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1、2021/8/11 星期三1v实验(一)测定电源电动势和内阻 2021/8/11 星期三2v【实验目的】v1掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律v2掌握用图象法求电动势和内阻的方法v【实验原理】v1实验依据：闭合电路欧姆定律v2实验电路，如图所示2021/8/11 星期三32021/8/11 星期三4v【实验器材】v电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔v【实验步骤】v1电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图连接好电路v2把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端v3闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一
2、组数据(I1、U1)用同样方法测量几组I、U值填入表格中v4断开开关，拆除电路，整理好器材 2021/8/11 星期三5v【数据处理】v本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法.v方法一取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A2021/8/11 星期三62021/8/11 星期三7v【注意事项】v1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(
3、选用已使用过一段时间的旧干电池)v2在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化v3测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值2021/8/11 星期三8v4在画UI图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差v5干电池内阻较小时，U的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如下图甲所示的状况，使下部大面积空
4、间得不到利用为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)，如图乙所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小，此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势，要在直线上任取两个相距较远的点，用r 计算出电池的内阻r.2021/8/11 星期三92021/8/11 星期三10v【误差分析】v1由读数误差和电表线性不良引起误差v2用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差2021/8/11 星期三11v3本实验的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表的分流Iv引起的，使电流表的示数I测小于电池的输出电流I真因为I真I测Iv，而IvU/
5、Rv，U越大，Iv越大，U趋近于零时Iv也趋近于零所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小修正后的图线如图所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，r测r真、E测r真2021/8/11 星期三13v (2010江苏单科)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路2021/8/11 星期三14v(1)试验时，应先将电阻箱的电阻调到_(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)v(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R010 的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理
6、的方案是_(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.02021/8/11 星期三152021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17v实验(二)练习使用多用电表2021/8/11 星期三18v【实验目的】v1了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法v2会使用多用电表测电压、电流及电阻v3会用多用电表探索黑箱中的电学元件2021/8/11 星期三19v【实验原理】v1表盘v多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程外形如图所示：上半部为表头，表盘上共有三条刻
7、度线，最上面的刻度线的左端标有“”，右端标有“0”，是用于测电阻的，中间的刻度线是用于测直流电流和直流电压的，其刻度是均匀分布的，最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测交流电压的，其刻度是不均匀的多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程当多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三21v多用电表表面还有一对正、负插孔红表笔插“”插孔，黑表笔插“”插孔，插孔上面的旋钮叫调零旋钮，用它可进行电阻调零另外，在表盘和选择开关之间还有一个机械调零旋钮，用它可以进行机械调
8、零，即旋转该调零螺丝，可使指针(在不接入电路中时)指在左端“0”刻线2021/8/11 星期三22v2挡位(如图)v多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用2021/8/11 星期三23v(1)当S接通1或2时，表头与电阻并联，所以1、2为电流挡，由于并联阻值的大小不同，量程也不同，1的量程较大v(2)当S接通3或4时，接通内部电源，此时为欧姆挡，4的倍率比3的倍率高v(3)当S接通5或6时，表头与电阻串联，此时为电压挡，由于串联的阻值不同，6的量程比5的量程大2021/8/11 星期三24v3多用电表电阻挡v原理：欧姆挡是根据闭
9、合电路欧姆定律制成的，它的原理如图所示电阻R是可变电阻，也叫调零电阻2021/8/11 星期三25v当红、黑表笔不接触时(图乙)相当于被测电阻Rx，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是示数为“”点2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27v【实验器材】v多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个2021/8/11 星期三28v【实验步骤】v1观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程v2检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零v3将红、黑表笔分别插入“”“”插孔v
10、4如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡测小灯泡两端的电压2021/8/11 星期三29v5如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流2021/8/11 星期三30v6利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差；测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或OFF挡v7研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极2021/8/11 星期三31v(1)研究二极管的单向导电性v将二极管、小电珠、电键、直流电源按图所示电路连接起来，闭合电键S后，小电珠正常发光v将二极管、电键、小电珠等按如图连接起来，闭合电键
11、S后，小电珠不发光2021/8/11 星期三32v(2)用多用电表测量二极管的正反向电阻，确定正负极v将多用电表的选择开关旋至低倍率欧姆挡(例如10 挡)，把两表笔直接接触，调节调零旋钮，使指针指着0，将黑表笔接触二极管正极，红表笔接触二极管的负极，如图甲所示，把读得的欧姆数乘以欧姆挡的倍率就是二极管的正向电阻v将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(如1 k挡)，变换挡位之后，要把表笔再次直接接触，调节调零旋钮，使指针指着零，将红表笔接触工极管正极，黑表笔接触二极管的负极，如图乙，把读得的欧姆数乘以欧姆挡的倍率就是二极管的反向电阻2021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34v
12、【注意事项】v1多用电表的使用v(1)用前要进行机械调零v(2)测直流电压和电流时，电流正极(红)进负极(黑)出v(3)测量时手不能接触表笔的金属杆v(4)测电流和电压时，要先选择量程再测量，不能把量程当倍率v(5)测电阻前，改换欧姆挡后要进行欧姆调零v(6)测量时，电阻要与其他电路断开2021/8/11 星期三35v(7)选择挡位时，应尽可能使指针指在刻度盘的中央附近，指针偏角大时换小倍率，指针偏角小时换大倍率v(8)多用电表使用后，选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡长期不用时，应将电池取出v2用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量2021/
13、8/11 星期三36v【误差分析】v1欧姆表刻度不均匀造成误差v2多用电表内电池用旧了电动势下降带来误差2021/8/11 星期三37v 多用电表表头的示意图如图所示在正确操作的情况下：2021/8/11 星期三38v(1)若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_v(2)若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_v(3)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是_，测量结果为_v(4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：_，_，_.2021/8/11 星期三39v(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到_或者_v(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从_色表笔经_插孔流入电表v解析：多用电表有多种用途，除了可以测量电阻之外，还可以对电压、电流等物理量进行测量关键是看选择开关旋转到哪个挡位2021/8/11 星期三40v答案：(1)直流电压1.20 Vv(2)直流电流48 mAv(3)电阻1.7 kv(4)改用1 k倍率，重新调零将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值v(5)OFF交流电压500 V挡位置v(6)红正2021/8/11 星期三412021/8/11 星期三42