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1、高三物理电学实验基础本讲稿第一页，共一百零一页物理电学实验复习物理电学实验复习电学实验基础电学实验基础本讲稿第二页，共一百零一页 常用的电压表和电流表都是由小量常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的程的电流表改装而成的G_+本讲稿第三页，共一百零一页一、电流表的构造和工作原理一、电流表的构造和工作原理1、构造：永磁铁和放入永磁铁磁场、构造：永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成的可转动线圈组成IUg G IgRg2、电路图：、电路图：大约零点几伏大约零点几伏约几十微安到几毫安。约几十微安到几毫安。（1）满偏电流满偏电流:电流表指针偏转到最电流表指针偏转到最大刻度时的电流大刻度时的电
2、流Ig（2）电流表的内阻电流表的内阻:表头表头G的电阻的电阻Rg（3）满偏电压满偏电压:电流表电流表G通过满偏电通过满偏电流时流时,加在它两端的电压加在它两端的电压UgUg=IgRgUg=IgRg大约几欧到几十欧大约几欧到几十欧本讲稿第四页，共一百零一页二、把灵敏电流计改为电压表二、把灵敏电流计改为电压表电路图电路图GIgRgUgURRVIgIgURV（2）电压表的内阻：）电压表的内阻：Rv=Rg+R本讲稿第五页，共一百零一页三、把灵敏电流计三、把灵敏电流计G改为电流表改为电流表AGIgRgIRRAUI IRA电路图电路图（2）电流表的内阻：）电流表的内阻：RA=RgR/(R+Rg)本讲稿第六
3、页，共一百零一页1 1）、限流式：）、限流式：2 2）、分压式：）、分压式：AVRXRLAVRLRX四、滑动变阻器的两种接法四、滑动变阻器的两种接法优点：电路简单，省电优点：电路简单，省电不足：电压不足：电压不能不能从零开始从零开始优点：电压优点：电压能能从零开始从零开始不足：电路复杂，费电不足：电路复杂，费电本讲稿第七页，共一百零一页（2 2）、滑动变阻器电路）、滑动变阻器电路R0RV、限流电路、限流电路负载电阻两端的电压变化范围为：负载电阻两端的电压变化范围为：R0R当当RR0时，也可用，此电路滑动变阻时，也可用，此电路滑动变阻器消耗的功率较少。器消耗的功率较少。R0R内阻不计，电动势为内
4、阻不计，电动势为A本讲稿第八页，共一百零一页（2 2）、滑动变阻器电路）、滑动变阻器电路R0R、分压式电路、分压式电路负载电阻两端的电压变化范围为：负载电阻两端的电压变化范围为：R0R常适用于常适用于R0 时，采用电流表内接法时，采用电流表内接法 由于由于电压表分流电压表分流引起的。引起的。误差产生的原因：误差产生的原因：误差产生的原因：误差产生的原因：内接法内接法RXVARXAV外接法外接法若若 时，采用电流表外接法。时，采用电流表外接法。本讲稿第十七页，共一百零一页 比值法比值法b.b.选择方法：选择方法：内接法与外接法的选择内接法与外接法的选择a.a.条件：已给出条件：已给出R R的估计
5、阻值的估计阻值内接法内接法RXVARXAV外接法外接法结论：结论：与与 哪个比值大哪个比值大R Rx x x x就与对应表就与对应表“近接近接”R RA AR Rx xR RV VR Rx x若若 时，采用电流表内接法。时，采用电流表内接法。若若 时，采用电流表外接法。时，采用电流表外接法。本讲稿第十八页，共一百零一页1、采用电流表内接法的条件：RxRA 采用电流表外接法的条件：RvRx例题解析电流表内、外接判断方法用试触法进行判断当（即 )时用内接法 大2、当不满足RxRA和RvRx关系时当（即 )时用外接法 小 当时，用内、外接法均可3、当Rx、RA、Rv的阻值未知时本讲稿第十九页，共一百
6、零一页 试触法试触法b.b.选择方法：将电压表分别接选择方法：将电压表分别接a a、b b两点两点结论：两次接触，那个表示数变化明显结论：两次接触，那个表示数变化明显 ,R,Rx x就与那个表就与那个表“近接近接”a.a.条件：未给出条件：未给出R RX X的估计阻值的估计阻值RXVAPab如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足满足满足满足R R R RX X X XRRRRRRRA AA A,应选用内接法应选用内
7、接法应选用内接法应选用内接法P P P P 应接在应接在应接在应接在b b b b 处。处。处。处。本讲稿第二十页，共一百零一页比较项目比较项目电流表内接法电流表内接法电流表外接法电流表外接法电路电路误差来源误差来源测量结果测量结果适用条件适用条件实验电路实验电路（电流表内外接法）（电流表内外接法）选择的依据选择的依据R测测U/IRx偏大偏大R测测U/IRx偏小偏小电流表的分压电流表的分压电压表的分流电压表的分流本讲稿第二十一页，共一百零一页请请 牢牢 记记给阻值给阻值看比值看比值与比值大表与比值大表近接近接无阻值无阻值看变化看变化与变化大表与变化大表近接近接内接和外接的确定内接和外接的确定小
8、结小结:本讲稿第二十二页，共一百零一页A2A1A2A1Rx 伏安法测电阻伏安法测电阻之之发散思维发散思维2 2“安安法安安法安安法安安法”电流表的创新使用测电压电流表的创新使用测电压条件：已知电流表条件：已知电流表A A2 2的内阻的内阻,将将A2 2看成一个电压表使用看成一个电压表使用1“伏安法伏安法伏安法伏安法”测电压表的电阻测电压表的电阻测电压表的电阻测电压表的电阻VA电压表（电流表）是一个能读出其两端电电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻压（通过其电流）的电阻没有系统误差没有系统误差没有系统没有系统误差误差此电路能否测量出电流表的内阻？此电路能否测量出电流表的内阻
9、？根据并联分流进行测量根据并联分流进行测量没有系统没有系统误差误差本讲稿第二十三页，共一百零一页V1v2RxV2v13 3“伏伏法伏伏法伏伏法伏伏法”电压表的创新使用测电流电压表的创新使用测电流条件：已知电压表条件：已知电压表V V2 2的内阻的内阻,将将V2 2看成一个电流表使用看成一个电流表使用没有系没有系统误差统误差存在系存在系统误差统误差RxV2v1R0V2v1能否消除？根据串联分压进行测量没有系统误差没有系统误差 【备考提示备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可
10、以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。本讲稿第二十四页，共一百零一页替代比较比较法测电阻替代法测量电阻替代法测量电阻RxRA比较法测量电阻比较法测量电阻I1ARRxARRxI2I2R=I1RxRx=I2R/I1（不计电源内阻）不计电源内阻）本讲稿第二十五页，共一百零一页4.4.仪器的选择仪器的选择 安全性原则安全性原则要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电流、电要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电流、电要保证所用仪器
11、的安全，电源最大允许通过的电流、电要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电表和用电器时，保证电器的额定电压电流等。选择电源、电表和用电器时，保证电器的额定电压电流等。选择电源、电表和用电器时，保证电器的额定电压电流等。选择电源、电表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。其电流和电压均不超过使用的量程。其电流和电压均不超过使用的量程。其电流
12、和电压均不超过使用的量程。精确性原则精确性原则尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和电压均不尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和电压均不尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和电压均不尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务必使指针有较大偏超过使用量程的前提下，合理选择量程。务必使指针有较大偏超过使用量程的前提下，合理选择量程。务必使指针有较大偏超过使用量程的前提下，合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的转（一般取满偏度的转（一般取满偏度的转（一般取满偏度的2/32/3），），），），电表达不到满偏的电表达不到满偏的1/3
13、1/31/31/3是不允许是不允许是不允许是不允许的。的。的。的。本讲稿第二十六页，共一百零一页操作性原则：操作性原则：如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值时用要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压限流电路调节电路的电压(电流电流电流电流)比较方便；当其阻值小于比较方便；当其阻值小于比较方便；当其阻值小于比较方便；当其阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压用电器的电阻时用分压电路调节电
14、路的电压(电流电流)比较方便比较方便比较方便比较方便选择的一般步骤选择的一般步骤根据实验要求设计合理的实验电路；根据实验要求设计合理的实验电路；根据实验要求设计合理的实验电路；根据实验要求设计合理的实验电路；找出唯一性的器材；找出唯一性的器材；找出唯一性的器材；找出唯一性的器材；估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程；用的量程；根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器根据实验的要求和待测电阻的阻值选
15、择滑动变阻器根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器.本讲稿第二十七页，共一百零一页例例1.1.用伏安法测量金属导线的电阻用伏安法测量金属导线的电阻R R，试把图中给出的器材，试把图中给出的器材连接成测量连接成测量R R的合适的电路。图中安培表的量程为的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A0.6A，内，内阻接近阻接近11，伏特表的量程为，伏特表的量程为3V3V，内阻为，内阻为5K;5K;电源的电动势电源的电动势为为6V6V，变阻器的阻值为，变阻器的阻值为020 020 。在闭合电键前，变阻器滑动。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。触点应处于正确位置。解：金属导线的电阻不大，安培
16、表应外接，变阻器电阻比较解：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：大，可用限流接法，画出电路图如下：+-RXAV+本讲稿第二十八页，共一百零一页例例2 2：有一个电阻：有一个电阻R Rx x，其阻值大约是，其阻值大约是25k 25k，可供选择的器，可供选择的器材是：材是：电流表电流表A A1 1(0-100A,2k)(0-100A,2k)电流表电流表A A2 2(0-500A,300)(0-500A,300)电压表电压表V V1 1(0-10V,100k(0-10V,100k）电压表电压表V V2 2(0-50V,500K(0-50V,500K）直流
17、稳压电源直流稳压电源 E E（15V15V，1A1A）滑动变滑动变阻器阻器 R(1k,1W)R(1k,1W)电键电键K K和若和若干根导线干根导线 试选择适试选择适当的器材，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。电路图，再将如图示的实物连线。解：（解：（解：（解：（1 1 1 1）电压表、电流表的选择）电压表、电流表的选择）电压表、电流表的选择）电压表、电流表的选择由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动变阻器由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动变阻器由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动
18、变阻器由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动变阻器必须用分压器接法。必须用分压器接法。必须用分压器接法。必须用分压器接法。若电压表选若电压表选若电压表选若电压表选V V2 2 2 2（50V50V50V50V），因为电源电压），因为电源电压15V15V15V15V不足其量程的不足其量程的不足其量程的不足其量程的1/31/3，所以电压表应选，所以电压表应选，所以电压表应选，所以电压表应选V V V V1 1 1 1（10V10V10V10V）。）。本讲稿第二十九页，共一百零一页+（2 2 2 2）电流表内接法和外接法的选择）电流表内接法和外接法的选择）电流表内接法和外接法的选择）电流表内
19、接法和外接法的选择 实验电路图实验电路图实验电路图实验电路图E E=15V=15V25K25K1K1K R RX XA A2 2V V1 1因为因为R R R RX X X X=25K=25K=25K=25KR R R RA AA A=300=300，所以采用电流表内接法，所以采用电流表内接法，所以采用电流表内接法，所以采用电流表内接法由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻R R R RX X X X 中的最大电流为中的最大电流为中的最大电流为中的最大电流为 I Imaxmax=10V/25K=0.4mA=400A=10V/25K=0.
20、4mA=400A=10V/25K=0.4mA=400A=10V/25K=0.4mA=400A所以电流表选所以电流表选所以电流表选所以电流表选A A2 2 2 2（500 A 500 A 500 A 500 A）本讲稿第三十页，共一百零一页 例例3.3.如如图图为为用用伏伏安安法法测测量量一一个个定定值值电电阻阻阻阻值值的的实实验验所所需需的的器器材材实实物物图，器材规格如下：图，器材规格如下：(1)(1)待测电阻待测电阻R Rx x（约（约100100）(2)(2)直流毫安表（量程直流毫安表（量程0 010mA10mA，内阻，内阻5050）(3)(3)直流电压表（量程直流电压表（量程0 03V
21、3V，内阻，内阻5k5k）(4)(4)直流电源（输出电压直流电源（输出电压4V4V，内阻可不计），内阻可不计）(5)(5)滑动变阻器（阻值范围滑动变阻器（阻值范围0 01515，允许最大电流，允许最大电流1A1A）(6)(6)电键一个，导线若干条电键一个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线在本题的实物图上连线+RXAV本讲稿第三十一页，共一百零一页答：答：答：答：因毫安表内阻与待测电阻相近，必须因毫安表内阻与待测电阻相近，必须因毫安表内阻与待测电阻相近，必须因毫安表内阻与待测电阻相近，必须“外接外接外接外接”因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连
22、接因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接成分压电路，成分压电路，成分压电路，成分压电路，（全题（全题（全题（全题6 6 6 6分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占3 3 3 3分除电键接分除电键接分除电键接分除电键接错扣错扣错扣错扣1 1 1 1分外，其它任何错都不给这分外，其它任何错都不给这分外，其它任何错都不给这分外，其它任何错都不给这3 3 3 3分伏安法测电阻的电路占分伏安法测电阻的电路占分伏安法测电阻的电路占分伏安法测电阻的电路占3 3 3 3分，分，分，分，其中电流表应外接
23、，即电压表应直接与待测电阻并联这部分接线中其中电流表应外接，即电压表应直接与待测电阻并联这部分接线中其中电流表应外接，即电压表应直接与待测电阻并联这部分接线中其中电流表应外接，即电压表应直接与待测电阻并联这部分接线中有任何错误都不给这有任何错误都不给这有任何错误都不给这有任何错误都不给这3 3 3 3分）分）分）分）RXAV+本讲稿第三十二页，共一百零一页A1例例4 4某某电电压压表表的的内内阻阻在在202050k50k 之之间间,现现要要测测量量其其内内阻阻,实实验验室提供下列可选用的器材室提供下列可选用的器材:待测电压表待测电压表V(V(量程量程3V)3V)电流表电流表A A1 1(量程量
24、程200A)200A)电流表电流表A A2 2(量程量程5mA)5mA)电流表电流表A A3 3(量程量程0.6A)0.6A)滑动变阻器滑动变阻器R(R(最大阻最大阻1K)1K)电源电源(电动势电动势4V)4V)电键电键K.K.(1)(1)所提供的电流表中所提供的电流表中,应选用应选用_(_(填写字母代号填写字母代号).).(2)(2)为为了了尽尽量量减减小小误误差差,要要求求测测多多组组数数据据.试试在在方方框框中中画画出出符符合要求的实验电路图合要求的实验电路图VA1 解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大，解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大
25、，解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大，解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于电压表中通过的最可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于电压表中通过的最可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于电压表中通过的最可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于电压表中通过的最大电流为大电流为大电流为大电流为I I I Imaxmaxmaxmax=3V/20K=150=3V/20K=150=3V/20K=150=3V/20K=150 A A A A，因此电流表应选用，因此电流表应选用，因此电流表应选用，因此
26、电流表应选用A A A A1 1 1 1本讲稿第三十三页，共一百零一页 【例题例题2 2】（20062006年全国年全国、）现要测量某一电压表现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材有：的内阻。给定的器材有：待测电压表待测电压表 （量程（量程2V2V，内阻约，内阻约4k4k）；电流表）；电流表 （量程（量程1.2mA1.2mA，内阻约，内阻约500500）；）；直流电源直流电源E E（电动势约（电动势约2.4V2.4V，内阻不计）；固定电阻，内阻不计）；固定电阻3 3个：个：R R1 1=4000=4000，R R2 2=10000=10000，R R3 3=15000=15000；电键；电键S
27、 S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。量程的一半。试从试从3 3个固定电阻中选用个固定电阻中选用1 1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）电路接通后，若电压表读数为电路接通后，若电压表读数为U U，电流表读数为，电流表读数为I I，则电压表内阻，则电压表内阻R RV V=_=_。VVA【命题意图命题意图】本题考查了电压表内阻的测量，实验中真正的本题考查
28、了电压表内阻的测量，实验中真正的难点在难点在于如何获得电压表中流过的电流大小于如何获得电压表中流过的电流大小，此时可以用电流表与定值电阻，此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，关键是灵配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。活的运用。R1SEAV本讲稿第三十四页，共一百零一页从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量测量电流表电流表A1的内阻的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。（测得多组数据。（1）在虚线方框中画出电路
29、图，标明所用器材的代号。）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算，）若选测量数据中的一组来计算，r1，则所用的表达式为，则所用的表达式为r1=_，式中各符号的意义是：，式中各符号的意义是：_。器材（代号）器材（代号）规格规格电流表电流表(A1)量程量程10mA，内阻，内阻r1待测（约待测（约40）电流表电流表(A2)量程量程500A，内阻，内阻r2=750电压表电压表(V)量程量程10V，内阻，内阻r3=10k电阻电阻(R1)阻值约阻值约100，作保护电阻用，作保护电阻用滑动变阻器滑动变阻器(R2)总电阻约总电阻约50电池电池(E)电动势电动势1.5V，内
30、阻很小，内阻很小电键电键(K)导线若干导线若干2000年高考年高考本讲稿第三十五页，共一百零一页根据根据并联电路两端电压相等并联电路两端电压相等，将两电流表并联，如图示：将两电流表并联，如图示：解：解：电流表电流表I1m=10mA,r140R1=100R2=50若滑动变阻器用限流接法，若滑动变阻器用限流接法，Imin=1.5/190=0.08A=8mAImax=10mA电流的变化范围很小，应该用电流的变化范围很小，应该用分压器接法。分压器接法。因为电压表读数很小，因为电压表读数很小，Um=0.4V,不能用伏安法量，不能用伏安法量，调节滑动变阻器的电阻，测出调节滑动变阻器的电阻，测出多组两电流表
31、的读数，多组两电流表的读数，由由I1r1=I2r2得得r1=I2r2I1A1A2R1=100R2=50评分标准评分标准.（1）如图所示（）如图所示（5分。若电阻分。若电阻R1与电池串联，不扣分；若与电池串联，不扣分；若R2用作限流电阻，用作限流电阻，正确的同样给分。）（正确的同样给分。）（2）I1表示通过电流表表示通过电流表A1的电流，的电流，I2表示通过电流表表示通过电流表A2的电流，的电流，r2表示电流表表示电流表A2的内阻。（的内阻。（3分，未说明分，未说明r2的不扣分。）的不扣分。）本讲稿第三十六页，共一百零一页四四关于电流表和电压表的读数方法：关于电流表和电压表的读数方法：目前中学实
32、验室学生用电流表和电压表多数为磁目前中学实验室学生用电流表和电压表多数为磁电式电表，标为电式电表，标为2.52.5级，即满刻度的百分比误差为级，即满刻度的百分比误差为级，即满刻度的百分比误差为级，即满刻度的百分比误差为2.52.5，可，可，可，可按下面的方法读数按下面的方法读数按下面的方法读数按下面的方法读数：电学实验基础知识电学实验基础知识本讲稿第三十七页，共一百零一页量程为量程为0.6A的电流表，满刻度绝对误的电流表，满刻度绝对误差最大为差最大为0.015A，最小分格为，最小分格为0.02A，指，指针偏转不够一个分格的部分用半格估针偏转不够一个分格的部分用半格估读法，读数为两位小数。如图，
33、电流读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为表读数为0.15A.00.20.4A0.6本讲稿第三十八页，共一百零一页量程为量程为3A的电流表，满刻度绝对误差的电流表，满刻度绝对误差最大为最大为0.075A，最小分格为，最小分格为0.1A，指，指针偏转不够一个分格的部分用针偏转不够一个分格的部分用1/10格估格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为读数为0.74A.012A3本讲稿第三十九页，共一百零一页量程为量程为3V的电压表，满刻度绝对误的电压表，满刻度绝对误差最大为差最大为0.075V，最小分格为，最小分格为0.1V，指，指针偏转不够一个分格的部分用针
34、偏转不够一个分格的部分用1/10格估格估读法，读数为两位小数。如图，电压表读法，读数为两位小数。如图，电压表读数为读数为2.38V.012V3本讲稿第四十页，共一百零一页量程为量程为15V的电压表，满刻度绝对误的电压表，满刻度绝对误差最大为差最大为0.375V，最小分格为，最小分格为0.5V，指，指针偏转不够一个分格的部分用针偏转不够一个分格的部分用1/5格估读格估读法，读数为一位小数。如图，电压表法，读数为一位小数。如图，电压表读数为读数为11.7V.0510V15本讲稿第四十一页，共一百零一页（1）电路应采用）电路应采用电流表外接电流表外接法（法（为什么？为什么？）（2）滑线变阻器应采用）
35、滑线变阻器应采用分压式接法分压式接法。描绘小电珠的伏安特性曲线本讲稿第四十二页，共一百零一页本讲稿第四十三页，共一百零一页(3)采用采用“4V、0.7A”小灯泡较好，在小灯泡较好，在03V内内已能反映出非线形特性（如图）。因此，电压表已能反映出非线形特性（如图）。因此，电压表用用3V量程，电流表用量程，电流表用0.6A量程。测量范围不要超过量程。测量范围不要超过3V和和0.6A。否则，要选用。否则，要选用15V、3A，将会带来较大，将会带来较大的读数误差。的读数误差。本讲稿第四十四页，共一百零一页（4）应使滑动变阻器的阻值由小向大）应使滑动变阻器的阻值由小向大(A-B)逐渐逐渐改变改变,在电压
36、表在电压表03V范围内读取并记录下范围内读取并记录下12组左右组左右不同的电压值不同的电压值U和电流值和电流值I。在坐标纸上以。在坐标纸上以U为横轴，为横轴，以以I为纵轴，画出为纵轴，画出U-I曲线，分析曲线变化的规律曲线，分析曲线变化的规律.曲线不为直线的原因是曲线不为直线的原因是本讲稿第四十五页，共一百零一页 例例3（04上海）、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变上海）、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：分别表示小灯泡上的电流和电压）：I/A0.12 0.21
37、0.290.34 0.38 0.42 0.45 0.470.49 0.50U/V0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00（1）在左下框中画出实验电路图）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围表、滑线变阻器（变化范围010电源、小灯泡、电键、导线若电源、小灯泡、电键、导线若干干.（2）在右图中画出小煤泡的）在右图中画出小煤泡的UI曲线曲线.（3）如果某一电池的电动势是）如果某一电池的电动势是1.5V,内阻是内阻是2.0.问问:将本题中的灯将本题中的灯泡接在该电池两端泡接在该电
38、池两端,小灯泡的实际功率是多少小灯泡的实际功率是多少?（简要写出求解过（简要写出求解过程程;若需作图若需作图,可直接画在第（可直接画在第（2）小题的方格图中）小题的方格图中）本讲稿第四十六页，共一百零一页解：（解：（1）见下图）见下图;（2）见下图）见下图（3）作出）作出U=EIr图线，可得小灯泡工作电流为图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率伏，因此小灯泡实际功率为为0.28瓦瓦本讲稿第四十七页，共一百零一页例例4、使用如图、使用如图1所示的器材测所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率，并
39、且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的功率与它两端电压的平方的关系曲线已知小灯泡上标关系曲线已知小灯泡上标有有“6V，3W”字样，电源是字样，电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器的规格是滑动变阻器的规格是“5 2A”.要求：要求：把图把图1中实物连成实验电中实物连成实验电路；路；图图2的的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由本讲稿第四十八页，共一百零一页解：变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，解：变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，可以有限流与分压两种接法，根据题意，灯可以有限流与分压两种接法，根据题意，灯泡电
40、阻约为泡电阻约为R=62/3=12，若采用限流，若采用限流，即使变阻器阻值用到最大，灯泡电压最小值即使变阻器阻值用到最大，灯泡电压最小值可达可达4V左右，其电压调节，范围约在左右，其电压调节，范围约在4V6V间，显然不宜选取合理数据范围作电功率间，显然不宜选取合理数据范围作电功率与两端电压平方关系图线而采用分压接法与两端电压平方关系图线而采用分压接法则灯泡两端电压变化范围为则灯泡两端电压变化范围为0V6V间，便于间，便于选取数据作相应图线，至于电压表与电流表选取数据作相应图线，至于电压表与电流表采用内接、外接，题目未给表的内阻，但实采用内接、外接，题目未给表的内阻，但实验学生用表在电阻为验学生
41、用表在电阻为10 左右时，内、外接左右时，内、外接表误差差别不大，本题不作要求，连线时应表误差差别不大，本题不作要求，连线时应注意量程选择与表注意量程选择与表“”、“一一”接线柱接接线柱接法，接线如图法，接线如图3本讲稿第四十九页，共一百零一页例4的实物连线图本讲稿第五十页，共一百零一页图图2中所绘图线，由横、中所绘图线，由横、纵坐标可知为纵坐标可知为PU2图线，图线，小灯泡在点亮时灯丝温度可小灯泡在点亮时灯丝温度可高达上千摄氏度随电压升高达上千摄氏度随电压升高，灯丝温度升高，相应电高，灯丝温度升高，相应电阻率增大，电阻增大，与相阻率增大，电阻增大，与相应电阻不变时的功率相比要应电阻不变时的功
42、率相比要减少，或者说由减少，或者说由P=U2/R可可知，该知，该图线斜率为图线斜率为1/R，随，随P增大，增大，R增大，斜率减小，因此增大，斜率减小，因此D图可图可能正确，而能正确，而B图对应斜率不变、即图对应斜率不变、即R不变的情况，与本题实不变的情况，与本题实际不符。际不符。本讲稿第五十一页，共一百零一页测电阻率测电阻率ba图4152051002025301510本讲稿第五十二页，共一百零一页1040454505图1bac保护电阻图2A A电压表电压表0 03V 3V 内电阻约内电阻约30K30KB B电流表电流表0 00.6A 0.6A 内电阻约内电阻约0.5K0.5KC C电池组：电动
43、势电池组：电动势3V 3V 内电阻很小内电阻很小D D保护电阻保护电阻R R0 0E E电键电键F F螺旋测微器螺旋测微器（1 1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如图图1 1所示，读数为所示，读数为_mm_mm。（2 2）试将图试将图2 2中提供的器材连成实验电路，要求：中提供的器材连成实验电路，要求：避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变化而发生变化能进行多次测量化而发生变化能进行多次测量根据图根据图3 3所示的数据点描绘出图线。所示的数据点描绘出图线。根据描绘出的图线结合有关数据
44、计算出该电阻丝的根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的电阻率电阻率_.m(_.m(保留两位有效数字保留两位有效数字)有有一一根根固固定定在在直直尺尺上上的的均均匀匀电电阻阻丝丝（总总阻阻值值小小于于55），两两端端各各有有一一个个固固定定的的接接线线柱柱a a和和b b，直直尺尺的的之之间间有有一一个个可可沿沿直直尺尺滑滑动动的的触触头头c c，c c的的上上端端为为接接线线柱柱，触触头头c c与与电电阻阻丝丝通通常常不不接接触触，当当用用手手按按下下时时，才与电阻丝接触，且可在直尺上读出触点的位置，现给你如下器材，要求测量该电阻丝的电阻率才与电阻丝接触，且可在直尺上读出触点的位置，现给
45、你如下器材，要求测量该电阻丝的电阻率G G连接用导线若干连接用导线若干（3 3）通过改变滑动触头通过改变滑动触头c c的位置，分别测量出了五组的位置，分别测量出了五组与长度与长度L L对应的电压对应的电压U U的数据（电流表示数保持在的数据（电流表示数保持在0.5A0.5A不变），并已描在坐标纸上，如图不变），并已描在坐标纸上，如图3 3所示所示4 4、0.51.01.52.0图30.50.40.30.20.100.60.80.7U/VL/m本讲稿第五十三页，共一百零一页 例 有有一一根根固固定定在在直直尺尺上上的的均均匀匀电电阻阻丝丝（总总阻阻值值小小于于5），两两端端各各有有一一个个固固定
46、定的的接接线线柱柱a和和b，直直尺尺的的之之间间有有一一个个可可沿沿直直尺尺滑滑动动的的触触头头c，c的的上上端端为为接接线线柱柱，触触头头c与与电电阻阻丝丝通通常常不不接接触触，当当用用手手按按下下时时，才才与与电电阻阻丝丝接接触触，且且可可在在直直尺尺上上读读出出触触点点的的位位置置，现现给给你你如如下下器器材材，要要求求测测量量该该电电阻阻丝丝的的电电阻率阻率bac保护电阻图21040454505图1本讲稿第五十四页，共一百零一页A电压表电压表03V内电阻约内电阻约30KB电流表电流表00.6A内电阻约内电阻约0.5KC电池组：电动势电池组：电动势3V内电阻很小内电阻很小D保护电阻保护电
47、阻R0E电键电键F螺旋测微器螺旋测微器（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其刻度位置如图图1所示，读数为所示，读数为_mm。（2）试将图试将图2中提供的器材连成实验电路，要求：中提供的器材连成实验电路，要求：避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变避免由于电流的热效应而使电阻丝的电阻率随电流的变化而发生变化能进行多次测量化而发生变化能进行多次测量根据图根据图3所示的数据点描绘出图线。所示的数据点描绘出图线。根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的根据描绘出的图线结合有关数据计算出该电阻丝的电阻率电阻率_.m(保留两位有效数字保留两位有效数
48、字)（3 3）通过改变滑动触头通过改变滑动触头c c的位置，分别测量出了五组的位置，分别测量出了五组与与长长度度L L对对应应的的电电压压U U的的数数据据（电电流流表表示示数数保保持持在在0.5A0.5A不不变变），并并已已描描在在坐坐标标纸纸上，如图上，如图3 3所示所示L/mL/mU/VU/VG G连接用导线若干连接用导线若干1040454505图1本讲稿第五十五页，共一百零一页分析：分析：（1 1）螺旋测微器的读数方法是：）螺旋测微器的读数方法是：读数固定刻度数（包括半毫米刻度）可动刻度数读数固定刻度数（包括半毫米刻度）可动刻度数精度精度由图由图1 1可得，电阻丝的直径可得，电阻丝的直
49、径d d1.980mm1.980mm(2)(2)由电阻定律由电阻定律 可得，测量电阻丝的电阻率可得，测量电阻丝的电阻率的原理式子为的原理式子为 为为了了避避免免由由于于电电流流的的热热效效应应而而使使电电阻阻丝丝的的电电阻阻率率随随电电流流的的变变化化而而变变化化，本本实实验验中中采采用用了了控控制制度度量量法法，即即保保持持电电流流I I不不变变，这这样样实实验验中中只只需需改改变变滑滑动动触触头头的的位位置置，测测量量多多组组U U、L L值值，利利用用U-LU-L图图像就可以计算电阻率像就可以计算电阻率。bac保护电阻图4满足实验要求的实验电路实物接线图如图满足实验要求的实验电路实物接线
50、图如图4 4所示所示。152051002025301510本讲稿第五十六页，共一百零一页（3 3）由实验原理可知由实验原理可知 ,由此，理论上由此，理论上U-LU-L图线应该是一条图线应该是一条过原点的直线，但是由于实验的偶然误差，描出的点并不在一条直过原点的直线，但是由于实验的偶然误差，描出的点并不在一条直线上，在描图线时，应通过尽可能多的点画一条直线，线上，在描图线时，应通过尽可能多的点画一条直线，0.50.40.30.20.100.60.80.70.51.01.52.0U/VL/m图5并使不在直线上的各点分布在并使不在直线上的各点分布在直线两侧的点的数目大致相同。直线两侧的点的数目大致相