歐姆定律內(nèi)接法匯總十篇

時(shí)間:2023-07-30 10:18:14

序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇?dú)W姆定律內(nèi)接法范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇(1)

圖1

如圖1所示,在平衡摩擦力的基礎(chǔ)上,本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為小盤(pán)和砝碼的重力等于小車和砝碼所受的合力,存在系統(tǒng)誤差,只有在滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果才比較理想.

分析:(1)研究m,受重力mg和拉力F,選豎直向下為正方向.

根據(jù)牛頓第二定律得

mg-F=ma ①

(2)研究M,受拉力F,選水

平向左為正方向,根據(jù)牛頓第二定律得:

F=Ma ②

解方程①、②得:

F=mMm+Mg=

mgmM+1

=Ma

,所以,a=g

mM+1

而在理論上我們認(rèn)為a=mgM,因此必

須滿足Mm的條件,但也總是有誤差,在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析時(shí)畫(huà)出的a-F圖象是彎曲的.這是由于實(shí)驗(yàn)方法引起的實(shí)驗(yàn)誤差,是不可避免的.

二、伏安法測(cè)電阻的系統(tǒng)誤差

用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓U,用電流表測(cè)出通過(guò)電阻的電流I,根據(jù)歐姆定律可以求出待測(cè)電阻R=U/I,這種測(cè)量電阻的方法叫伏安法,常用的接法有以下兩種.

1.電流表外接法

圖2

外接法測(cè)電阻的原理如圖2

所示,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,電流表的示數(shù)IA應(yīng)等于電阻Rx上通過(guò)的電流I和電壓表上通過(guò)的電流IV之和,即IA=I+IV.因此,由R=U/IA計(jì)算出的待測(cè)電阻值將出現(xiàn)偏差,這種偏差是由于電壓表V的內(nèi)阻RV不夠大而引起的分流

所造成的系統(tǒng)誤差.設(shè)電壓表內(nèi)阻為RV,待測(cè)電阻測(cè)量值為R測(cè), 待測(cè)電阻真實(shí)值為Rx,由歐姆定律得R測(cè)=

UIA=

11/Rx+1/RV,即

1Rx=

IAU-1RV.

當(dāng)RVRx時(shí),Rx=U/I≈U/IA,可見(jiàn)待測(cè)電阻的實(shí)際測(cè)量值比真實(shí)值偏小.

由此可得,采用外接法時(shí),待測(cè)電阻值比電壓表內(nèi)阻值小的越多,誤差就越小,故當(dāng)RxRV時(shí),采用電流表“外接法”電路.此時(shí)誤差較小.由以上分析可知,在電流表外接法中,既使?jié)M足RxRV,測(cè)量結(jié)果仍然存在系統(tǒng)誤差, 原因是所用電壓表的內(nèi)阻

RV不是無(wú)窮大.

2.電流表內(nèi)接

圖3

篇(2)

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,不管是以前的單科考試還是近年來(lái)的“理綜”測(cè)試,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾槎际抢砜聘呖贾幸粋€(gè)必不可少的組成部分,它所占的比重是所有考生都不能忽視的。而電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的考查,又是實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)內(nèi)容,是所有考生都覺(jué)得較難掌握的一個(gè)部分。由于電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的多變性,使得學(xué)生在練習(xí)和考查中經(jīng)常出錯(cuò)。為了比較快而正確地做好電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),我認(rèn)為應(yīng)注意以下三個(gè)方面。

一、實(shí)驗(yàn)原理的確定

電學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理無(wú)非三種:多用電表的使用(比較基礎(chǔ)),利用部分電路歐姆定律I=U/R,采用伏安法測(cè)電阻、利用全電路歐姆定律E=U+Ir或E=I(R+r)測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。其中尤以伏安法測(cè)電阻最為靈活多變。

二、實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路最主要的問(wèn)題有兩個(gè),一個(gè)是測(cè)量電路的選擇,另一個(gè)就是調(diào)節(jié)電路的設(shè)計(jì)。

1.測(cè)量電路的選擇

在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)安培表的位置,測(cè)量電路有內(nèi)接法和外接法兩種,它們的適用范圍不一樣。

(1)內(nèi)接法:電路如圖1,由于實(shí)驗(yàn)原理是R=U/I,而R=U/I=U/I,可知由于安培表的分壓作用,U=U+U,使得電壓值的測(cè)量值偏大,從而導(dǎo)致電阻測(cè)量值偏大,因此當(dāng)U?塏U,即有R?塏R時(shí),結(jié)果較準(zhǔn)確。

(2)外接法:電路如圖2,由于電壓表的分流作用,使得I=I+I,測(cè)量電流值偏大,從而導(dǎo)致電阻測(cè)量值偏小,這樣只適用于測(cè)量小電阻(即R?塏R)。

明確這些誤差來(lái)源,便可根據(jù)被測(cè)阻值與待測(cè)電阻阻值之比,合理選擇測(cè)量電路,減小誤差。

2.控制電路的選擇

控制電路主要是針對(duì)滑動(dòng)變阻器(或變阻器)的連接方式而言的,其連接方式有兩種:一種是限流式接法,一種是分壓式接法。

(1)限流式接法:如圖3,滑動(dòng)變阻器只有部分電阻與用電器串聯(lián)。

(2)分壓式接法:如圖4,滑動(dòng)變阻器有部分電阻與用電器并聯(lián),另一部分連在干路上。

以上兩種連接方式均可起到調(diào)壓、限流作用,但調(diào)節(jié)范圍不同,電路由于變阻器的存在而引入的額外損耗也不同。兩電路相比,區(qū)別如下:

1)控壓范圍:

分壓:0―U(與R無(wú)關(guān))

限流:RU/(R+R)―U(與R有關(guān))

2)限流范圍:

分壓0―U/R

限流U/(R+R)―U/R

由上可知:分壓接法中,電壓、電流變化范圍較大,限流接法電路調(diào)節(jié)比較方便,額外損耗的功率也較小;當(dāng)兩種接法都能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí),可優(yōu)先選擇限流接法。當(dāng)變阻器的阻值略大于待測(cè)電阻時(shí),限流接法已基本可以滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)控制范圍的要求。但當(dāng)R大于R時(shí),限流接法調(diào)節(jié)范圍相對(duì)較小,調(diào)控作用不明顯,一般只能選分壓。

二、實(shí)驗(yàn)器材的選擇

實(shí)驗(yàn)器材的選擇,一般應(yīng)遵循以下原則。

1.可行性原則

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和提供的實(shí)驗(yàn)器材,選擇合適的儀器,使實(shí)驗(yàn)方便可行,達(dá)到設(shè)定的效果。

2.安全性原則

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不能出現(xiàn)由于實(shí)驗(yàn)方案不合理或器材選擇不當(dāng)而出現(xiàn)儀器損壞的不良后果。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,主要需要考慮:電壓表兩端的電壓值,通過(guò)電流表的實(shí)際電流值是否超過(guò)它的量程;電表使用中“+”、“-”接線柱是否接反,通過(guò)個(gè)電器元件如滑動(dòng)變阻器、電阻等的實(shí)際電流是否超過(guò)其額定電流,電源的最大輸出電流是否超過(guò)其額定電流等。

3.準(zhǔn)確性原則

要求實(shí)驗(yàn)誤差盡量小,精度盡量高。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,使用電壓表、電流表時(shí),盡可能使指針接近滿量程,其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏的1/3以上,使用歐姆表時(shí),宜選用指針盡可能在中間刻度(1/3―2/3之間)上。

4.方便性原則

選用滑動(dòng)變阻器時(shí),要使電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍既滿足實(shí)驗(yàn)要求,又便于調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí),應(yīng)使其大部分電阻線都用到。而在其他都適合的情況下,限流電路比分壓電路便于調(diào)節(jié)。

5.經(jīng)濟(jì)性原則

使實(shí)驗(yàn)中額外損耗最小。

例1:為測(cè)定一個(gè)阻值約為25kΩ左右的電阻R,備有器材:

①直流電流表A1(0―100uA,R≈1KΩ)

②直流電流表A2(0―500uA,R≈200Ω)

③直流電壓表V1(0―10V,R≈10kΩ)

④直流電壓表V2(0―50V,R≈500kΩ)

⑤直流電源E(12V,r=4Ω)

⑥變阻器R(0―1kΩ,功率1W)和導(dǎo)線、電鍵等。

應(yīng)選用電流表?搖?搖?搖?搖電壓表?搖?搖?搖?搖畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。

分析:1)器材選擇:電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,待測(cè)電阻約為25kΩ,則Im=E/R=12/(25×1000)=480uA,電流表應(yīng)選A2,電壓表V1的量程雖然小于電源的電動(dòng)勢(shì)E,但可利用控制電路將待測(cè)電阻R上的電壓控制在10V之內(nèi),而V2的量程較大,無(wú)法取得較高的精確度,所以電壓表應(yīng)選V1。

2)電路設(shè)計(jì):

測(cè)量電路:R/R=25×1000/200=125,R/R=100×1000/(25×1000)=4,即R?垌R,而R與R相近,所以應(yīng)用電流表內(nèi)接法測(cè)量。

控制電路:變阻器R的最大阻值遠(yuǎn)小于R,若用R做限流電阻,調(diào)節(jié)范圍不夠大,無(wú)法滿足調(diào)節(jié)范圍的要求,應(yīng)接成分壓器,使R上的電壓可任意調(diào)節(jié),并能多次測(cè)量,使誤差較小。綜上所述,電流表應(yīng)選A2,電壓表應(yīng)選V1,電路如圖5。

例2:從下表中選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r,要求方法簡(jiǎn)潔,有盡可能高的測(cè)量精度,并能測(cè)多組數(shù)據(jù)。

在表格右方的框中畫(huà)出電路圖,標(biāo)明所用的器材代號(hào)。

篇(3)

中圖分類號(hào):G427文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1992-7711(2014)23-085-1

“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”這個(gè)實(shí)驗(yàn)的理論方案一般有三種,我將其概括為“伏安法”,“安培法”和“伏特法”。從理想化電表來(lái)考慮的話,原理上都可以用兩個(gè)方程聯(lián)立求解計(jì)算得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。但是這就違背了我們做實(shí)驗(yàn)的最基本要求。我們都希望能讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)盡量用最簡(jiǎn)單最合理的方法,測(cè)出相對(duì)來(lái)說(shuō)誤差最小的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí),同時(shí)也要讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析誤差且弄明白誤差產(chǎn)生的原因。因此在該實(shí)驗(yàn)中我們都會(huì)按照教材要求給同學(xué)們安排了“伏安法”測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生在使用伏安法時(shí),勢(shì)必會(huì)涉及到安培表的內(nèi)外接法,不同的同學(xué)采用的連接方法可能也是不一樣的,獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果后同學(xué)們會(huì)比較分析,會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果上的差別,為什么會(huì)有差別?哪種方案更好,更接近真實(shí)結(jié)果?這就勢(shì)必引起實(shí)驗(yàn)誤差的討論,本文總結(jié)了三種方法以供參考。

方法1:“等效電源”法

電流表的內(nèi)接法:若將圖1看成圖2,將虛線框內(nèi)元件整體看成新的等效電源,則電壓表測(cè)量值為等效電源的路端電壓,電流表的測(cè)量值為流過(guò)等效電源的電流值,所以實(shí)際測(cè)量的結(jié)果相當(dāng)于圖3。

容易看出測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系:E=E0,r=r0+RA。

電流表的外接法:若將圖4看成圖5,將虛框內(nèi)元件整體看成新的等效電源,則電壓表測(cè)量值為等效電源的路端電壓,電流表的測(cè)量值為流過(guò)等效電源的電流值,所以實(shí)際測(cè)量的結(jié)果相當(dāng)于圖6。

容易看出測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系:E=RVr+RVE0,r=r0RVr0+RV。

方法2:圖線比較法

電流表的內(nèi)接法:產(chǎn)生誤差的原因是電流表的分壓作用。

實(shí)際測(cè)量圖線的修正(見(jiàn)圖7):

圖7中實(shí)線表示電流表相對(duì)電源內(nèi)接法的測(cè)量圖線。所以對(duì)于某次測(cè)量數(shù)據(jù),由于電流表的測(cè)量值等于真實(shí)值,電壓的測(cè)量值小于真實(shí)值,所以電源端電壓的真實(shí)值等于電壓表的讀數(shù)加上電流表的電壓,即U真=U測(cè)+UA。由于電流表的電阻一定,I越小,電流表分得電壓UA越小,當(dāng)I=0時(shí),UA=0。所以真實(shí)圖線與縱軸的交點(diǎn)與測(cè)量圖線的交點(diǎn)相同,如圖7虛線所示,

電流表的外接法:產(chǎn)生誤差的原因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔谩?/p>

實(shí)際測(cè)量圖線的修正(見(jiàn)圖8):

圖8中實(shí)線表示電流表相對(duì)電源外接法的測(cè)量圖線。所以對(duì)于某次測(cè)量數(shù)據(jù),由于電壓表的測(cè)量值等于真實(shí)值,電流表的測(cè)量值小于真實(shí)值,所以干路電流的真實(shí)值等于電流表的讀數(shù)加上電壓表中的電流,即I真=I測(cè)+IV。由于電壓表的內(nèi)阻一定,U越小,電壓表分得的電流IV越小,當(dāng)U=0時(shí),IV=0。所以真實(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)與測(cè)量圖線的交點(diǎn)相同,如圖8中的虛線所示。

方法3:閉合電路計(jì)算法

篇(4)

1、理解伏安法測(cè)電阻的原理。

2、知道伏安法測(cè)電阻有內(nèi)接和外接兩種方法。

3、理解兩種方法的誤差原因,并能在實(shí)際中作出選擇。

4、理解多用電表直流電流檔、直流電壓檔、歐姆檔的基本原理.

(二)能力目標(biāo)

1、通過(guò)本課的測(cè)量誤差分析,實(shí)際測(cè)量對(duì)比分析,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和分析能力。

2、了解歐姆表的原理,學(xué)會(huì)使用歐姆表。

3、練習(xí)使用多用電表。

(三)情感目標(biāo)

1、通過(guò)本課學(xué)生測(cè)量分析,器材選擇判斷,樹(shù)立學(xué)生知識(shí)來(lái)源于實(shí)踐,應(yīng)用于實(shí)踐的觀點(diǎn)。

教學(xué)建議

1、伏安法測(cè)電阻這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了,但是初中時(shí)只要求學(xué)生掌握測(cè)量基本原理,不需要學(xué)生考慮測(cè)量的誤差以及引起誤差的原因,也不需要學(xué)生掌握兩種連接方法,而在高中階段,本節(jié)重點(diǎn)是伏安法測(cè)電阻的兩種接法,使學(xué)生知道在什么情況下應(yīng)該用哪種接法,知道兩種接法對(duì)測(cè)量值帶來(lái)的不同測(cè)量結(jié)果,要求學(xué)生對(duì)兩種連接方法所產(chǎn)生的誤差來(lái)源有所了解。

在新課講解中可以首先復(fù)習(xí)電阻定義,引出測(cè)量電阻的思路,結(jié)合具體實(shí)際,提出兩種測(cè)量方式,分析誤差原因,總結(jié)適用條件,通過(guò)測(cè)量分析,進(jìn)一步鞏固。通過(guò)器材分析選擇,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力。

學(xué)生活動(dòng)展開(kāi)時(shí)應(yīng)該在教師的引導(dǎo)下,分析兩種測(cè)量電阻方法的誤差原因及適用條件,利用自行測(cè)量進(jìn)一步體會(huì)適用條件,通過(guò)練習(xí)題,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力,器材選擇判斷能力,解決實(shí)際問(wèn)題能力。本節(jié)是閉合電路歐姆定律的運(yùn)用,具有聯(lián)系實(shí)際的意義,為學(xué)生提供運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)

2、教材要求了解歐姆表的原理,不要求進(jìn)一步講解歐姆表的刻度等問(wèn)題.

通過(guò)對(duì)歐姆表原理的講解,進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生使用歐姆表的能力,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)歐姆表在使用前調(diào)零的重要性和必要性,使學(xué)生分清歐姆表的各檔位之間的轉(zhuǎn)換,知道歐姆表內(nèi)置電源的正負(fù)極與兩個(gè)表筆之間的連接,會(huì)對(duì)歐姆表進(jìn)行讀數(shù)和測(cè)量。

3、對(duì)于程度不同的學(xué)生可以采取不同的教學(xué)方法,如果學(xué)生的程度較好,可以對(duì)電阻的測(cè)量進(jìn)行展開(kāi)教學(xué)。除了講解以上兩種電阻測(cè)量方法以外,還可以向?qū)W生介紹其他方法。比如替代法,補(bǔ)償法,惠斯通電橋法,另有利用一個(gè)已知電阻和伏特表,一個(gè)已知電阻和安培表進(jìn)行測(cè)量的方法。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

電阻的測(cè)量

一、教學(xué)目標(biāo)

1、在物理知識(shí)方面的要求:

(1)了解用伏安法測(cè)電阻,知道伏安法測(cè)電阻有內(nèi)接和外接兩種方法,無(wú)論用“內(nèi)接法”還是“外接法”,測(cè)出的阻值都有誤差。

(2)懂得誤差的產(chǎn)生是由于電壓表的分流或電流表的分壓作用造成的,并能在實(shí)際中根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器。

(3)知道歐姆表測(cè)電阻的原理。

2、能力方面的要求:

(1)引導(dǎo)學(xué)生理解觀察內(nèi)容的真實(shí)性,鼓勵(lì)學(xué)生尋查意外現(xiàn)象及異常現(xiàn)象所發(fā)生的原因。

(2)通過(guò)本課的測(cè)量誤差分析,實(shí)際測(cè)量對(duì)比分析,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和分析能力。

(3)培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心操作、認(rèn)真觀察的習(xí)慣和分析實(shí)際問(wèn)題的能力。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1、重點(diǎn):使學(xué)生掌握引起測(cè)量誤差的原因及減小誤差的方法。

2、難點(diǎn)

(1)誤差的相對(duì)性。

(2)根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器來(lái)減小誤差。

三、教具

電壓表,電流表,歐姆表,測(cè)電阻的示教板。

四、主要教學(xué)過(guò)程

(-)引入新課

我們?cè)诔踔袝r(shí)已經(jīng)做過(guò)了“用電壓表、電流表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在,再做“伏安法測(cè)電阻”,是不是簡(jiǎn)單的重復(fù)呢?大家可以回想一下,當(dāng)初做實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況,把兩個(gè)示數(shù)相除,再多次求平均即可,那你們有沒(méi)有想過(guò),這樣得到的就是電阻的真實(shí)值嗎?不是,原因在于電壓表和電流表都不是理想的。

(二)教學(xué)過(guò)程

1、伏安法測(cè)電阻

我們已經(jīng)了解了電流表并非無(wú)電阻,而電壓表也并不是電阻無(wú)窮大,用這樣的表去測(cè)量電阻,會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有什么樣的影響?

(1)、原理:利用部分電路歐姆定律

我們利用電壓表,電流表測(cè)量電阻值時(shí),需把二者同時(shí)接入電路,否則無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系,沒(méi)有了測(cè)量的意義,那么接入時(shí)無(wú)非兩種接入方法,那么電路應(yīng)如何?請(qǐng)同學(xué)們畫(huà)出。

(2)、電路:

如果是理想情況,即時(shí),兩電路測(cè)量的數(shù)值應(yīng)該是相同的。

提出問(wèn)題,實(shí)際上兩塊表測(cè)量的是哪個(gè)研究對(duì)象的哪個(gè)值?測(cè)出來(lái)的數(shù)值與實(shí)際值有什么偏差,是偏大還是偏小?

外接法

是兩端電壓,是準(zhǔn)確的,是過(guò)和的總電流,所以偏大。

偏小,是由于電壓表的分流作用造成的。

實(shí)際測(cè)的是與的并聯(lián)值,隨,誤差將越小。

內(nèi)接法

是過(guò)的電流,是準(zhǔn)確的,是加在與A上總電壓,所以偏大。偏大,是由于電流表的分壓作用造成的。

實(shí)際測(cè)的是與A的串聯(lián)值,隨,誤差將越小。

進(jìn)一步提問(wèn):為了提高測(cè)量精度,選擇內(nèi)、外接的原則是什么?

適用范圍:;

[思考題]給你電源、電流計(jì)、已知電阻、開(kāi)關(guān)和未知電阻各一只,如何設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路。

方法:將A前后兩次串入和各支路,測(cè)得電流強(qiáng)度為和,應(yīng)有,則)

2、歐姆表測(cè)電阻

伏安法測(cè)電阻比較麻煩,實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用能直接讀出電阻值的歐姆表來(lái)測(cè)電阻,關(guān)于歐姆表的構(gòu)造,先請(qǐng)同學(xué)們看書(shū)。

以上歐姆表的結(jié)構(gòu)示意圖。借助電流表顯示示數(shù),測(cè)電阻不同于測(cè)電流、電壓,表內(nèi)本身含有電源,表盤(pán)上本身刻定的是電流值。試想,在兩表筆間接入不同的電阻時(shí),電路中的電流強(qiáng)度會(huì)隨之發(fā)生改變,且一個(gè)阻值對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值,即指針偏在某一位置,所以可知:

(1)、原理:閉合電路歐姆定律

(2)、刻度的標(biāo)定:

①兩表筆短接,調(diào),使,刻出“0”

②兩表筆斷開(kāi),指針不偏,刻出“∞”

③任意加上,,在指針偏轉(zhuǎn)到的位置,刻出“”;

④若是正好是呢?應(yīng)有,不難看出此時(shí)、,是此時(shí)的歐姆表內(nèi)阻,也稱中值電阻。

拿出一塊歐姆表演示一下剛才的過(guò)程,同時(shí)說(shuō)明:

①紅、黑表筆的規(guī)定是為了與以往的電壓表、電流表“+、-”極統(tǒng)一,即電流流入的為正極,電流流出的為負(fù)極。

②由于與并不是簡(jiǎn)單的反比關(guān)系,所以歐姆表的刻度是不均勻的,從有向左,刻度越來(lái)越密。

(3)、使用歐姆表的注意事項(xiàng):(請(qǐng)同學(xué)回答并總結(jié)出)

①測(cè)電阻時(shí),要使被測(cè)電阻同其它電路脫離開(kāi)。

②歐姆表一般均有幾檔,而且使用時(shí)間長(zhǎng)了,電池的E,r均要發(fā)生改變,所以在每次使用前及換擋后都要進(jìn)行調(diào)零。

③每次使用后要把開(kāi)關(guān)撥到OFF檔或交流電壓檔的最大量程。

由此也可看出,利用歐姆表測(cè)電阻僅是粗測(cè)而已,在此基礎(chǔ)上,應(yīng)再利用伏安法測(cè)量才會(huì)比較準(zhǔn)確。

篇(5)

【正文】

本實(shí)驗(yàn)是高中物理中的一個(gè)極其重要的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟粌H僅是教會(huì)學(xué)生一種測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的方法,更重要的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)更好地理解電動(dòng)勢(shì)這一概念。

我們知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不能直接進(jìn)行測(cè)量,但電源接入電路中,路端電壓和干路電流確是可以測(cè)量的,如果我們可以建立路端電壓和電流與電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻之間的聯(lián)系,那么問(wèn)題就迎刃而解了。這讓我們想到了閉合電路歐姆定律,即 ,可推出 在實(shí)驗(yàn)操作中可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,得到多組U、I值,進(jìn)而可采用平均值法或U―I圖像法以減少實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差。然而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的系統(tǒng)誤差卻是不可避免的,下面我們就來(lái)根據(jù)測(cè)量電路進(jìn)行誤差分析及電路選擇。

在用電流表和電壓表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),有電流表外接和內(nèi)接兩種情況,下面我們將逐一分析。

1、 采用甲電路

分析如下:首先設(shè)電流表內(nèi)阻為RA,電壓表內(nèi)阻為RV,由閉合電路歐姆定律得

由以上分析還可以知道,要減小誤差,所選擇的電流表內(nèi)阻應(yīng)適當(dāng)小些,而電源內(nèi)阻大些,使得r>>RA。因此甲電路適宜測(cè)量水果電池、太陽(yáng)能電池板等大內(nèi)阻電源。

我們對(duì)甲電路的接法還可以這樣理解:因?yàn)橐獪y(cè)電源的內(nèi)阻,所以對(duì)電源來(lái)說(shuō)用的是電流表內(nèi)接法。

2、 采用乙電路

分析如下:同樣考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻,由閉合電路歐姆定律得

由以上分析還可以知道,要減小誤差,所選擇的電壓表內(nèi)阻應(yīng)適當(dāng)大些,而電源內(nèi)阻小些,使得r

同樣,對(duì)乙電路的接法也可以這樣理解:因?yàn)橐獪y(cè)電源的內(nèi)阻,所以對(duì)電源來(lái)說(shuō)用的是電流表外接法。

綜上,相對(duì)于待測(cè)電阻而言,大電阻用電流表內(nèi)接法來(lái)測(cè)量,小電阻用電流表外接法來(lái)測(cè)量,即“大內(nèi)小外”。(但要知道r、RV、RA的大致阻值)

例1、已知太陽(yáng)能電池組的電動(dòng)勢(shì)約為8v,短路電流約為4mA。為精確測(cè)量出它的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,除導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外,還備有下列器材:

A.電流表:量程5mA,內(nèi)阻約為10Ω

B.電流表:量程20mA,內(nèi)阻約為40Ω

C.電壓表:量程5.0V,內(nèi)阻約為5kΩ

D.電壓表:量程15 V,內(nèi)阻約為15kΩ

E.滑動(dòng)變阻器:0~4kΩ

F.滑動(dòng)變阻器:0~40kΩ

(1)為使實(shí)驗(yàn)盡可能方便、準(zhǔn)確,請(qǐng)選擇器材:____________________

(2)畫(huà)電路圖

(3)E真_______E測(cè), r真________r測(cè)

點(diǎn)撥:由 可得,r=2000Ω,即大內(nèi)阻電源,因此電流表相對(duì)待測(cè)電阻內(nèi)接。如圖甲所示,結(jié)論與甲電路分析一致。

例2、某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,現(xiàn)備有下列器材:

A.被測(cè)干電池一節(jié) E.電壓表:量程0~15 V,內(nèi)阻未知

B.電流表:量程0~0.6 A,內(nèi)阻為0.1 Ω F.滑動(dòng)變阻器:0~10 Ω,2 A

C.電流表:量程0~3 A,內(nèi)阻為0.024 Ω G.滑動(dòng)變阻器:0~100 Ω,1 A

D.電壓表:量程0~3 V,內(nèi)阻未知 H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響,測(cè)量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差.在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.

(1)在上述器材中請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模篲_______(填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母);

(2)在圖(a)方框中畫(huà)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖;

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖(b)所示的U-I圖象,則在修正了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差后,干電池的電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)電阻r=________ Ω.

答案:(1)ABDFH

(2)如圖甲所示:

(3)1.5; 0.9

注意:電流表或電壓表會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)系統(tǒng)誤差,因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)要盡量避免或減少電流表或電壓表帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。

篇(6)

如果電表為理想電表,即RV=∞,RA=0用圖1(甲)和(乙)兩種接法測(cè)出的電阻相等。但實(shí)際測(cè)量中所用電表并非理想電表,電壓表的內(nèi)阻并非趨近于無(wú)窮大、電流表也有內(nèi)阻,因此實(shí)驗(yàn)測(cè)量出的電阻值與真實(shí)值不同,存在誤差。如何分析其誤差并選用合適的電路進(jìn)行測(cè)量呢?

一般將圖1(甲)所示電路稱電流表外接法,(乙)所示電路為電流表內(nèi)接法,則“伏安法”測(cè)電阻的誤差分析和電路選擇方法可總結(jié)為六個(gè)字:“大內(nèi)大、小外小”。

一、 誤差分析

根據(jù)歐姆定律,電阻的(真實(shí))阻值等于該電阻兩端的電壓值除以此時(shí)流過(guò)電阻的電流值,即 R=URIR,但在實(shí)際的測(cè)量中,由于測(cè)量系統(tǒng)的原因,我們并不能同時(shí)測(cè)得UR、IR,所以在實(shí)際測(cè)量中,總會(huì)有測(cè)量誤差。

1 電流表外接法

由于電表為非理想電表,考慮電表的內(nèi)阻,等效電路如圖3所示,電壓表的測(cè)量值UV為ab間電壓,電流表的測(cè)量值IA為干路電流,是流過(guò)待測(cè)電阻的電流與流過(guò)電壓表的電流之和,故:R測(cè)=UvIA

圖3

2 電流表內(nèi)接法

其等效電路如圖4所示,電流表的測(cè)量值為流過(guò)待測(cè)電阻和電流表的電流(IA=IR),電壓表的測(cè)量值為待測(cè)電阻兩端的電壓與電流表兩端的電壓之和,故:R測(cè)=UvIA

綜上所述,當(dāng)采用電流表內(nèi)接法時(shí),測(cè)量值大于真實(shí)值,為減小誤差,應(yīng)測(cè)大電阻。即“大內(nèi)大”(大電阻內(nèi)接、測(cè)量值偏大);當(dāng)采用電流表外接法時(shí),測(cè)量值小于真實(shí)值,為減小誤差,應(yīng)測(cè)小電阻。即“小外小”(小電阻外接、測(cè)量值偏小)。

二、 電路的選擇

1 “大內(nèi)大”:當(dāng)R>RA時(shí),δ內(nèi)0,選擇電流表內(nèi)接法測(cè)量,誤差更小。

“小外小”:當(dāng)R

例1 已知電流表的內(nèi)阻約為0.1,電壓表的內(nèi)阻約為10KΩ,若待測(cè)電阻約為5Ω用伏安法測(cè)其電阻應(yīng)采用電流表接法;若待測(cè)電阻約為500Ω,用伏安法測(cè)其電阻應(yīng)采用電流表接法。

分析:當(dāng)待測(cè)電阻的阻值約為5Ω,通過(guò)與電壓表的內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻的比較,可以看出待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻,由“外小小”可知,應(yīng)選用電流表外接法,這樣相對(duì)誤差趨近于零,測(cè)量值更準(zhǔn)確。

當(dāng)待測(cè)電阻的阻值約為500Ω時(shí),待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻,由“內(nèi)大大”可知,應(yīng)選用電流表內(nèi)接法。

2 “大內(nèi)大”:當(dāng)R>RARV時(shí),應(yīng)選擇電流表內(nèi)接法進(jìn)行測(cè)量。

“小外小”:當(dāng)R

證明:電流表內(nèi)、外接法的相對(duì)誤差分別為δ內(nèi)=RA/R和δ外=R/(RV+R),則:

(1) 若δ內(nèi)RARV此時(shí),電流表內(nèi)接法的相對(duì)誤差小于電流表外接法的相對(duì)誤差,故實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選擇電流表內(nèi)接法,即“大內(nèi)大”。

(2) 同上分析可知,當(dāng)Rδ外,實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選擇電流表外接法,即“小外小”。

例2 (2005年全國(guó)高考題)在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用電壓表的內(nèi)阻約為20KΩ,電流表的內(nèi)阻約為10Ω,選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn),

讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上,如圖2-1所示:

(1) 根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出I-U圖線,由此求得該電阻的阻值Rx=Ω(保留兩位有效數(shù)字)。

(2) 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖。

分析:由圖四所描的點(diǎn)可作出I-U圖線,其斜率的倒數(shù)即為被測(cè)電阻的阻值,Rx約為2.3×103-2.5×103。

因?yàn)镽ARV=10×20×103Ω≈447.2Ω,則Rx>RARV,

由“大內(nèi)大”有,實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用2-2電流表內(nèi)接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2-2所示。(電路為什么采用滑動(dòng)變阻器分壓接法在這里不討論)

3 當(dāng)待測(cè)電阻的阻值完全未知時(shí),常采用試觸法,觀察電流表和電壓表的示數(shù)變化情況,原理如圖3-1。

將伏特表的某一接線柱分別接a、b兩點(diǎn),觀察兩表的示數(shù)變化顯著與否。判斷待測(cè)電阻的大小。

當(dāng)待測(cè)電阻Ra、b兩點(diǎn),其示數(shù)變化顯著。因待測(cè)電阻R較小,應(yīng)采用外接法。

當(dāng)待測(cè)電阻R>RA,與Rv可比擬時(shí),伏特表的分流作用顯著,伏特表分別接a、b兩點(diǎn),安培表示數(shù)變化顯著。因待測(cè)電阻R較大,應(yīng)采用內(nèi)接法。

小結(jié):伏特表示數(shù)變化顯著,說(shuō)明待測(cè)電阻R與RA差不多,較小,應(yīng)采用外接法;安培表示數(shù)變化顯著,說(shuō)明待測(cè)電阻R與Rv差不多,較大,應(yīng)采用內(nèi)接法。

篇(7)

考考查的重要內(nèi)容,由于電學(xué)實(shí)驗(yàn)具備開(kāi)放性、設(shè)計(jì)性、探究

性、靈活性和思想性等多個(gè)維度的考查功能,所以電學(xué)實(shí)驗(yàn)

是高考實(shí)驗(yàn)考查的“寵兒”,然而不少學(xué)生最害怕的、失分最

多的就是電學(xué)實(shí)驗(yàn),怎樣更好地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生不再

懼怕甚至拿高分是一個(gè)值得思考與研究的問(wèn)題。

2 電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的策略的幾點(diǎn)思考

2.1 依綱扣本,研究真題,提高復(fù)習(xí)的針對(duì)性

筆者認(rèn)為要更好地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn),首先必須研讀高考考

試說(shuō)明,并緊扣教材內(nèi)容,以準(zhǔn)確把握復(fù)習(xí)范圍,研究近幾年

江蘇省和其他新課標(biāo)地區(qū)的高考真題,挖掘其中考查的內(nèi)涵

以及信息,并進(jìn)行橫向、縱向的對(duì)比、分析、總結(jié),這樣在復(fù)習(xí)

中才能做到重點(diǎn)、難點(diǎn)了然于胸,才能避免無(wú)原則地拓展、延

伸,尤其是對(duì)教輔資料的內(nèi)容進(jìn)行合理取舍,從而達(dá)到有的

放矢地進(jìn)行復(fù)習(xí)的目標(biāo)。

比如,研讀江蘇省2012年高考考綱,其中“電阻的串聯(lián)

與并聯(lián)”考點(diǎn)是工級(jí)要求,那么在具體實(shí)驗(yàn)題中,所使用的

電壓表、電流表改裝問(wèn)題不宜深挖;涉及電表最小分度是“2”

或“5”的讀數(shù)問(wèn)題較為復(fù)雜,通過(guò)研讀高考試題,不難發(fā)現(xiàn)高

考對(duì)此讀數(shù)要求不高,所以教學(xué)時(shí)宜粗不宜細(xì)。

2.2 掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,保證雙基落實(shí)

實(shí)驗(yàn)題的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能主要是指能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

的,能理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法,能控制實(shí)驗(yàn)條件,會(huì)使用儀

器,會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,會(huì)記錄處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并得出實(shí)

驗(yàn)結(jié)論,近幾年的高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,有很多考查學(xué)生的基礎(chǔ)

知識(shí)、基本技能,不少試題源于教材,是教材實(shí)驗(yàn)的組合與改

裝,如2010年江蘇高考題中測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn),所

以在高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)確保雙基落實(shí)。

2.2.1 基本儀器的原理及使用

正確選用實(shí)驗(yàn)儀器是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前提,要想正確選用儀

器,就要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器原理及使用非常了解,電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本

儀器主要包括:電壓表、電流表、歐姆表等測(cè)量?jī)x器以及滑動(dòng)

變阻器、電阻箱等控制儀器,使用時(shí)要注意滑動(dòng)變阻器的分

壓式與限流式接法的合理選用,要正確選擇電流表內(nèi)接法、

外接法,這是實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行并得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提。

2.2.2

電學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理與方法

2012年江蘇高考大綱要求考查的電學(xué)實(shí)驗(yàn)有:決定導(dǎo)體

電阻的因素、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測(cè)定電源的電動(dòng)

勢(shì)和內(nèi)阻、練習(xí)使用多用表等四個(gè),其實(shí)驗(yàn)原理主要是:部分

電路歐姆定律、電阻定律、閉合電路歐姆定律等,這些規(guī)律的

理解和掌握是圓滿完成實(shí)驗(yàn)的保證,同時(shí)也為今后實(shí)驗(yàn)的變

式、延伸提供了可能。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理

實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程是為了得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處

理得出結(jié)論才是實(shí)驗(yàn)最終的目的,這要求學(xué)生熟練運(yùn)用列表

法、公式法、圖象法等方法,在處理中能發(fā)現(xiàn)并剔除問(wèn)題數(shù)

據(jù),從而最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2.3

抓住電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

要立足基礎(chǔ),重視教材,引導(dǎo)學(xué)生注重知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)

系,抓住各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的共性與核心,從實(shí)驗(yàn)原理的角度上說(shuō),

電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心是:歐姆定律,這在考綱上的四個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)

中都能有所體現(xiàn),因此電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)要抓住歐姆定律這個(gè)

“綱”對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié),使看似零散的知識(shí)點(diǎn)形成知

識(shí)網(wǎng)絡(luò),例如,如圖1所示電路圖,可能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有哪些?

①測(cè)定定值電阻的阻值

②測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

③測(cè)定電阻材料的電阻率

通過(guò)歐姆定律這個(gè)核心,建立起

較為牢固的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系,再根據(jù)學(xué)

生的實(shí)情組織教學(xué)復(fù)習(xí),總之雖然電

學(xué)實(shí)驗(yàn)形式多樣、豐富多彩,但只要提綱挈領(lǐng),抓住了那個(gè)

綱,就可以綱舉目張。

2.4 重視典型例題的講解、引導(dǎo),促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移、能力

提升

2.4.1 電學(xué)實(shí)驗(yàn)例題講解,思路要“看”得見(jiàn)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn),一些電學(xué)實(shí)驗(yàn)題難度稍大,

學(xué)生便感覺(jué)無(wú)從下手,教師的解題過(guò)程只是一個(gè)認(rèn)識(shí)的過(guò)

程,解題的結(jié)果是認(rèn)知的成果,而元認(rèn)知是對(duì)認(rèn)知過(guò)程的認(rèn)

知,因此在教學(xué)中,教師應(yīng)該通過(guò)出聲思維,讓學(xué)生“看見(jiàn)”教

師思維的過(guò)程,“看見(jiàn)”教師在讀到題目時(shí)頭腦中激活哪些相

關(guān)的信息,會(huì)出現(xiàn)哪些可能的方案,怎樣做出評(píng)價(jià)和選擇,

“看見(jiàn)”教師有時(shí)也會(huì)進(jìn)入死胡同但有能力自己走出來(lái),“看

見(jiàn)”教師有時(shí)也會(huì)犯錯(cuò)誤,但在元認(rèn)知監(jiān)控下能夠意識(shí)到錯(cuò)

誤并改正之,當(dāng)然還可以在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的分

析(有正確或有錯(cuò)誤)暴露學(xué)生自己的思維過(guò)程,給教師反饋

信息。

2.4.2 引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題,方向要清晰

第一找出實(shí)驗(yàn)有用的資料,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模坏诙治鰞x

器在實(shí)驗(yàn)中的特點(diǎn)(如電表的阻值)、作用(如定值電阻的用

途)及優(yōu)缺點(diǎn);第三實(shí)驗(yàn)中存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理;第四

對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)、存在的問(wèn)題、改進(jìn)的措

施等等,如此一來(lái)才能在解答試題時(shí)穩(wěn)操勝券。

2.4.3 知識(shí)遷移、能力提升,技巧要掌握

篇(8)

一、兩種儀表齊全,只需選擇電流表內(nèi)接還是外接,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇實(shí)驗(yàn)器材和量程即可

例1 (2011天津)某同學(xué)測(cè)量阻值約為25 kΩ的電阻Rx,現(xiàn)備有下列器材:

A.電流表(量程100 μA,內(nèi)阻約為2 kΩ);

B.電流表(量程500 μA,內(nèi)阻約為 300 Ω);

C.電壓表(量程15 V,內(nèi)阻約為100 kΩ);

D.電壓表(量程50 V,內(nèi)阻約為500 kΩ);

E.直流電源(20 V,允許最大電流1 A);

F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1 kΩ,額定功率1 W);

G.電鍵和導(dǎo)線若干。

電流表應(yīng)選 _______,電壓表應(yīng)選 _______。(填字母代號(hào))

該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路,為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,并使測(cè)量誤差盡量減小,實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路,指出電路在接線上存在的問(wèn)題。

1)______________________________________;

2)______________________________________。

解析:電源電壓20 V,為了測(cè)量準(zhǔn)確,所以電壓表的量程選15 V。待測(cè)阻值約為25 kΩ,所以電流表的量程選500 μA,滑動(dòng)變阻器的阻值比待測(cè)阻值小很多,所以分壓式接法操作更方便,Rx>■,所以選擇內(nèi)接法。

本實(shí)驗(yàn)是伏安法測(cè)電阻最基本的應(yīng)用,雖然學(xué)生解決起來(lái)比較順利,但本實(shí)驗(yàn)是所有變換之根源。

二、盡管有兩類電表,但由于量程不符,需要對(duì)其量程進(jìn)行改裝,選擇恰當(dāng)?shù)亩ㄖ惦娮钄U(kuò)大至恰當(dāng)?shù)牧砍?/p>

如圖1所示的電路可以改變電流表的量程,如圖2所示的電路可以改變電壓表的量程。

三、兩類電表和定值電阻的角色相互轉(zhuǎn)化

近年高考題中測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)題中經(jīng)常給出兩類電表,有時(shí)還給出定值電阻,它們有何用途呢?學(xué)生往往感到無(wú)從下手,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)也感到十分頭疼,想辦法轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)儀器的角色,是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

例2 (2011上海)實(shí)際電流表有內(nèi)阻,可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)。測(cè)量實(shí)際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖所示。供選擇的儀器如下:

①待測(cè)電流表 G1(0~5 mA,內(nèi)阻約300 Ω),

②電流表G2 (0~5 mA,內(nèi)阻約100 Ω),

③定值電阻R1 (300 Ω),

④定值電阻R2 (10 Ω),

⑤滑動(dòng)變阻器R3(0~1000 Ω),

⑥滑動(dòng)變阻器R4(0~20 Ω),

⑦干電池(1.5 V),

⑧電鍵S及導(dǎo)線若干。

(1)定值電阻應(yīng)選__________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________。(在空格內(nèi)填寫(xiě)序號(hào))

(2)用連線連接實(shí)物圖。

(3)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟:

①按電路圖連接電路,____________________;

②閉合電鍵S,移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置,記錄G1 G2的讀數(shù)I1,I2;

③ _____________________;

④以I1為縱坐標(biāo),I2為橫坐標(biāo),作出相應(yīng)圖線,如圖所示。

(4)根據(jù)I2- I1圖線的斜率及定值電阻,寫(xiě)出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式________________。

本實(shí)驗(yàn)求電流表的內(nèi)阻。只有流過(guò)電阻的電流數(shù)據(jù),但沒(méi)有電壓表如何獲得電壓數(shù)據(jù)呢?本實(shí)驗(yàn)中定值電阻和待測(cè)電阻并聯(lián),所以電壓相等,利用部分電路歐姆定律,已知電流的定值電阻可以轉(zhuǎn)化為電壓表。類似的情形,如圖3,已知電壓的定值電阻R0可以起到電流表的作用,如圖4,已知內(nèi)阻的電壓表V1也可以起到電流表的作用,如圖5,已知電阻的電流表G1可以轉(zhuǎn)化為電壓表等。當(dāng)缺少某種電表時(shí)可以利用部分電路歐姆定律進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換獲得電流或電壓數(shù)據(jù),其實(shí)都是伏安法測(cè)電阻衍生出來(lái)的等價(jià)方法,萬(wàn)變不離其宗。

四、電表只作為顯示示數(shù)的一種表面象征,而采用間接方法測(cè)量未知電阻

例3 (2011全國(guó)理綜) 為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表,R0和R分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱,S和S1分別是單刀雙擲開(kāi)關(guān)和單刀開(kāi)關(guān),E是電池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:

(1)將S撥向接點(diǎn)1,接通S1,調(diào)節(jié)________,使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置,記下此時(shí)_____的讀數(shù)I;

(2)然后將S撥向接點(diǎn)2,調(diào)節(jié)________,使________,記下此時(shí)RN的讀數(shù);

篇(9)

在研究省級(jí)課題《初中、高中物理教學(xué)銜接的研究》時(shí)發(fā)現(xiàn),初中物理(滬科班九年級(jí)教材)對(duì)《恒定電流》內(nèi)容的介紹和描述用了三章內(nèi)容,分別是第十四章《了解電路》、第十五章《探究電路》和第十六章《電流做功和電功率》,跟現(xiàn)行人教社物理3-1第二章《恒定電流》相比對(duì),發(fā)現(xiàn)有很多知識(shí)點(diǎn)是重復(fù)的。如表一:

在完成初高中銜接后,在高中增加了“電動(dòng)勢(shì)”這一重要概念,增加了“電阻定律”、“閉合電路歐姆定律”兩個(gè)定律,還增加了多個(gè)重要的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) :如“描繪小燈泡的伏安特性曲線”、“測(cè)定金屬的電阻率”、“把電流表改裝為電壓表”、“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”、“用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件”。這些實(shí)驗(yàn)在高考中反復(fù)考,命題者尤其喜歡考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。究其原因,是由于這部分內(nèi)容涉及的實(shí)驗(yàn)原理比較成熟,學(xué)生在初中和高中對(duì)這部分內(nèi)容都不陌生。

在教學(xué)課時(shí)緊張的情況下,為了把這部分內(nèi)容給學(xué)生講清、講活和講透,在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,課題組成員在部分班級(jí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)重新設(shè)計(jì)。如表二:

在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中,把初中已學(xué)知識(shí)進(jìn)行較系統(tǒng)地復(fù)習(xí),把教學(xué)重心后移,重點(diǎn)給學(xué)生介紹用所學(xué)電學(xué)知識(shí)處理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題。

如:在組織“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,對(duì)于小燈泡的連接為何是外接而不是內(nèi)接,滑動(dòng)變阻器的連接為何是分壓而不是限流,小燈泡的伏安特性曲線為何開(kāi)始是一小段直線,后面不是一條直線。這都給學(xué)生帶來(lái)一定的困惑。教師在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生把問(wèn)題一個(gè)一個(gè)解決。重要體現(xiàn)為:(1)因本實(shí)驗(yàn)要作出I-U圖線,要求測(cè)出包括零在內(nèi)的電壓、電流值,因此變阻器要采用分壓接法。(2)本實(shí)驗(yàn)中,因被測(cè)小燈泡電阻較小,因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表的外接法。(3)電鍵閉合后,調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置,使燈泡的電壓逐漸增大,可在電壓表讀數(shù)每增加一個(gè)定值(如0.5V)時(shí),讀取一次電流值;調(diào)節(jié)滑片時(shí)應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要超過(guò)小燈泡的額定電壓。(4)電鍵閉合前變阻器滑片移到阻值最大端。(5)在坐標(biāo)軸上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系,縱軸表示電流I,橫軸表示電壓U,兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理,使得根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖線盡量占滿坐標(biāo)紙,要用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)。(6)由歐姆定律可知,對(duì)一純電阻用電器,有I=U/R.因此,當(dāng)R為定值時(shí),I-U圖線應(yīng)為一過(guò)原點(diǎn)的直線。但由于小燈泡的燈絲在其兩端電壓由0增至額定電壓的過(guò)程中,燈絲溫度由室溫升高到的2000 ℃,因此燈絲電阻率有明顯增大,故小燈泡的伏安特性曲線應(yīng)為曲線。

又如:測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻是高中物理教材電學(xué)中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn),教材介紹了以閉合電路歐姆定律三種表達(dá)形式相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理,而實(shí)驗(yàn)中所涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)誤差分析,圖像問(wèn)題則往往成為高牢考察的重點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中由于電流表所處位置不同分為內(nèi)接法與外接法,又由于電流表及電壓表并非理想電表所以導(dǎo)致內(nèi)接法與外接法都會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)巧解圖像問(wèn)題測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中圖像法是一類很重要的處理問(wèn)題的方法,新授課中大多是以U作為縱軸,I作為橫軸來(lái)描點(diǎn)作圖的,學(xué)生對(duì)于此種類型的圖像往往也較熟悉,但如果實(shí)驗(yàn)中橫軸和縱軸變?yōu)槠渌妼W(xué)量,則往往給學(xué)生以陌生感導(dǎo)致解題困難。其實(shí)此類問(wèn)題不妨將縱軸表示的電學(xué)量視為應(yīng)變量(數(shù)學(xué)中的y),縱軸電學(xué)量視為自變量(數(shù)學(xué)中的x),爾后將應(yīng)變量與自變量的函數(shù)關(guān)系寫(xiě)出來(lái),對(duì)照一次函數(shù)的表達(dá)式y(tǒng)=kx+b,即可得出斜率截距的物理意義。而且,這種方法對(duì)于多種測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)都很有效。

篇(10)

中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1674-9324(2012)06-0253-02

在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)定電阻的實(shí)驗(yàn)占很大比例,掌握其基本方法有助于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的突破。其實(shí),電阻的測(cè)量方法大致可分為三類:伏安法、比較法、其他方法。設(shè)計(jì)電路時(shí),首先要根據(jù)給定的器材,正確判定測(cè)量方法是三種中的哪一種。其次,對(duì)給出的多個(gè)同類器材,能夠正確選用。再次,依據(jù)不同的方法和電路連接的實(shí)質(zhì),運(yùn)用歐姆定律,正確得出測(cè)量結(jié)果或者結(jié)果的表達(dá)式。

一、伏安法測(cè)電阻

測(cè)量原理:測(cè)出被測(cè)電阻的電壓、電流,計(jì)算求得RX。實(shí)驗(yàn)線路:分為供電線路和測(cè)量線路兩部分;供電線路分為限流方式和分壓方式;測(cè)量線路分為內(nèi)接法和外接法。技巧1:給定多只表時(shí),要根據(jù)電源、RX、量程、表內(nèi)阻、定值電阻綜合考慮,選擇用哪些表合適,何種電路合適。技巧2:若只給出表的阻值“約值”,考查點(diǎn)為區(qū)分內(nèi)外接法以減小誤差。測(cè)量結(jié)果有誤差,結(jié)果表達(dá)式中不含“表內(nèi)阻”;若給出表的阻值“準(zhǔn)確值”,考查點(diǎn)為改表(此時(shí)必定還有定值電阻)。測(cè)量結(jié)果無(wú)誤差,結(jié)果表達(dá)式中一定含“表內(nèi)阻”;

1.供電線路。技巧3:大多數(shù)情況用分壓方式。限流、分壓的選擇依據(jù):零起必分壓(要求電壓電流從0測(cè)起,如測(cè)小燈泡的伏安特性);滑小必分壓(滑動(dòng)變阻器的全阻值比RX小時(shí)用分壓);燒表必分壓(表接在干路中會(huì)超過(guò)量程,此時(shí)采用分壓線路,用部分電壓供電。干路電流大但無(wú)表,表接入分支時(shí)不會(huì)超過(guò)量程,不會(huì)出現(xiàn)燒表現(xiàn)象。切忌估算時(shí)一看到超過(guò)小表量程就去掉小表而選大表,結(jié)果出現(xiàn)大表偏轉(zhuǎn)太小的錯(cuò)誤。原理圖的畫(huà)法。技巧4:注意變阻器是否用全電阻或者供電線路是否留缺口。分壓式:閉合回路,無(wú)缺口,全電阻,先畫(huà)電源閉合回路(將電源、開(kāi)關(guān)、變阻器全電阻串成閉合回路);分出部分電壓(將滑動(dòng)頭和變阻器的一端引出兩個(gè)分支頭)。限流式:非閉合回路,留有缺口,將電源、開(kāi)關(guān)、變阻器部分電阻串成一串(非閉合回路,留有缺口以便串入測(cè)量線路)。

2.測(cè)量線路。①先將RX與安培表串聯(lián),再將伏特表左端與其并聯(lián),再考慮將內(nèi)外接的問(wèn)題(伏特表右端并在安培表左方還是右方,也就是是否把安培表包在內(nèi)還是在其外)。②內(nèi)外接的判定(如果知道各電表的準(zhǔn)確阻值,則不受此限制,按全電路歐姆定律求解)。判定前提:知道RX、RA、RV的大約阻值,判定依據(jù):比較RX2與RA、RV的大小。判定結(jié)論:內(nèi)大外小(平方RX2大,內(nèi)大)。技巧5:先畫(huà)RX與安培表的串聯(lián),再畫(huà)伏特表“一端”與RX的并聯(lián),最后確定伏特表“另一端”是否將安培表圈起來(lái)。

3.改表的思考技巧。技巧6:選用兩個(gè)同類表時(shí),哪個(gè)表的阻值為準(zhǔn)確值,就改哪個(gè)表;選用兩個(gè)同類表時(shí),量程大的通常在外面;小電阻,是并聯(lián)改安培表用的,大電阻,是串聯(lián)改伏特表用的。

4.實(shí)物圖的連接。同原理圖的連接順序一樣,但要注意極性問(wèn)題,導(dǎo)線不能出線交叉。技巧7:最后并伏特表,可避免導(dǎo)線交叉;實(shí)物連線時(shí),若表的正極在右方,則右方連線接電源正極,這樣可避免導(dǎo)線交叉或繞線雜亂。

二、比較法測(cè)表的內(nèi)阻,有半偏法和替換法兩種

測(cè)量原理:給RX并上或串上相同的電阻R0,流過(guò)的RX電流減半——半偏法;用與RX相等的電阻R0替換RX后,回路電流電壓不變——替換法。應(yīng)用條件:有單刀雙擲開(kāi)關(guān)時(shí),為替換法(兩條支路只能用一條,要么接RX,要么接R0)。有一個(gè)或兩個(gè)單開(kāi)關(guān)時(shí),為半偏法(干路一個(gè)開(kāi)關(guān),并相同的R0時(shí)用一個(gè)開(kāi)關(guān))。技巧8:不是單開(kāi)關(guān),就不是伏安法。

1.替換法。①實(shí)質(zhì):用與被測(cè)量表相同的電阻替換掉被測(cè)量表,兩次電路是相同的。②電路:先將RX與電源、開(kāi)關(guān)、變阻器組成串聯(lián)回路;再給并上一個(gè)電阻箱,最后將開(kāi)關(guān)改為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。根據(jù)指示表的種類,注意電路的畫(huà)法。先未知后已知——先接未知支路,再接已知支路——兩次指示表示數(shù)相同。③結(jié)論:RX=R0(兩電阻阻值相同,完全替換)。④誤差:完全相等,無(wú)系統(tǒng)誤差(指示表的內(nèi)阻與測(cè)量無(wú)關(guān),僅表明兩次電路相同)。

2.半偏法。①實(shí)質(zhì):給被測(cè)量表并(或串)一個(gè)相同的電阻,電路的電阻加倍(或減半),導(dǎo)致流過(guò)被測(cè)量表的電流減半。②電路:分兩種電路。串聯(lián)電路法:應(yīng)用前提,電源沒(méi)有內(nèi)阻——恒壓半偏法。并聯(lián)支路法:應(yīng)用前提,串大并小——恒流半偏法(串聯(lián)的大變阻器約為100RX,并聯(lián)的小電阻箱至少比Rg大)。測(cè)量方法:先滿偏后半偏(同理,也可偏轉(zhuǎn)1/3,1/4,結(jié)果式子根據(jù)電路求得)。③結(jié)論:看電路,由歐姆定律得到結(jié)論。④誤差:必然有系統(tǒng)誤差(記憶方法,看電路是串聯(lián)還是并聯(lián),串聯(lián)偏大,并聯(lián)偏小)。

三、其他方法測(cè)電阻

1.應(yīng)用前提:既不是伏安法(通常給定兩個(gè)同類表),也不是比較法(沒(méi)有單刀雙擲開(kāi)關(guān)或者兩個(gè)單開(kāi)關(guān)),則只好采用其他方法測(cè)電阻了。技巧9:通常2個(gè)安培表接為并聯(lián)電路,2個(gè)伏特表接為串聯(lián)電路。

2.結(jié)果推導(dǎo):根據(jù)全電路的歐姆定律,寫(xiě)出兩次包含RX和測(cè)量值(I1、I2或者U1、U2)以及電阻箱、定值電阻(R1、R2)的方程組,求解得出結(jié)果表達(dá)式。情形舉例:題目給定的兩只表并非 、 各一只,而是兩只 或是兩只 ,以及未知電阻和一個(gè)定值電阻。思考方法:當(dāng)給定兩只電流表時(shí),將Rx與R0并聯(lián),量程大的一只表測(cè)總電流,量程小的一只表測(cè)分電流。至于小電流表到底該串聯(lián)在Rx支路還是R0支路,取決于要使兩支路流過(guò)最大電流時(shí),電壓相當(dāng),與供給電壓匹配。當(dāng)給定兩只電壓表時(shí),將Rx與R0串聯(lián),量程大的一只表測(cè)總電壓,量程小的一只表測(cè)部分電壓。至于小電壓表該測(cè)Rx的分電壓(小電壓表并聯(lián)在Rx兩端),還是該測(cè)R0的分電壓(小電壓表并聯(lián)在R0兩端),取決于流過(guò)相同的最大電流時(shí),兩電壓表的讀數(shù)均接近滿偏。畫(huà)好電路后,求結(jié)果時(shí)最好按電路連接方式,運(yùn)用歐姆定律求解,易于寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的方程,得到需要的結(jié)果。技巧10:非伏安法求結(jié)果,要據(jù)電路求結(jié)果。

參考文獻(xiàn):

[1]李維坦.高中物理解題題典[M].長(zhǎng)春:東北師范大學(xué),2011.

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