rx、 RA、 Rv的阻值未知时 例题解析 用试触法进行判断 试触法 a.条件：未给出 RX的估计阻值 RX a A b P V b.选择方法：将电压表分别接 a、 b 两点 结论：两次接触，那个表示数变化明显 , Rx 就与那 个表 “ 近接 ” 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、内接法与外接法选择 甲 电学实验基础 :伏安法测

5、电阻 二、内接法与外接法选择 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、内接法与外接法选择 20 20.08 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、内接法与外接法选择 实验电路 （电流表内外接法） 选择的依据 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差来源 电流表的分压 电压表的分流 测量结果 R 测 U/I Rx 偏大 R 测 U/I Rx 偏小 适用条件 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、两种控制电路：限流法与分压法 RX 负载 RX的电压调节范围 E E RX R 在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大 RX E a r=0 Pb R P源 EI 负载 RX的电压调节范围 0-E

6、RX a P b R E r= 0 在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置 置于 a 端以使负载上的电压和电流最小（均为零） 三、控制电路 （滑动变阻器的接法） 的选择： 比较项目 限流式接法 分压式接法 电路 电压调节的 范围 电流调节的 范围 电能损耗 EIR 电源负担轻 E（ IR+Iap） 电源负担重 电路连接 简便 复杂 、选择方法 限流接法 （ 通常情况 ） 电流、电压能达到要求的调节范围； 不超过测量仪表的量程， 不超过各元件允许的最大电流。 分压接法 （ ： 三种特殊条件 ） a 、要求某部分电路的电压或电流从零开始连续可调。 b、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻

7、器，电路中 的电流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。 c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获得 多组数据。 电路及仪器的选择 例 1.用伏安法测量金属导线的电阻 R，试把图中给出的器 材连接成测量 R 的合适的电路。图中安培表的量程为 0.6A，内阻接近 1，伏特表的量程为 3V，内阻为 5K; 电源的电动势为 6V，变阻器的阻值为 0 20 。在闭合 电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。 解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电 阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下： V + A+ RX - + 例 2：有一个电阻 Rx，其阻值大约是 25k ，可供选择 的器

8、材是： 电流表 A1 (0-100A, 2k) 电流表 A2 (0-500A, 300) 电压表 V1 (0-10V, 100k） 电压表 V2 (0-50V, 500K） 直流稳压电源 E（ 15V， 1A） 滑动变阻器 R (1k, 1W) 电键 K 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，再将如图示的实物连线 。 E=15V A2 V1 25K RX 1K + 例 3. 如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实 物图，器材规格如下： (1)待测电阻 Rx（约 100） (2)直流毫安表（量程 0 10mA，内阻 50） (3)直流电压

9、表（量程 0 3V，内阻 5k） (4)直流电源（输出电压 4V，内阻可不计） (5)滑动变阻器（阻值范围 0 15，允许最大电流 1A） (6)电键一个，导线若干条 根据器材的规格和实验要求， 在本题的实物图上连线 + V A RX + V A RX 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、两种控制电路：限流法与分压法 例 电学实验基础 :伏安法测电阻 电学实验基础 :伏安法测电阻 电学实验基础 :伏安法测电阻 电学实验基础 :伏安法测电阻 电学实验基础 :伏安法测电阻 电学实验基础 :伏安法测电阻 一、滑动变阻器的选择 （一） 量程的选择：在满足实验要求的条件下， 要选用阻值比较小的变阻器，因为

10、阻值越小，电 阻的变化越平缓，不致使测量电路中的电流或电 压变化非常突然，调节方便。 （二） 在电路中连接方式的选择：滑动变阻器在电 路中的连接方式包括分压和限流。 电学实验基础 :伏安法测电阻 二、电压表和电流表的选择 1） 如果题目中给出被测用电器的额定功率（即隐含给出被 测用电器的额定电压和额定电流），这种情况要从保护 被测用电器的角度出发，用电流表或电压表的示数来控 制用电器中的电流或其两端的电压。 2） 如果题目中没有给出被测用电器的额定功率，则要从保 护电流表和电压表的角度出发，要求测量的电流或电压 的最大值不能超过电流表或电压表的量程。 3） 在电流表和电压表的量程大于测量值的前

11、提条件下，量 程越接近测量值越好！ 电学实验基础 :伏安法测电阻 B C 电学实验基础 :伏安法测电阻 电学实验基础 :伏安法测电阻 电学实验基础 :伏安法测电阻 某电阻额定电压为 3V（阻值大约为 10 ）。为测量其阻值，实验室提供了 下列可选用的器材 A：电流表 A1（量程 300mA，内阻约 1 ） B：电流表 A2（量程 0.6A，内阻约 0.3 ） C：电压表 V1（量程 3.0V，内阻约 3k ） D：电压表 V2（量程5.0V，内阻约 5k ） E：滑动变阻器 R1（最大阻值为 50 ） F：滑动变阻器 R2（最大阻值为 500 ） G：电源 E（电动势 4V，内阻可忽略） H：电键、导线若干。 为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需添器材前面的字母 即可）电流表 A 电压表 C 滑动变阻器 E 下列给出的测量电路中，最合适的电路是（ C ） A B C D