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文檔簡介
恒定電流復習課件七考綱預覽內(nèi)容要求歐姆定律Ⅱ電阻定律Ⅰ電阻的串聯(lián)、并聯(lián)Ⅰ電源的電動勢和內(nèi)阻Ⅰ閉合電路的歐姆定律Ⅱ電功率、焦耳定律Ⅰ實驗(一):測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)實驗(二):描繪小電珠的伏安特性曲線實驗(三):測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗(四):練習使用多用電表近幾年新課標高考對本章的考查主要是以選擇題和設計性實驗題為主.選擇題主要考查基本概念(電動勢、電流、電壓、電阻與功率)和各種電路的歐姆定律以及電路的串并聯(lián)關(guān)系.如電阻的計算,電功與電熱、電功率與熱功率的計算,電路的動態(tài)變化,故障分析,電流表、電壓表、多用電表的使用,與電場綜合的含電容電路的分析和計算,與電磁感應綜合的電路中能量轉(zhuǎn)化問題等.
考綱解讀
物理實驗是高考物理的必考題,也是考生失分較多的題型。一般圍繞力學和電學兩部分命題,特別是電學實驗題更是高考命題的重頭戲,是高考的熱點,電學實驗題考查包括:基本儀器的讀數(shù)及應用、器材選擇、電路連接、數(shù)據(jù)處理和誤差、方案設計等.其中設計性實驗一般比較難、分值高,且靈活多變,能力要求高,出現(xiàn)的可能性大,在高考備考中應予以高度重視.第一部分部分電路的歐姆定律串、并聯(lián)電路電阻定律5、單位:1A=103
mA=106
μA一、電流1、定義:電荷的定向移動形成電流.2、產(chǎn)生條件:⑴有自由電荷;⑵有電勢差.3、電流強度定義式:其中q為在時間t內(nèi)通過導體任一橫截面的電荷量.4、方向:規(guī)定與正電荷定向移動的方向相同,電流是標量.注意:①電流雖然有大小、方向,但電流是標量,其方向是人為規(guī)定的;②在電解液導電和氣體導電中,q應為通過該截面的正負電荷量的絕對值之和.微觀表達式I=neSv如圖所示為某種帶有一價離子的水溶液中,正負離子在定向移動,方向如圖。如果測得2s內(nèi)有1.0×1018個正離子和負離子通過溶液內(nèi)部的橫截面M,試問:溶液中電流的方向如何?電流多大?解:I=q/t=(q1+q2)/t=2×(1.0×1018×1.6×10-19)/2A=0.16A。例與練在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場,設其初速度為零,經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束.已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,則在剛射出加速電場時,一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是()例與練B若氫原子的核外電子繞核做半徑為r的勻速圓周運動,則其角速度
=______;電子繞核的運動可等效為環(huán)形電流,則電子運動的等效電流I=_______。(已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,靜電力恒量用k表示)例與練⑴線性元件:伏安特性曲線是過原點的直線的電學元件.適用歐姆定律.⑵非線性元件:伏安特性曲線是曲線的電學元件.不適用歐姆定律.二、歐姆定律1、內(nèi)容:導體中電流強度跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.2、表達式:3、適用范圍⑴金屬導體導電和電解液導電(對氣體導電不適用);⑵純電阻電路(不含電動機、電解槽的電路).4、導體的伏安特性曲線:用橫軸表示電壓U,縱軸表示電流I畫出的I—U關(guān)系圖線.決定式IUOabIUOc⑶圖象:Ra<RbRc隨U的增大而增大IUOIUO注意:在I—U(或U—I)圖象中圖線是曲線的各點所表示的電阻應由各點同原點的連線的斜率大小來判斷,而不是由各點的切線斜率來判斷。實驗室用的小燈泡的伏安特性曲線可用圖象表示的是()C例與練如圖所示I-U圖象所對應的兩個導體,(1)電阻之比R1:R2為多少?(2)若兩個導體兩端的電壓相等(不為零)
時,電流之比I1:I2為多少?答案:R1:R2=3:1I1:I2=R2:R1=1:3。在如圖(甲)所示的電路中,電源電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計,L1、L2、L3為3個相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖(乙)所示.當開關(guān)S閉合后(
)A.L1電流為L2電流的2倍B.L1上的電流為0.20AC.L2上的電流為0.20AD.此時L2的電阻為12ΩC例與練兩個額定電壓為220V的白熾燈L1和L2的U—I特性曲線如圖所示.L2額定功率約為________W.現(xiàn)將L1和L2串聯(lián)后接在220V的電源上,電源內(nèi)阻忽略不計.此時L2的實際功率約為________W.解析:由圖象可得,U2=220V時,I2=0.45A,故L2的額定功率P2=U2I2=99W,由串聯(lián)電路的特點知L1和L2串聯(lián)后電流相等,同時兩者電壓之和為220V,由圖象可知符合上述條件的電流為I=0.25A,此時L2對應的電壓為U2′=70V,則L2的實際功率為P2′=U2′I=17.5W.例與練9917.5⑴物理意義:反映材料導電性能的物理量,是導體材料本身的屬性,與導體的長度、橫截面積無關(guān),但與導體的材料有關(guān),還與導體的溫度有關(guān).三、電阻定律1、內(nèi)容:導體的電阻R跟導體的長度l成正比,跟導體的橫截面積S成反比,還跟導體的材料有關(guān).2、表達式:(其中ρ為導體的電阻率)3、電阻率ρ⑵電阻率與溫度的關(guān)系:金屬的電阻率一般會隨溫度升高而增大;絕緣體和半導體材料的電阻率隨溫度的升高而減小;當溫度降低到絕對零度附近時,某些材料的電阻率突然減小為零,成為超導體.決定式如圖甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器,P、Q
為電極,設a=1m,b=0.2m,c=0.1m,當里面注滿某電解液,且P、Q
加上電壓后,其U-I
圖線如圖乙所示,當U=10V
時,求電解液的電阻率ρ是多少?答案:ρ=40Ω·m.例與練兩根完全相同的金屬導線,如果把其中的一根均勻拉長到原來的2倍,設其電阻為R1;把另一根導線對折后絞合起來,設其電阻為R2,則它們的電阻R1與R2之比是多少?答案:16:1例與練思考:若把R1、R2串聯(lián)起來并加一定的電壓,則它們的電壓U1、U2之比為多少?若把R1、R2并聯(lián)起來并加一定的電壓,則相同時間通過它們的電量q1、q2之比為多少?提醒:當導體的長度改變時,導體的橫截面積也發(fā)生改變,但導體的體積不變,導體的電阻可寫成:1、串聯(lián)電路特點⑴串聯(lián)電路各處的電流相同;I1=I2=I3‥‥‥=In⑵串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和U=U1+U2+‥‥‥+Un⑶串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和四、串、并聯(lián)電路的性質(zhì)和特點⑷串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系是:各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比。⑸串聯(lián)電路的功率分配關(guān)系是:各個電阻消耗的功率跟它們的阻值成正比。注意:⑶⑷⑸三個關(guān)系只適用于純電阻電路。2、并聯(lián)電路的特點⑴并聯(lián)電路中各支路的電壓相等:U1=U2=‥‥‥=Un⑵并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和I
=I1+I2+‥‥‥+
In⑶并聯(lián)電路的等效總電阻R的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和⑷并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系是:⑸并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系是:注意:⑶⑷⑸三個關(guān)系只適用于純電阻電路。⑴不論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,其中任意一個電阻變大(或變小)時,總電阻變大(或變小).⑵串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任一電阻,并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任一支路的電阻.提醒注意:幾個有用的結(jié)論⑶串聯(lián)電路中的串聯(lián)分壓和并聯(lián)電路中的并聯(lián)分流正是伏特表和安培表的改裝原理.如圖所示,AB兩端接直流穩(wěn)壓電源,UAB=100V,R0=40
,滑動變阻器總電阻R=20
,當滑動片處于變阻器中點時,C、D兩端電壓UCD為_____V,通過電阻R0的電流為_____A。802R0ABCD例與練等效電路由5個1Ω的電阻,連接成如圖所示的電路,導線的電阻不計,則A、B間的等效電阻是()A、5ΩB、2ΩC、1ΩD、0.5Ω例與練D等效電路
電流表、電壓表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的.3、電流表、電壓表的改裝⑴電流表G改裝為電壓表①原理:串聯(lián)較大電阻分壓。②改裝原理圖:③分壓電阻:④改裝后電表內(nèi)阻:RV=Rg+R=nRg>Rg
n為量程擴大倍數(shù)⑵電流表G改裝為大量程電流表①原理:并聯(lián)較小電阻分流。②改裝原理圖:③分流電阻:④改裝后電表內(nèi)阻:n為量程擴大倍數(shù)如果兩個電流表的滿偏電流Ig均為3mA,內(nèi)阻Rg均為100Ω,欲將其改裝成量程分別為3V和15V的電壓表,則:(1)分別串聯(lián)的電阻R1和R2有多大?(2)將改裝后的電壓表串聯(lián)后測電路中電阻的電壓時,指針的偏角θ1和θ2有何關(guān)系,示數(shù)U1和U2有何關(guān)系?如果并聯(lián)呢?解:⑴①改裝成3V電壓表時應串聯(lián)的電阻:②改裝成15V電壓表時應串聯(lián)的電阻:例與練答案:(1)900Ω
4900Ω
(2)θ1=θ2,U1∶U2=1∶5
并聯(lián)時:θ1=5θ2,U1=U2⑵將兩只電壓表串聯(lián)后測電壓,即如圖所示連接,因流過表頭的電流相同,故偏角θ1=θ2,而電壓表內(nèi)阻之間的關(guān)系為RV1/RV2=1/5,故電壓表示數(shù)之比也為U1∶U2=1∶5.如果并聯(lián),則流過兩個電流表的電流不同,故偏角不同,且θ1=5θ2,但電壓(即示數(shù))相同,即U1=U2。第二部分閉合電路的歐姆定律2、大小:電源電動勢在數(shù)值上等于電源未接入電路時兩極間的電壓,在閉合電路中,電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電壓之和.一、電動勢1、物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量,是電路中電能的提供者.⑵從能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系看,電動勢和電壓是截然不同的物理量.
從能量的角度說:電源電動勢數(shù)值上等于將單位正電荷從電源的負極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的過程中非靜電力所做的功(其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少)注意:⑴電源的電動勢由電源本身決定。電源電動勢的類比理解:AB水池抽水機⑵公式(只適用于純電阻電路)。也可以表示為E=IR+Ir=U外+U內(nèi),即電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和.二、閉合電路的歐姆定律1、閉合電路的組成⑴內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路,內(nèi)電阻兩端的電壓稱為內(nèi)電壓.⑵外電路:電源外部的電路,其兩端的電壓稱為外電壓或路端電壓.2、閉合電路的歐姆定律⑴內(nèi)容:流過閉合電路的電流跟電路中電源的電動勢成正比,跟電路中內(nèi)、外電阻之和成反比.⑴外電路斷開時,電源兩極間的電壓等于電源電動勢,外電路閉合時,電源兩極間的電壓往往小于電源電動勢.注意:⑵對于公式的理解適用于任何閉合電路只適用于純電阻閉合電路R為純電阻時,U=IR3、路端電壓與外電阻的關(guān)系⑴根據(jù)可知,當R增大時U增大,R減小時U減小
.⑵外電路斷開時,R為無限大,I變?yōu)榱悖范穗妷旱扔陔娫措妱觿荩峭怆娐范搪窌r,R=0
U=0
,(稱為短路電流)路端電壓跟電流的關(guān)系是U=E-Ir,用圖象表示如圖所示4、路端電壓跟電流的關(guān)系⑷圖線上每一點對應的U、I比值為此時電路的外電阻。此圖象的物理意義是:⑴圖線與縱軸的交點對應的電壓等于電源的電動勢。⑵圖線斜率的大小表示電源的內(nèi)電阻,若圖線的縱軸不從零開始時,直線的斜率。⑶圖中Im代表短路電流,兩個U—I圖象的比較;路端電壓與電流的關(guān)系(U=E-Ir)一段導體兩端電壓與通過的電流的關(guān)系(U=IR)U—I圖象說明①圖象表示在E、r不變的前提下,U隨I單調(diào)遞減,U是I的一次函數(shù)②圖中表示電流為I1時,路端電壓為U,對應內(nèi)電壓為U/③過E點的平行于橫軸的虛線表示r=0,就是理想電源的情況④斜率絕對值表示電源內(nèi)阻的大小①圖象表明在電阻R不變的條件下,U與I成正比②斜率表示導體的電阻,且R=U1/I1UIOU1I1如圖所示,甲、乙為兩個獨立電源的路端電壓U與通過它們的電流I的關(guān)系圖象,下列說法中正確的是()A.路端電壓都為U0時,它們的外電阻相等B.電流都是I0時,兩電源的內(nèi)電壓相等C.電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢D.電源甲的內(nèi)電阻小于電源乙的內(nèi)電阻例與練ACU/VI/AOU0I0甲乙在圖甲所示電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100Ω,R2的阻值未知,R3是一滑動變阻器,當其滑鍵從最左端滑至最右端的過程中,測得電源的端電壓隨電流I的變化圖線如圖乙.其中圖線上的A、B兩點是滑鍵在變阻器的兩個不同端點時分別得到的.求:(1)電源的電動勢和內(nèi)電阻;(2)定值電阻R2的阻值;(3)滑動變阻器R3的最大值.例與練如圖電路,閉合電鍵S,待電路中的電流穩(wěn)定后,減小R的阻值,則()A.電流表的示數(shù)減小B.電壓表的示數(shù)減小C.電阻R2
兩端的電壓減小D.路端電壓增大B例與練三、動態(tài)電路的分析如圖所示,圖中的四個電表均為理想電表,當滑動變阻器滑動觸點P向右端移動時,下面說法中正確的是()A.電壓表V1的讀數(shù)減小,電流表A1的讀數(shù)增大。B.電壓表V1的讀數(shù)增大,電流表A1的讀數(shù)減小。C.電壓表V2的讀數(shù)減小,電流表A2的讀數(shù)增大。D.電壓表V2的讀數(shù)增大,電流表A2的讀數(shù)減小。AD例與練如圖所示的電路中,電源的電動勢E=3.0V,內(nèi)阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω,R4=35Ω;電容器的電容C=10μF.電容器原來不帶電.求接通電鍵K并達到穩(wěn)定這一過程中流過R4的總電量.答案:2.0×10-5C四、含電容器的電路問題答案:⑴RV=4.8k
。⑵Q=2.35×10-6C。如圖所示的電路中,電源電動勢E=6.00V,其內(nèi)阻可忽略不計。電阻的阻值分別為R1=2.4k
、R2=4.8k
,電容器的電容C=4.7
F。閉合開關(guān)S,待電流穩(wěn)定后,用電壓表測R1兩端的電壓,其穩(wěn)定值為1.50V。(1)該電壓表的內(nèi)阻為多大?(2)由于電壓表的接入,電容器的帶電荷量變化了多少?例與練五、電路故障問題判斷如圖所示,電源電動勢為6V,當開關(guān)接通時,燈泡L1和L2都不亮,用電壓表測得各部分電壓是Uad=0,Ucd=6V,Uab=6V,由此可以斷定()A.L1和L2的燈絲都斷了B.L1的燈絲斷了C.L2的燈絲斷了D.變阻器R斷路C解析:由題給條件知,電路中有的地方?jīng)]有電壓。由Uad=0,Ucd=6V可知電路是斷路。由Uab=6V,Ucd=6V可知,內(nèi)電路a、b之間沒有斷點,外電路中的a、b和c、d之間有斷點,取其公共部分可知燈L2斷路,由電燈L2兩端電壓不為零,可知燈L1與變阻器R是導通的。選項C正確。如圖所示,由于某一電阻斷路,致使電壓表和電流表的示數(shù)均比該電阻未斷時要大,則這個斷路的電阻可能是()A.R1B.R2C.R3D.R4
AD例與練第三部分電路中的能量⑴意義:單位時間內(nèi)電流所做的功,表示電流做功的快慢.一、電功、電功率和焦耳定律1、電功⑴定義:電路中電場力移動電荷所做的功.⑵公式:W=qU=UIt(適用于任何電路)⑶實質(zhì):電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電功率⑵公式:3、焦耳定律⑴內(nèi)容:電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。⑵表達式:(適用于任何電路)(適用于任何電路)(2)電路中消耗電能一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱,另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式能的電路叫非純電阻電路,即:
W=Q+E其他,UIt≠I2Rt,得U≠RI.按電功與電熱的關(guān)系可將電路分為純電阻電路和非純電阻電路:(1)將電能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱的電路叫純電阻電路.即:⑵熱功率:單位時間內(nèi)熱量的表達式(適用于任何電路).4、電熱與熱功率⑴電熱:電流通過導體產(chǎn)生的熱量,由焦耳定律來計算,即Q=I2Rt(適用于任何電路).純電阻電路非純電阻電路實例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機等電動機、電解槽、壓縮機、日光燈等電功與電熱電功率與熱功率
判斷是否為純電阻電路最直接的方法是看用電器是否將電能全部(或主要)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路把6個相同的小燈泡接成如圖甲、乙所示的電路,調(diào)節(jié)變阻器使燈泡正常發(fā)光,甲、乙兩電路消耗的功率分別用P甲和P乙所示,則下列結(jié)論中正確的是()
A.P甲=P乙
B.P甲=3P乙
C.P乙=3P甲 D.P乙>3P甲例與練B5、電源的效率:,在純電阻電路中當外電路總電阻為R時,.二、閉合電路的功率1、電源的總功率:指電源提供電能的功率.公式為
P總=EI2、電源內(nèi)部的發(fā)熱功率:指電源內(nèi)電阻消耗的功率公式為P內(nèi)=I2r.3、電源的輸出功率:指電源供給外電路的功率.公式為P出=UI.4、三者的關(guān)系:P總=P內(nèi)+P出.即EI=I2r+UI
如圖所示的電路中,輸入電壓U恒為12V,燈泡L上標有“6V、12W”字樣,電動機線圈的電阻RM
=0.50Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光,以下說法中正確的是()A.電動機的輸入功率為12WB.電動機的輸出功率為12WC.電動機的熱功率為2.0WD.整個電路消耗的電功率為22WAC例與練6、閉合電路中的電功率的極值問題⑴電源的總功率:P總=EI=UI+I2r=P出+P內(nèi).若外電路是純電阻電路,則有:
P總=I2(R+r)=E2/(R+r)⑵電源內(nèi)部消耗的功率:P內(nèi)=I2r=P總-P出.⑶電源的輸出功率:P出=UI=EI-I2r=P總-P內(nèi).若外電路是純電阻電路,則有:⑤P出與R的關(guān)系如圖所示.①當R=r時,電源的輸出功率最大為:②當R>r時,隨著R的增大輸出功率越來越小.③當R<r時,隨著R的增大輸出功率越來越大.④當P出<Pm時,每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2,且R1·R2=r2.由上式可以看出:總之,當R越接近r時,輸出功率越來越大。電動勢為E,內(nèi)阻為r的電池與固定電阻R0、可變電阻R串聯(lián),如圖所示。設R0=r,Rab=2r,當變阻器的滑片自a端向b端滑動時,下列各物理量中隨之減小的是()A、電池的輸出功率B、變阻器消耗的功率C、固定電阻R0上消耗的功率D、電池內(nèi)阻上消耗的功率ErR0RabB例與練方法提示:⑴閉合電路中,電源輸出功率可根據(jù)外電阻R越接近內(nèi)電阻r時,輸出功率越大(R=r
時輸出功率最大)來判斷;⑵電路中的固定電阻(如圖中的R0、r)消耗的功率可根據(jù)P=I2Rx來判斷,I越大P越大;⑶討論變阻器消耗的功率時,可把固定電阻等效為電源內(nèi)阻,而變阻器視為外電路,按以上方法討論。UIO12如圖所示是在同一坐標系中1、2二個電源的U—I圖線,分別用P1、P2表示兩電源消耗的總功率,R1、R2表示兩個電路的外電阻,P出1、P出2表示兩個電路的輸出功率,P內(nèi)1、P內(nèi)2表示兩個電源內(nèi)部消耗的功率,當兩電路的電流I1=I2時,下面說法正確的是()A、P1=P2B、R1>R2C、P出1<P出2D、P內(nèi)1>P內(nèi)2若兩個電路的路端電壓U1=U2時,上面說法正確的是()例與練ACDBC如圖所示是在同一坐標系中1、2二個電源的U—I圖線,分別用P1、P2表示兩電源消耗的總功率,R1、R2表示兩個電路的外電阻,P出1、P出2表示兩個電路的輸出功率,P內(nèi)1、P內(nèi)2表示兩個電源內(nèi)部消耗的功率,當兩電路的電流I1=I2時,下面說法正確的是()A、P1=P2B、R1>R2C、P出1<P出2D、P內(nèi)1>P內(nèi)2變形練習若兩個電路的路端電壓U1=U2時,上面說法正確的是()21UIOCBC第四課時電學實驗基礎2.滑動變阻器的選擇:滑動變阻器在電路中主要是起調(diào)節(jié)電壓或電流的作用,其額定電流不能小于實驗電路中最大電流.同時根據(jù)電路類型來選擇,如果接成限流電路,往往選擇與待測電阻阻值相當?shù)幕瑒幼冏杵鳎绻映煞謮弘娐罚枰x擇阻值較小的滑動變阻器.一、電學實驗儀器的選擇1.電流表、電壓表的選擇:對于電表,量程首先要達到測量的范圍,電流表或電壓表量程要大于等于所測量的最大值,同時量程又不能太大,務必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般要大于滿偏度的1/3),以減小讀數(shù)帶來的誤差.3.電源或保護電阻也要根據(jù)實驗原理進行判斷.1.電流表的內(nèi)、外接法根據(jù)電流表和待測電阻相對于電壓表的位置,分為電流表外接法和電流表內(nèi)接法,分別如圖(甲)和(乙)所示,簡稱外接法和內(nèi)接法.二、電路的選擇測量中,電阻的測量值定義為實驗得到的電壓值和電流值比值,表達式為⑴電流表外接法電壓表示數(shù):電流表示數(shù):<AVRX測量值偏小②誤差來源于電壓表的分流,分流越小,誤差越小.③當Rx<<RV時,R測越接近R真,誤差越小。應采用電流表的外接法,所以該電路適合測量小電阻①電阻測量值為電阻真實值和電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)電阻值。⑵電流表內(nèi)接法電壓表示數(shù):電流表示數(shù):AVRX>測量值偏大③當Rx>>RA時,R測越接近R真,誤差越小。應采用電流表的內(nèi)接法,所以該電路適合測量大電阻。②誤差來源于電流表的分壓,分壓越少,誤差越小。①電阻測量值為電阻真實值和電流表內(nèi)阻的串聯(lián)電阻值。電流表的內(nèi)、外接法的選擇可總結(jié)為三種方法:⑴阻值比較法:這是一種定性判斷方法,多數(shù)問題中的電路選擇均可依此判斷.方法是若Rx<<RV,宜采用電流表外接法;若Rx>>RA,宜采用電流表內(nèi)接法.若待測電阻阻值為幾百歐以上的大電阻用電流表內(nèi)接法,若待測電阻阻值為幾歐以下的小電阻用電流表外接法.⑵用臨界值計算法:若待測阻值為中等大小,不易定性判斷,且知道電流表和電壓表的阻值約為多大時,可用此方法:當時內(nèi)、外接法均可.當(即Rx為小電阻)時用外接法.當(即Rx為大電阻)時用內(nèi)接法.②如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯,說明電流表分壓作用大,即:應采用外接法.⑶試觸法:不知道電流表和電壓表的大約阻值,也不知待測電阻阻值大約是多少時采用此法.電路如圖所示.分別將導線a端與b、c點接觸:①如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯,說明電壓表分流作用大,即:應采用內(nèi)接法。方法提示:“內(nèi)大外小”,即內(nèi)接法測量值比真實值偏大,內(nèi)接法適合測量較大的電阻;外接法測量值比真實值偏小,外接法適合測量較小的電阻。某同學用伏安法測一個未知電阻,他先將電壓表接a點,讀得兩表示數(shù)分別為U1=3.0V,I1=3.0mA,然后將電壓表改接在b點,讀得兩表示數(shù)分別為U2=2.9V,I2=4.0mA,如圖所示。由此可知電壓表應接到
點誤差較小,測得Rx的值為
Ω。AVbaRx例與練解析:可見電流表示數(shù)的變化比電壓表示數(shù)的變化明顯,說明電壓表的分流作用較大。為了減小誤差應采用電流表內(nèi)接法,即接在a點。a10002.滑動變阻器的分壓、限流接法為了改變待測電阻兩端的電壓(或通過的電流),常把滑動變阻器與電源連接作為供電控制電路,滑動變阻器在電路中主要有兩種連接方式,如圖(甲)、(乙)所示,分別叫限流式接法和分壓式接法.②待測電阻供電電壓的最大調(diào)節(jié)范圍:(不計電源內(nèi)阻)
⑴滑動變阻器的限流式接法:如圖,Rx為待測電阻,R為滑動變阻器的總電阻.①電路連接特點:它的接線方式是電源、滑動變阻器與待測電阻三者串聯(lián).③該電路的優(yōu)點是電路耗能小,操作簡單.一般適用于用大阻值滑動變阻器測量小阻值電阻.從該表達式中,可以看出:其電壓變化范圍較小,Rx比R大得越多,變化范圍越小.⑵滑動變阻器的分壓式接法:③該電路優(yōu)點是電壓調(diào)節(jié)范圍寬,但該電路較為復雜,操作也復雜,耗能也較大.一般適用于用小阻值滑動變阻器測量大阻值電阻.①電路連接特點:接線方式是電源與滑動變阻器組成閉合電路,而待測電阻與滑動變阻器的一部分電阻并聯(lián).②待測電阻供電電壓的調(diào)節(jié)范圍是:0~E(不計電源內(nèi)阻)如圖,Rx為待測電阻,R為滑動變阻器的總電阻.③采用限流式接法時,電路不能安全工作,如電路中的最小電流(電壓)仍超過電流表(電壓表)的量程或超過用電器的額定電流(電壓)時,應采用分壓式接法.⑶實際選擇的原則:以下幾種使用分壓式接法:(其余情況用限流式接法)①要求負載上電壓或電流變化范圍大,且從零開始連續(xù)可調(diào),須用分壓式接法.②待測電阻Rx遠大于滑動變阻器總電阻R時,須用分壓式接法.
在這種情況下,滑動變阻器的滑片從一端移到另一端,電路中的電流變化仍極小,待測電阻的電流(電壓)變化范圍很小。選用實驗器材一般應根據(jù)實驗原理掌握“可行”、“精確”和“方便”的原則。“可行”是指選用的實驗器材要能保持實驗的正常進行;“精確”是指選用的實驗器材要考慮盡可能減小實驗誤差(如電表的指針偏轉(zhuǎn)要求較大);“方便”是指選用的實驗器材要便于操作。⑶對于滑動變阻器的連接,要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻,在接線時要特別注意不能將線接到滑片上.三、電路圖的連接1、基本方法⑴畫出實驗電路圖.⑵分析各元件連接方式,明確電流表與電壓表的量程.⑶畫線連接各元件.連線方式應是單線連接,連線順序應先畫串聯(lián)電路,再畫并聯(lián)電路.2、注意事項⑴連接電表應注意量程選用正確,正、負接線柱不要接錯.⑵各導線都應接在接線柱上,不應在導線中間出現(xiàn)分叉.用伏安法測量某一電阻Rx的阻值,現(xiàn)有實驗器材如下:待測電阻Rx(阻值約5Ω,額定功率為1W);電流表A1(量程0~0.6A,內(nèi)阻0.2Ω);電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻0.05Ω)電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻3kΩ);電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻15kΩ);滑動變阻器R0(0~50Ω)蓄電池(電動勢為6V)、開關(guān)、導線.為了較準確測量Rx阻值,電壓表、電流表應選______________,并在下面畫出實驗電路圖.V1、A1例與練在用伏安法測電阻(待測電阻約為2KΩ)的實驗中,所用電壓表的內(nèi)阻約為20KΩ,電流表的內(nèi)阻約為10Ω,使用滑動變阻器的總電阻為50Ω,選擇能夠減小誤差的電路進行實驗,畫出此實驗的電路原理圖。例與練解析:故電流表應采用內(nèi)接法。滑動變阻器的總電阻R=50Ω遠小于待測電阻的阻值,故采用滑動變阻器的分壓接法。若采用限流式接法,待測電阻上電流和電壓的變化很不明顯,測量誤差較大。AVRxR用伏安法測金屬電阻Rx(約為5Ω)的值,已知電流表內(nèi)阻為1Ω,量程為0.6A,電壓表內(nèi)阻為幾KΩ,量程為3V,電源電動勢為9V,滑動變阻器的阻值為0~6Ω,額定電流為5A,試畫出測量Rx的原理圖。例與練解析:故電流表應采用外接法。如果采用變阻器限流接法,待測電阻Rx的電壓變化范圍約為45/12~9V,顯然所提供的電壓表量程不夠,所以變阻器采用分壓接法。RVARxRVARx根據(jù)電路圖,用實線代替導線在所給的實驗器材圖中連成電路。某電壓表的內(nèi)阻在20KΩ~50KΩ之間,現(xiàn)要測量其內(nèi)阻,實驗室提供下列可選用的器材:待測電壓表V(量程3V)電流表A1(量程200μA)電流表A2(量程5mA)電流表A3(量程0.6A)滑動變阻器R(最大阻值1KΩ)電源E(電動勢4V)電鍵S和導線若干⑴所提供的電流表中應選用哪個?⑵為了盡量減小誤差,要求測多組數(shù)據(jù),試畫出符合要求的實驗電路圖(其中電源和電鍵及其連線已畫好,如圖所示)解析:被測電壓表的最大電流約為I=4/20000A=200μA,故選A1。要求測多組數(shù)據(jù),應采用分壓電路。ES例與練RVA1【例與練】一阻值約為30kΩ的電阻R,欲用伏安法較準確地測出它的阻值。備選器材有:
A.電源(E=16V,r=2Ω);
B.電源(E=3V,r=0.5Ω);
C.電壓表(量程0~15V,內(nèi)阻50kΩ);
D.電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻10kΩ);
E.電流表(量程0~500μA,內(nèi)阻500Ω);
F.電流表(量程0~1mA,內(nèi)阻250Ω);
G.滑動變阻器(阻值0~200Ω);
H.電鍵一只,導線若干.
(1)從上述器材中選出合適的有用的器材:______________.(用字母表示)
(2)畫出實驗電路圖.ACEGH用電流表和電壓表測金屬絲的電阻時,不論使用電流表內(nèi)接法還是外接法,都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差.按如圖所示的電路進行測量,可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差.利用該電路進行實驗的主要操作過程是:第一步:將R2的滑頭調(diào)到最左端,S2向1閉合,再閉合S1,調(diào)節(jié)R1和R2,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些(不超過其量程),讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1。第二步:保持兩滑動變阻器滑動頭位置不變,將S2向2閉合,讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2。寫出由以上記錄數(shù)據(jù)計算Rx的表達式:Rx=【例與練】用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(900~1000Ω):電源E,具有一定內(nèi)阻,電動勢約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻r1=750Ω;電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r2=2500Ω;滑動變阻器R,最大阻值約為100Ω;單刀單擲開關(guān)K,導線若干.
(1)測量中要求電壓表的讀數(shù)不少于其量程的1/3,試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應的英文字母標注).
(2)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示,電壓表V2的讀數(shù)用U2表示,則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx=________.【例與練】答案(1)(2)已知電阻絲的電阻約為10Ω,現(xiàn)備有下列器材供測量該電阻絲的電阻時選用,應選用的器材有
(只填代號)。畫出用伏安法測上述電阻絲電阻的電路圖。A、量程是0.6A,內(nèi)阻是0.5Ω的電流表;B、量程是3A,內(nèi)阻是0.1Ω電流表;C、量程是3V,內(nèi)阻是6kΩ電壓表;D、量程是15V,內(nèi)阻是30kΩ電壓表E、阻值為0~1kΩ,額定電流為0.5A的滑動變阻器;F、阻值為0~10Ω,額定電流為2A的滑動變阻器;G、蓄電池(6V);H、開關(guān)一個,導線若干;例與練若選B表,會有以下不足:首先0.6A電流太小,指針偏轉(zhuǎn)范圍不足刻度盤的三分之一,讀數(shù)時誤差較大,其次電流表滿偏電流越大,最小刻度即精確度越低,故不選B。①先選電源:G。②選電流表電源選定后可估算總電流,不連入滑動變阻器時干路電流最大值:Imax=6/10A=0.6A因此電流表選A③選電壓表若選C表,量程3V,則干路總電流要被控制在0.3A以下,由上所選A電流表,指針偏轉(zhuǎn)可較大。若選D表,量程15V,電源6V,6/15=1/2.5,此時電壓表指針偏轉(zhuǎn)范圍不滿足指針在1/3~2/3刻度盤范圍,加之15V量程時,精確度太低,為實現(xiàn)電壓和電流表精確度的匹配,應選C表而不選D表。解析:④選變阻器由上已選量程是3V的電壓表,滑動變阻器用限流接法時,選0~10Ω的阻值太小(待測電阻的電壓超電壓表量程),選用0~1000Ω的阻值太大(調(diào)節(jié)不方便)。因此決定滑動變阻器采用分壓電路連接方式。由于電阻絲阻值約為10Ω,為在3V、0.3A以下范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器,讀取幾組測量值,滑動變阻器應選0~10Ω的。不應選用0~1000Ω的滑動變阻器,一是因為其阻值太大,調(diào)壓不靈敏,二是滿足要求的情況下,應盡量選用小規(guī)格的器材。由Rx=10Ω,RA=0.5Ω,Rv=6kΩ可得。為減小RA分壓帶來誤差,應選電流表外接。⑤確定電流表的接法選擇的器材為:G、A、C、F、H。RVARx⑥畫電路圖:第五課時實驗:測定金屬的電阻率
(同時練習使用螺旋測微器)游標卡尺的主要部分是主尺(附有左邊上爪和下爪)和一條可以沿著主尺滑動的游標尺(附有右邊上爪和下爪以及深度尺).如圖所示.一、游標卡尺1.游標卡尺的構(gòu)造⑴外測量爪:可測量物體厚度或外徑.⑵內(nèi)測量爪:可測量槽寬或內(nèi)徑.⑶深度尺:可測量筒的深度.2.游標卡尺的使用內(nèi)測量爪外測量爪固定螺絲主尺游標尺深度尺3.原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成.
不管游標尺上有多少個小等份刻度,它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等份刻度少1mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等份刻度有10個的、20個的、50個的,見下表:刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.讀數(shù):若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù),K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù),則其讀數(shù)為(x+K×精確度)mm.29.8mm溫馨提示:主尺上的整毫米數(shù)應為游標尺“0”刻線之前的整數(shù)部分,切勿讀成游標尺左棱之前的整數(shù)部分。50分度0.15mm23.22mm如圖所示是常用的螺旋測微器.它的測砧A和固定刻度B固定在尺架F上,旋鈕K、微調(diào)旋鈕K′和可動刻度H、測微螺桿P連在一起,通過精密螺紋套在B上.二、螺旋測微器1.螺旋測微器的構(gòu)造測微螺桿P與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕K每旋轉(zhuǎn)一周,P前進或后退0.5mm,而可動刻度H上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動一小格,P前進或后退0.01mm。即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上,因此,螺旋測微器又叫千分尺。2.螺旋測微器的原理測量值(毫米)=固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(毫米)3.讀數(shù):
測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出,小數(shù)部分由可動刻度讀出.6.725mm8.464mm8.470mm三、測定金屬的電阻率1.實驗原理⑴用毫米刻度尺測出金屬絲的長度L⑵用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d⑶用伏安法測出金屬絲的電阻R被測金屬絲,螺旋測微器,毫米刻度尺,電池組,電流表,電壓表,滑動變阻器,開關(guān),導線若干.2.實驗器材3.實驗步驟⑴測長度L:將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空拉直,用毫米刻度尺測量接入電路的金屬絲長度(即有效長度),重復測量三次,求出平均值L;歐姆定律和電阻定律①依照圖中所示的電路圖用導線把器材連接好,并把滑動變阻器的有效阻值調(diào)至最大;⑵測直徑d:用螺旋測微器在金屬絲的三個不同位置上各測一次,取直徑的平均值d.⑶測電阻R:⑷整理好實驗器材,實驗結(jié)束.②電路經(jīng)檢查無誤后,閉合開關(guān)S,改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,記入記錄表格內(nèi),斷開開關(guān)S,求出電阻的平均值R;①第一種是用算出各次的數(shù)值,再取平均值.4.數(shù)據(jù)處理⑴在求R的平均值時可用兩種方法:⑵計算電阻率:將記錄的數(shù)據(jù)R、L、d的值,代入電阻率計算公式②第二種是用U—I圖線的斜率求出.說明:也可把各次的U、I值代入公式求出ρ,再求平均值。(3)金屬絲的電阻=__________
。(4)金屬絲材料的電阻率
==_________
·m。(1)金屬絲的長度=_____cm=______m;數(shù)據(jù)處理:根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù),完成以下表格內(nèi)容:實驗次數(shù)長度l/cm長度平均/cm直徑d/mm直徑平均/mm橫截面積S/mm2123實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/
/
123(2)金屬絲的橫截面積S=________mm2=________m2。⑴為了方便,測量直徑時應在金屬絲連入電路之前測量。⑵本實驗中被測金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法和滑動變阻器限流法。⑶電流不宜過大,通電時間不宜過長,以免金屬絲溫度過高,導致電阻率在實驗過程中變大。⑷測量被測金屬絲的有效長度,是指測量待測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度,即電壓表兩個并入點間的部分,測金屬絲長度時應將其拉直。⑸閉合開關(guān)S之前,一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻最大的位置。5.注意事項⑴測量誤差:測量金屬絲的直徑、長度以及電流、電壓時出現(xiàn)讀數(shù)誤差.⑵由于采用電流表外接法,電壓表的分流,造成電阻測量值偏小(若誤用內(nèi)接法,則電流表分壓影響更大)⑶通電電流太大,或時間太長,致使電阻絲發(fā)熱,電阻率隨之變化.6.誤差分析在“測定金屬導體的電阻率”的實驗中,待測金屬絲的電阻Rx約為5Ω.實驗室備有下列實驗器材:A.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約為15kΩ)B.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為75kΩ)C.電流表A1(量程0~3A,內(nèi)阻約為0.2Ω)D.電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約為11Ω)E.變阻器R1(0~100Ω,0.6A)F.變阻器R2(0~200Ω,0.6A)G.電池組E(電動勢為3V,內(nèi)阻約為0.3Ω)H.開關(guān)S,導線若干(1)為提高實驗精確度,減小實驗誤差,應選用的實驗器材有________.ADEGH【例與練】(2)為減小實驗誤差,應選用圖中________(填“甲”或“乙”)為該實驗的電路原理圖,(3)若用毫米刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm,用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如下圖所示,則金屬絲的直徑為________mm,電阻值為________Ω.乙0.6355.42【例與練】在“測定金屬絲電阻率”實驗中,若粗估金屬絲的電阻Rx約3Ω,為減小誤差,要求金屬絲發(fā)熱功率P<0.75W,備有部分儀器有:
A.6V電池組
B.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻0.5Ω)
C.電流表(0~3A,內(nèi)阻0.01Ω)
D.電壓表(0~3V,內(nèi)阻1kΩ)
E.滑動變阻器(0~20Ω),額定電流1A)
(1)上述器材中電流表應選用的是________(用字母代替).
(2)畫出實驗電路圖.B若變阻器限流接法,Rx電壓變化范圍:0.78V~1.5V,較小,所以變阻器采用分壓接法。解析:RVARx【例與練】有一根圓臺狀勻質(zhì)合金棒如圖所示,某同學猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率
、長度L和兩底面直徑d、D有關(guān)。他進行了如下實驗:(1)測量該合金棒電阻的實物電路如圖所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標出)。該合金棒的電阻約為幾個歐姆。圖中有一處連接不當?shù)膶Ь€是______。(用標注在導線旁的數(shù)字表示)(2)改正電路后,通過實驗測得合金棒的電阻R=6.72
。根據(jù)電阻定律計算電阻率為
、長為L、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd=13.3
、RD=3.38
。他發(fā)現(xiàn):在誤差允許范圍內(nèi),電阻R滿足R2=Rd·RD,由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻R=____________。(用
、L、d、D表示)⑥4L/(dD)【例與練】有一根細長而均勻的金屬管線樣品,橫截面如圖所示.此金屬管線長約30cm,電阻約10Ω.已知這種金屬的電阻率為ρ,因管內(nèi)中空部分截面積無法直接測量,請你設計一個實驗方案,測量中空部分的截面積S0,現(xiàn)有如下器材可選:A.毫米刻度尺B.螺旋測微器C.電流表A1(600mA,1.0Ω)D.電流表A2(3A,0.1Ω)E.電壓表V(3V,6kΩ)F.滑動變阻器R1(2KΩ,0.5A)G.滑動變阻器R2(10Ω,2A)H.蓄電池E(6V,0.05Ω)I.開關(guān)一個,帶夾子的導線若干(1)以上器材中,應選用的器材有___________(只填代號字母)(2)畫出你所設計的電路圖,并把圖的實物連成實際測量電路,要求盡可能測出多組有關(guān)數(shù)值.(3)實驗中要測量的物理量有:______________________(4)計算金屬管線內(nèi)部中空截面積S0
的表達式為:
S0
=_______ABCEGHI(1)ABCEGHI(2)電路圖及實驗測量電路分別如圖甲和乙所示.答案:(3)用螺旋測微器測橫截面邊長a,用毫米刻度尺測金屬管線長度L,電壓表示數(shù)U,電流表示數(shù)I.(4)【例與練】在用伏安法測電阻的實驗中,所用電壓表的內(nèi)阻約為20kΩ,電流表的內(nèi)阻約為10Ω,滑動變阻器的電阻約為20Ω,選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進行了實驗,讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓點標于坐標圖上,如圖所示.(1)根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出I-U關(guān)系圖線,由此求得該電阻的阻值Rx=________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)(2)畫出此實驗的電路原理圖.解析:作出圖線,選點(3V,1.3mA)比較各電阻的大小關(guān)系,可確定電流表內(nèi)接,滑動變阻器分壓接法。第六課時實驗:描繪小電珠的伏安特性曲線一、實驗原理(P101)二、實驗器材小電珠、電池、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導線若干、坐標紙三、實驗步驟(P101)IUO四、注意事項1.電路的連接方式:⑴因為小電珠的電阻很小,與0~0.6A的電流表串聯(lián)時,應采用電流表外接法.⑵因為該實驗要求小電珠兩端電壓能從0開始連續(xù)變化,所以滑動變阻器采用分壓式連接.2.閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片應移到使小電珠分得電壓為0的一端.3.電流表選擇0.6A量程,電壓表量程的選擇視小電珠的額定電壓而定.4.所測數(shù)據(jù)中誤差較大的點要舍去,U—I圖象應是平滑曲線而非折線.5.作圖時最小單位與電表分度一致,并且大小要適宜.五、誤差分析1.由于電壓表不是理想電表,對電路的影響帶來誤差.2.測量時讀數(shù)不準,在坐標紙上描點不準引起誤差.【例與練】(2010年高考重慶理綜卷)在探究小燈泡的伏安特性實驗中,所用器材有:燈泡L、量程恰當?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V、直流電源E、滑動變阻器R、電鍵S等,要求燈泡兩端電壓從0開始變化.(1)實驗中滑動變阻器應采用________接法(填“分壓”或“限流”).(2)某同學已連接如圖所示的電路,在連接最后一根導線的c端到直流電源正極之前,請指出其中僅有的2個不當之處,并說明如何改正.⑵解析:在電路接好并檢查是否正確連線之前,電鍵應處于斷開狀態(tài),以免因接線錯誤而導致儀表損壞;接為分壓電路時,滑動變阻器的有效電阻應從最小值開始調(diào)節(jié),故滑片應先處于b端.分壓【例與練】有一個小燈泡標有“6V、1.5W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法測量這個燈泡的U-I圖線,除導線和開關(guān)外,有下列器材可供選用:A.直流電源9V(內(nèi)阻約1Ω)B.直流電流表A1(3A,內(nèi)阻約0.1Ω)C.直流電流表A2(300mA,內(nèi)阻約5Ω)D.電壓表V1(5V,內(nèi)阻約10kΩ)E.電壓表V2(10V,內(nèi)阻約20kΩ)F.滑動變阻器R1(10Ω,2A)G.滑動變阻器R2(1kΩ,0.5A.)(1)實驗中應選的器材是
.(用序號字母表示)(2)為使實驗誤差盡可能減小,畫出實驗電路圖.R1V2A2ACEF01002003002I/mAU/V46(3)按電路圖將圖中所示器材連成電路.(4)由實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示,將該小燈泡與另一電源組成閉合電路,該電源兩極的電壓隨電路中電流的變化關(guān)系圖線如圖所示,則小燈泡與電源連接后的實際功率為
W。R1V2A20.63(5)小燈泡的U-I圖象不是直線的原因是
。燈絲的電阻隨溫度的升高而增大【例與練】現(xiàn)用伏安法研究某電子器件R1(6V,2.5W)的伏安特性曲線,要求特性曲線盡可能完整(直接測量的變化范圍盡可能大一些),備有下列器材:A、直流電源(6V,內(nèi)阻不計)B、電流表G(滿偏電流Ig=3mA,內(nèi)阻Rg=10Ω)C、電流表A(0~0.6A,內(nèi)阻未知)D、滑動變阻器(0~20Ω,5A)E、滑動變阻器(0~200Ω,1A)F、定值電阻R0(阻值1990Ω)G、開關(guān)與導線若干①根據(jù)題目提供的實驗器材,請你設計出測量電子器件R1伏安特性曲線的電路原理圖(R1可用“”表示)。②在實驗中,為了操作方便且能夠準確地進行測量,滑動變阻器應選用
。(填寫器材序號)③將上述電子器件R1和另一電子器件R2接入如圖(甲)所示的電路中,它們的伏安特性曲線分別如圖(乙)中Ob、Oa所示。電源的電動勢E=6.0V,內(nèi)阻忽略不計。調(diào)節(jié)滑動變阻器R3,使電阻R1和R2消耗的電功率恰好相等,則此時R3接入電路的阻值為
Ω。D4第七課時實驗:測定電源的電動勢和內(nèi)阻一、實驗原理1.實驗依據(jù):閉合電路歐姆定律2.實驗電路:如圖所示.(1)解方程組法:利用測得的兩組數(shù)據(jù),得解得3.E、r的求解方法(2)圖象法:多測幾組數(shù)據(jù),然后在U—I圖中描點作圖,所得直線與縱軸交點為電動勢E的值,圖線斜率的絕對值即為內(nèi)阻r的值.,如圖所示.電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙.電流表用0.6A量程,電壓表用3V量程,按圖連接好電路.如圖所示.三、實驗步驟2.把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端.3.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1,U1).用同樣方法測量幾組I、U值,記錄在表格中.4.斷開開關(guān),拆除電路,整理好器材.二、實驗器材5.取坐標紙,以電流I為橫軸,路端電壓U為縱軸,描繪出所記錄的各組I、U值的對應點,連成U—I圖線.延長U—I圖線,它與坐標軸有兩個交點,讀取E、I短,進一步可以算出四、注意事項1.為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻應選的大些(選用已使用過一段時間的舊干電池).2.在實驗中不要將I調(diào)得過大,每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應立即斷開電源,以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴重,使得E和r變化明顯.3.測出不少于5組I、U數(shù)據(jù),且變化范圍要大些,用方程組求解時,類似于逐差法,將測出的I、U數(shù)據(jù)中,第1和第4組為一組,第2和第5組為一組,第3和第6組為一組,分別解出E、r值再求平均值.4.在畫UI圖線時,要讓盡可能多的點落在這條直線上,不在直線上的點應對稱分布在直線兩側(cè),不要顧及個別離開直線較遠的點,以減小偶然誤差.5.干電池內(nèi)阻較小時,U的變化較小,此時,坐標系中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如圖(甲)所示的狀況,使下部大面積空間得不到利用.為此,可使縱坐標不從零開始,而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始),如圖(乙)所示,并且把縱坐標的比例放大,可使結(jié)果的誤差減小.此時圖線與橫軸交點不表示短路電流,而圖線與縱軸的截距仍為電動勢.要在直線上任取兩個相距較遠的點,用計算出電池的內(nèi)阻r.五、誤差分析1.讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差.2.用圖象法求E和r時,由于作圖不準確造成誤差.如圖是某電源的路端電壓與電流的U—I圖象,下列說法中正確的是()A.該電源的電動勢是
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