1、§ 7.4電學實驗的兩個基本問題電表改裝與多用電表【知識網絡】（一）電學實驗的兩個基本問題（1）伏安法測電阻中的安培表內、外接法 電路圖：H0-1r®畀事逵內in 誤差分析：外接法的系統誤差是由電壓表分 流引起，電流的測量值大于真實值，電阻測量值小 于真實值，小電阻應采用外接法；內接法的系統誤 差是由電流表分壓引起， 電壓的測量值大于真實值 電阻測量值大于真實值，大電阻應采用內接法。 內外接法的選擇：若RRvR，則采用外接法。若尺.rvra，則采用內接法。（2 ）滑動變阻器的限流接法、分壓接法 兩種接法的比較：分壓接法時，被測電阻Rx上的電壓調節范圍大（電壓從零開始逐漸增大

2、）， 應該選用總阻值較小的滑動變阻器；限流接法時，Rx上的電壓不能從零開始調節，調節范圍小，為使電壓的調節范圍大些，應該選用總阻值和被測電阻 接近的滑動變阻器。 限流接法、分壓接法的選擇限流接法耗能少、連接方便，應優先使用，但 下列情況必須采用分壓接法（a）要求Rx上的電壓變化范圍大（如從零開始 變化）（b）采用限流接法時，電路中所能調節的最小電 流超過電表的量程或用電器額定電流。（c）Rx遠大于變阻器的最大阻值， 采用限流接法 時，Rx對電路調節能力差（調變阻器時 Rx兩端電 壓變化?。?。（二）電表的改裝（1）電流表原理和主要參數 工作原理：通電線圈在磁場中受安培力作用發生偏轉，且指什偏角

3、0與電流強度I成正比， 即B = kl，故表的刻度是均勻的。 主要參數：表頭內阻 Rg、滿偏電流lg、滿 偏電壓Ug。三者關系：Ug= IgRg（2）電流表改裝成電壓表T -方法：串聯一分壓電阻 R,若量程擴大n倍， 即 n= U/Ug，串聯電阻值 R=URRg/Ug= （ n 1） Rg, 量程擴大倍數越高，串聯電阻值越大。方法：并聯一分流電阻 R,若量程擴大n倍， 即 n= l/l g,并聯的電阻值 R=lgRg/|R=Rg/ （ n 1 ）, 量程擴大的倍數越高，并聯的電阻值越小。（三）多用電表的使用（1）使用前查看指針是 否指在刻度盤左端零刻線 處，如不在應進行機械調零；（2）根據被測

4、物理量及 其數量級將選擇開關旋到相 應的位置。讀數時注意選用 刻度盤上對應的量程刻度；（3）使用歐姆擋時，先 選好倍率，再進行歐姆調零。如果指針偏轉角度太 小（即指針所指的刻度值太大），應增大倍率重新 調零后再測；如果指針偏轉角度太大（即指針所指 的刻度值太?。?，應該減小倍率重新調零后再測。 測量中，兩只手不能同時接觸表筆上的金屬部分。 測量完畢后，應將選擇開關扳到 OFF或交流電壓最 高擋；（4）不論使用多用電表的哪個擋，電流總是從 多用電表的正接線柱（紅表筆）進入電表，從負接 線柱（黑表筆）流出；（5）二極管是用半導體材料制成的電子元件。 二極管具有單向導電性，當二極管加上一定的正向 電壓

5、時，它的電阻值很??；當給二極管加上反向電 壓時，它的電阻值變得很大。【典型例題】例1欲用伏安法測定一段電阻絲的電阻，其阻 值約為12 1，要求測量結果盡量準確，并且電壓、 電流測量范圍盡可能大一些下列器材中電流表應 選用的是（填選項代號，下同） ，電壓表應選用的是 ，滑動變阻器應選用的是 。在上面的方框內畫出應采用的電路圖。A .電池組E （6V，內阻很?。〣 電流表A1 （ 03A，內阻約0.0125 Q）C. 電流表A2 （ 00.6A，內阻約0.125 Q）D電壓表V1 （03V，內阻約3kQ）E. 電壓表V2 （06V，內阻約6kQ）F. 滑動變阻器R1 （05 Q, 2A）G. 滑動

6、變阻器 R2 （01000Q, 1A）H .電鍵、導線例2電流表 G的內阻Rg=1000 Q滿偏電流I g=100uA,現把它改裝為量程是 6V的電壓表和量程 為0.6A的電流表，設計電路如圖所示。(1) 0、S,均斷開時是什么表? 是什么表？(2) R和R2各應等于多少？(3) Si閉合S?斷開時是什么 表？量程多大？S2均閉合時r-az0+ A例3 同學使用多用電表測量某一電阻R的值，他在調好多用電表后，用“X 100檔”測量，發 現指針偏轉過大，為了更準確的測量，他又進行了 如下的操作：(1) 把選擇開關撥至“X 1000檔”。(2) 使兩表筆接觸，然后用螺絲刀輕輕旋動定 位螺絲，使指針

7、指零。(3) 把兩表筆分別與R的兩端接觸，為使它們接觸良好，用雙手捏住接觸處，然后讀數。(4) 把表筆從測試插孔中撥出，將多用電表放 回原處，實驗完畢。該同學的操作有哪些錯誤 ？請改正之。2. 一阻值在100Q 200Q間，額定功率為 0.25W 的 電阻，現用伏安法較準確測定其阻值，實驗室備有：A .量程為50mA，內阻約20 Q的電流表B .量程為3A，內阻約0.01 Q的電流表C 量程為10V，內阻約20k Q的電壓表D .量程為5V，內阻約10k Q的電壓表E. 標有“ 50 p 2A ”的滑動變阻器F. 標有“ 3k, 0.5 A"的滑動變阻器G . 12伏的直流電源 H

8、.電鍵，導線(1) 電壓表應選 ，電流表應選 ,滑動變阻器應選。(2) 根據題意作出實驗電路圖。3 如圖所示是雙量程電流表電路圖，當使用a、b兩端點時量程為1A，使用a、c兩端點時量程為 0.1A，已知表頭 卜旦仃丄斗 內阻為200 P ,滿偏電流為2mA ,求電阻R1和電阻R2的阻值。例4要測量一塊多用電表直流10mA檔的內阻Ra (約為40 Q ),除此多用電表外，還有下列器材： 直流電源一個(電動勢E約為1.5V ,內阻可忽略不 計)，電阻一個(阻值 R約為150Q ),電鍵一個， 導線若干。要求：(1)寫出實驗步驟。(2)給出Ra 的表達式。4. 如圖所示，P是一根表面均勻地鍍有很薄的

9、 發熱電阻膜的長陶瓷管(長度I為50cm左右，直徑D為10cm左右),鍍膜材料的電阻率p已知，管 的兩端有導電箍 MN .現提供米尺、伏特表 V、安 培表A、電源E、滑動變阻器 R、電鍵K和若干導 線.請設計一個測定膜層厚度 d的實驗方案.(1)實驗中應測定的物理量是 ;(2 )在虛線框內用符號畫出測量電路圖；【自我檢測】1 .圖為一正在 測量中的多用電表 表盤。(1) 如果是用直流10V檔測量電壓， 則讀數為V.(2) 如果是用直流5mA檔測量電流，則讀數為 mA.(3) 如果是用X 100Q檔測量電阻，則讀數為 Q.(3 )計算膜層厚度的公式是 .【課后練習】§ 7.4電學實驗的

10、兩個基本問題電表改裝與多用電表1 .關于歐姆表及其使用中的冋題，下列說法中正確的是A. 接表內電源負極的應是黑表筆B. 換檔后，都要重新調節調零電阻，使指針指到滿刻度C. 表盤上所標明的電阻阻值刻度是均勻的D. 表盤刻度最左邊所表示的電阻阻值為零2 .如圖所示電路，將 兩個相同的電流計分別改 裝成電流表 Ai ( 0-3 A )和 電流表A2 (0-0.6 A )，把 這兩個電流表并聯接入電 路中測量電流則下列說法 中正確的是A . Ai指針半偏時，A2指針也半偏B . Ai指針還沒有滿偏時，A2指針已經滿偏C . A1的讀數為1 A時，A2的讀數為0.6 AD . Ai的讀數為1 A時，干路

11、中的電流為1.2 A3 .如圖所示為歐姆表示意圖，lg=300 uArg=100 Q調零電阻最大 值R=50© ,串聯固定電阻 R0=50 Q ,E=1.5V它能準確測量的阻值范圍是A . 30 K Q80KQB . 3KQ-8KQC . 300 K Q80 QD . 30 Q-80 Q4.在圖示電路中，三根導線中有一根是斷的， 電源、電阻器 R1、R2為了查出斷導線，某同學想 先將多用表的紅表筆連接在電源的正極a,再將黑表筆分別連接在電阻器 觀察多用表指針的示數. 程的是A. 直流10V檔B. 直流0.5A檔C. 直流2.5V檔D. 歐姆檔R1的b端和R2的c端，并 在下列選項中，

12、符合操作規b I0Q c 5 0ft 虛TI5. 關于小量程電流表 G改裝成電壓表和電流 表后，因為G表原來內阻的大小， 對電路進行測量 時所產生誤差的影響，正確的是A . G表的內阻越大，改裝成的電壓表在測量 時產生的誤差就越大B . G表的內阻越大，改裝成的電流表在測量 時產生的誤差就越大C . G表的內阻大小對改裝成的電壓表和電流 表在測量中的誤差沒有影響D . G表的內阻越大，對改裝成的電壓表和電 流表在測量中的誤差就越小6 .如圖所示，黑盒中有一個單.向導電元件，當元件中電流沿箭頭方 二L 向時，單向導通，其電阻為零；反之，匚_ 則截止，反向電阻無窮大。還有兩個阻值均為1 k Q 的

13、電阻，它們與黑盒的接線 1、2、3接成電路，用 多用表的電阻擋對這三個接線柱間的電阻進行測 量，得到的數據如表格所示，那么黑盒中的線路是黑筆觸點112紅筆觸點231表頭讀數00.5 k Q2 k QF面電路中的哪一個?7.有一多用電表，它的歐姆刻度線中心刻度值512 S 12$1ABCD是15,當用RX10檔去測量某待測電阻(阻值約為 1000 Q)時，指針偏轉角度較小。為了減小測量誤 差，應該重新測量。其實驗步驟的順序是 。A. 將多用電表的選擇開關扳至交流高壓檔B. 將待測電阻兩端分別與兩表筆連接，并讀出數據C. 將選擇開關扳至RX1檔D. 將選擇開關扳至 RX100檔E. 調節調零電阻，

14、使表頭指針滿偏F. 將歐姆表兩表筆短接&用相同的靈敏電流計改裝成量程為3V和15V的兩個電壓表，將它們串聯接入電路，指針偏 轉角度之比為 ，讀數之比為 .9 .有一只電流計，已知其lg =500 uA, Rg =100 Q,現欲改裝成量程為6V的電壓表，則應 聯Q的電阻.由于所用的電阻不準， 當改裝表與標準表比較時，發現當標準值為3V時，改裝表讀數為3. 2V,貝U實際所用的電阻值偏(填大”或小”)Q.10 .在用伏安法測電阻的實驗中，所用電壓表的內阻約為20千歐，電流表的內阻約為 10歐,選擇能 夠盡量減小誤差的電路圖接線進行實驗，讀得的各組數據用實心圓點標于坐標圖上（如圖所示）（1

15、）根據各點表示的數據描出I-U圖線，由此求得該電阻的阻值Rx=歐（保留兩位有效數字）（2）畫出此實驗的電路原理圖。®rJ如=1. .ki-一I11 某同學用圖示電路，測繪標有“ 3.8 V 0.3V”的小燈泡的燈絲電阻 R隨電壓U變化的圖象。除了導線和開關外，有以下一些器材可供選擇:電流表：A1 （量程100 mA，內阻約2Q）;A2 （量程0.6 A，內阻約0.3 Q） 電壓表：V1 （量程5 V，內阻約5k Q ）V2 （量程15 V，內阻約15Q ）; 電源：E1 （電動勢為1.5 V，內阻為0.2 0）;E2 （電動勢為4V，內阻約為0.04 Q）o為了調節方便，測量準確，實

16、驗中應選用電流表,電壓表，滑動變阻器 ,電源。 根據實驗數據，計算并描繪出 R-U的圖象如圖3 所示.由圖象可知，此燈泡在不不作時， 燈絲電 阻為;當所加電壓為3.00 V時，燈絲電阻為，燈泡實際消耗的電功率為 W。 根據R-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與AB外加電壓U的關系。符合該關系的示意圖是下列圖C12某同學對黑箱（見圖1）中一個電學元件的伏安特 性進行研究.通過正確測量，他發現該元件兩端的 電壓Uab（Uab=Ua-Ub）與流過它的電流I之間的變化關系有如下規 律：4 I當-15V<Uab<0V時，I近為零.當Uab>0時，Uab和I的實驗數據見下表:編號12345

17、670,0000.2450.4B00,6500.7050,7250.7451/mA0.150.250.601.704.257.50（1）在圖2中畫出Uab時該元件的伏安特性曲線.（2）根據上述實驗事實.該元件具有的特性是（3）若將此黑箱接入圖 3電路中，并在該電路的 cd 兩端輸入如圖4（甲）所示的方波電壓信號 ucd,請在圖 4（乙）中定性畫出負載電阻 Rl上的電壓信號 gf的波 形。3理 10 f7§ 7.4電學實驗的兩個基本問題電表改裝與多用電表參考答案【典型例題】例1 C、E、F電路圖如右例2(1)電壓表 電流表；(2) 59000Q 0.17Q;(3)電壓表 3.54 &g

18、t;104V例3指針偏轉過大，說明待測電阻的阻值不大， 應換用小量程 ；調好多用表后，不能再轉動定位 螺絲；雙手捏住接觸處，會造成人體電阻與待測電 阻并聯，測量值會偏小；表筆撥出后，應把選擇開 關置于OFF檔，久放應取出電池。例4 (1)實驗步驟 用多用電表的直流電壓檔測量電源電動勢E ； 用多用電表的歐姆檔測電阻的阻值R 將多用電表置于直流 10mA檔，與電阻 R及 電鍵串聯后接在電源兩端，合上電鍵，記下多用電 表讀數I。11.9. 串聯 11900Q ； 小10. 舍去不合理點，2.4 電路原理圖如圖。 A 2 V 2R11.511.50.78析：對器材的選用應以安全、實用為原則。小燈 泡的額定電壓和額定電流分別為3.8V和0.3A，故電壓表應選 V1,電流表A2 ;由于是分壓接法，故 滑動變阻器應選 R1，便于調節，電源應選 E2。由圖象可看出：U = 0時，小燈泡不工作，對應 電阻為1.5 Q當U = 3.0V時，對應的電阻為11.5 Q。此時，燈泡實際消耗的功率由R U圖線可看出，隨(2) Ra*-R【自我檢測】P = Ul = 0.78W。RU的增大，電阻的變化2越來越小，而P =，隨U的變化，功率P的變r化將更加明顯，故選A。Ig (Rg +R2) = (I1 -g )R1 ,12. (1)見下圖(3)見下圖(2)單向導電性