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电学实验专题讲座(47页)


电学实验基础

一、电路的选择

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= RARV

内接法 R A V

外接法 R A V

RV R > 当 R>R0 即 时用内接法 R测 > R真 R RA RV R > 当 R<R0 即 时用外接法 R测< R真 R RA R 与 RV 哪个比值大R就与对应表近接 结论: RA R R a b ⑵ 试触法 A ①条件:未给出R的估计阻值 V ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用 内接法 时用 外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

1、内接法与外接法的选择 ⑴ 临界电阻法 ①条件:已给出R的估计阻值 ②选择方法:令 R0= 当 R>R0 即 当 R<R0 即 结论: R 与 RA ⑵ 试触法 RARV RV R > R RA RV R > R RA

内接法 R A V 时用内接法 时用外接法

外接法 R A V R测 >R真 R测< R真

RV R

哪个比值大R就与对应表近接 R a V A b

①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点

结论:两次接触,哪个表示数 变化大 , R就与哪个表近接。

练习1:一个未知电阻Rx无法估计其电阻值,某同 学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次,如图 所示,按甲图测得数据是3.0V、3.0mA,按乙图测 得数据是2.9V、4.0mA,由此可知按 甲
R


图所示的
R V

1000 电路测量的误差较小, Rx的真实值更接近于

Ω 。



A V

A

思考1: Rx 的真实值大于还是小于1000 Ω 。( 小于 ) 思考2:若已知电流表内阻为 0.1 Ω,那么Rx 的真实值是 ( 999. 9 ) Ω。

2、限流与分压 ⑴ 电路特点

限 流
R0 b R a

分 压
R0

电路图

a R b

ε
滑动头从a滑向b R0上电压变化范围 R0

k ε ε

ε
o

k

ε

( 设r=0 )
接通电键时滑动头

R0 + R

初始位置应处于

a端

a端

⑵、选择方法
① 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。 (三种特殊条件) ② 分压接法: 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。

二、实验器材的选择

二、实验器材的选择

1、选择原则: ⑴ 安全原则:不超过各仪表、元件允许的最大电流。 ⑵ 准确原则:减少误差。 a、各电表示数不少于量程的1/3 b、测多组数据,要求电表示数在大范围内可调 c、选内阻较大的电压表、内阻较小的电流表

⑶ 能耗少的原则:变阻器通常选限流接法,选其阻值 与其他电阻的阻值比较接近的。变阻器分压接法时, 选阻值较小而额定电流较大的 2、选择步骤: ⑴ 选出唯一器材。 ⑵ 草画电路图。 ⑶ 估算电流和电压最大值,确定实验器材。

练习 2:欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的电阻,要求测量结 果尽量准确现备有以下器材: A、电池组(3V,内阻1Ω)

B、电流表(0—3A,内 阻0.0125Ω)

C、电流表(0—0.6A,内 阻0.125Ω) D、电压表(0—3V,内 阻3KΩ) E、 电压表(0—15V,内 阻15KΩ) F、滑动变阻器 (0—20Ω,额定电流1A) G、滑动变阻器(0—2000Ω,额定电 流0.3A) H、电键、导线 ⑴ 上述器材中应选用 ⑵ 实验电路应采用电流表
ACD FH 外

(填各器材字母代号) 接法

⑶ 为使通过待测金属导线的电流强度能在0—0.5A范围内改变,请按 要求画 出测量待测金属导线电阻Rx的电路图

RX A 甲 限流内接 ε k RX A

RX

A
乙 V b R a ε A k RX

V
b R a

限流外接


分压内接

V a R b ε


分压外接

V a R b ε k

k

练习 2:欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的电阻,要求测 量结果尽量准确现备有以下器材: A、电池组(3V,内阻1Ω) 0.0125Ω) B、电流表(0—3A,内 阻

C、电流表(0—0.6A,内 阻0.125Ω) D、电压表(0—3V, 内 阻3KΩ) E、 电压表(0—15V,内 阻15KΩ) F、滑动变 阻器(0—20Ω,额定电流1A) G、滑动变阻器(0—2000Ω, 额定电流0.3A) H、电键、导线 ⑴ 上述器材中应选用
ACD FH 外

(填各器材字母代号)

⑵ 实验电路应采用电流表

接法

⑶ 为使通过待测金属导线的电流强度能在0—0.5A范围内改变, 请按要求画 出测量待测金属导线电阻Rx的电路图

RX A 甲 限流内接 ε k RX A

RX

A
乙 V b R a ε A k RX

V
b R a

限流外接


分压内接

V a R b ε


分压外接

V a R b ε k

k

RX A 甲 限流内接 ε k RX A

RX

A
乙 V b R a ε A k RX

V
b R a

限流外接


分压内接

V a R b ε


分压外接

V a R b ε k

k

三、实物连接

三、实物连接
1、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式。 2、参照实物在图中的位置画出电路图,并在电 路图上标出仪表正负极。 3、按先串后并顺序连接电路。

4、对照电路图检查,特别注意下述连接是否正确:
⑴ 电键位置。 ⑵ 滑动变阻器滑动头位置。 ⑶ 接线上柱,连线不交叉。 ⑷ 仪表量程及正负极(电流必须从正极流入, 负极流出 )。

实物图连线方法(具体的操作方法)

⑴无论是分压接法还是限流接法,都应该先把测量电 路(伏安法部分)接好;⑵对限流电路,只需用笔画 线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动 变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表 的正负接线柱并选择正确的量程,滑动变阻器的滑动 触头应调到阻值最大处)。⑶对分压电路,应该先把 电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线 连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一 个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根 据伏安法部分电表正负接线柱的分布,将伏安法部分 接入该两点间。

接线上柱,不能接在滑动头上!

×

×
接线上柱,不能接在腿上!

×

滑动变阻器阻值是零,不能调节!

滑动变阻器阻值最大,不能调节!

×

分压外接

+

_

分压外接

接线应上柱!

×
+

_

分压外接

+

_

分压外接

+

_

分压外接

连线不能交叉!

+

_

分压外接

+

_

分压外接

+

_

分压内接

分压内接

限流外接

限流内接

限流内接

限流外接

实验仪器的读数

高考要求会正确使用的电学仪器有:电流表、电压表、 多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻 器以外,其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基 本原则是:凡仪器最小刻度是10分度的,要求读到最 小刻度后再往下估读一位 (估读的这位是不可靠数 字);凡仪器最小刻度不是10分度的,只要求读到最 小刻度所在的这一位,不再往下估读。电阻箱是按照 各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向 某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻 箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置 直接读出的,不再向下估读。


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