(人教版)2012届高三物理一轮复习讲义:电学实验

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1、(人教版)2012届高三物理一轮复习讲义:电学实验一、内容概述1、掌握电流表、电压表的改装原理,掌握伏安法测电阻的两种解法,并能够分析测量误差。2、掌握滑动变阻器的两种用法。3、理解多用电表的原理和读数方法。二、重点知识讲解(一)电表的改装1、电流表:把表头G改装成电流表,即把表头的量程Ig扩大到电流表的量程I,这时应并联一个电阻R,起分流作用。  若电流表的扩大倍数为,由并联电路的特点得:    电流表的内阻:2、电压表:把表头G改装成电压表,即把表头的量程Ug扩大到量程U,应串联一个电阻起分压作用。

2、  若电压表的扩大倍数为,由串联电路的特点得:    电压表的内阻为:RV=R+Rg=nRg量程:U=nUg=IgRV例1、有一块满偏电流Ig=1mA、线圈电阻Rg=1kΩ的小量程电流表;  (1)把它改装成满偏电压U=10V的电压表;  (2)把它改装成满偏电流I=10mA的电流表。要求画出电路图,算出有关数据。第12页共12页(二)电阻的测量1、伏安法测电阻的两种电路形式(如图所示)2、实验电路(电流表内外接法)的选择  测量未知电阻的原理是R=,由于测量所需的电表实际上是非理想的,所以在测量未知电

3、阻两端电压U和通过的电流I时,必然存在误差,即系统误差,要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差,必须依照以下原则:  (1)若>,一般选电流表的内接法。如图(a)所示。由于该电路中,电压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压,电流表的读数I表示通过本身和Rx的电流,所以使用该电路所测电阻R测==Rx+RA,比真实值Rx大了RA,相对误差a=  (2)若<,一般选电流表外接法。如图(b)所示。由于该电路中电压表的读数U表示Rx两端电压,电流表的读数I表示通过Rx与RV并联电路

4、的总电流,所以使用该电流所测电阻  R测=也比真实值Rx略小些,相对误差a=.例2、某电流表的内阻在0.1Ω~0.2Ω之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下:A.待测电流表A1(量程0.6A);B.电压表V1(量程3V,内阻约2kΩ)C.电压表V2(量程15V,内阻约10kΩ);D.滑动变阻器R1(最大电阻10Ω)E.定值电阻R2(阻值5Ω)F.电源E(电动势4V)G.电键S及导线若干  (1)电压表应选用_____________;  (2)画出实验电路图;  (3)如测得电压表的读数为V,电流表的读

5、数为I,则电流表A1内阻的表达式为:RA=______________。第12页共12页(三)滑动变阻器的使用1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点  如图所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a)电路称为限流接法,图(b)电路称为分压接法.   负载RL上电压调节范围(忽略电源内阻)负载RL上电流调节范围(忽略电源内阻)相同条件下电路消耗的总功率限流接法E≤UL≤E≤IL≤EIL分压接法0≤UL≤E0≤IL≤E(IL+Iap)比较分压电路

6、调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小  其中,在限流电路中,通RL的电流IL=,当R0>RL时IL主要取决于R0的变化,当R0<RL时,IL主要取决于RL,特别是当R0<

7、路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须采用分压接法.  ②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须采用分压接法.因为按图(b)连接时,因RL>>R0>Rap,所以RL与Rap的并联值R并≈Rap,而整个电路的总阻约为R0,那么RL两端电压UL=IR并=·Rap,显然UL∝Rap,且Rap越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作.第12

8、页共12页  ③若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法.(2)下列情况可选用限流式接法  ①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0接近或RL略小于R0,采用限流式接法.  ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.  ③没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素采用限流式

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