高中物理:《高中电学实验基础》素材.doc

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1、高中物理电学实验基础一、电表、电表的改装1.灵敏电流表G(1)三个主要参数①内阻Rg:电流表线圈的电阻,大约几十欧到几百欧。GRgIgUg②满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流,大约几十微安到几毫安。③满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压,大约零点几伏。(2)三个参数间的关系:由欧姆定律可知Ug=IgRg注意:电表就是电阻。2.电压表(1)电压表的改装电流表G的电压量程Ug=IgRg,当改装成量程为U的电压表时,应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug,电阻R叫分压电阻。UgGRgIgU-UgRI-IgUgGRgIg

2、R(2)电压表的内阻:Rv=Rg+R3.电流表的改装电流表G的电压量程Ug=IgRg,当改装成量程为I的电流表时,应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig,电阻R叫分流电阻。G+-REr红表笔黑表笔图1(2)电流表的内阻:RA=Rg×R/(R+Rg)4.电流表改装成欧姆表①原理:闭合电路的欧姆定律②如图1所示,当红、黑表笔短接时,调节R,使电流表的指针达到满偏电流,此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有:③当两表笔间接入电阻Rx时,电流表的电流为:用心爱心专心G+-REr红表笔黑表笔Rx当Rx改变时,Ix随着

3、改变,将电流表表盘上Ix处表上对应的Rx值,就构成了欧姆表。RxPaRbSEr图2④中值电阻:欧姆表的内阻即为中值电阻R中=R内=R+Rg+r因Ix与Rx不是线性关系,欧姆表表盘刻度不均匀。二、滑动变阻器的两种接法1.限流接法如图2所示。用电器Rx的电压调节范围:电路消耗的总功率为:EI限流接法的选用原则:①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节,只在小范围内变化,且待测电阻Rx与R接近时。SaRbErRxP图3②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求时。③两种方法都满足时优先选用限流接

4、法。2.分压接法如图3所示①Rx电压调节范围0≤Ux≤E。②开关闭合前,P应在a端。分压接法的选用原则:①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。②待测电阻Rx远大于R,且要求电压变化范围较大时。③采用限流接法时,电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx的额定值或电表量程时。三、电阻的测量1.伏安法测电阻(1)原理:部分电路的欧姆定律。(2)电流表外接法,如图4所示。误差分析:VAR待图4产生误差的原因:电压表V分流。适用于测小阻值电阻,即Rx远小于Rv时。用心爱心专心R待AV图5](3)电流表内接法,如图5所示。误差分析:

5、产生误差的原因:电流表A分压。aVAR待b图6适用于测大阻值电阻,即Rx远大于RA时。(4)内、外接法的选用原则①计算临界电阻:若Rx>R0,待测电阻为大电阻,用内接法若Rx

6、,量程10mA;电流表A1A2图7A2,量程0.6A;电压表V1,量程3V;电压表V2,量程15V;电源电动势为4.5V。请同学们按图接好电路,闭合S1后,把开关S2拨至a时,发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处;再把开关S2拨至b时,发现其中一个电表的指针偏转几乎不变,另一个电表的指针偏转的角度在满偏的3/4处;该同学在实验中所选电压表的量程为()所选电流表的量程为()Rx的测量值为()。2.安安法测电阻若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用.A2A1R0图8(1)如图7所示,当两电表所能测得的

7、最大电压接近时,如果已知A1的内阻R1,则可测得A2的内阻R2=I1R1/I2.(2)如图8所示,当两电表的满偏UA2》UA1时,A1串联一电阻R1,同样则可测得R2的内阻R2=I1(R1+R0)/I2.例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材如下:电流表A1(量程250mA,内阻r1=5Ω);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);待测电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω);电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);开关S,导线若干。V2V1图9(1)要求方法简捷,并能测多组数据

8、,画出实验电路原理图,并表明代号。(2)实验中,需要直接测量的物理量是()用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是()V1V2R00图103.伏伏法测电阻若电压表内阻已知,则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。(1)如图9所示,当两电表的满偏电流接近时,如果已知V1的内阻R1,则可测得V2的内阻用心

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