《电学设计性实验》.ppt

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1、例谈电学实验设计,实验设计的一般思路,1.明确实验要求;,2.根据题目条件与器材，构建实验原理;,4.设计测量电路;,5.设计控制电路;,3.选择实验器材;,6.检验设计的合理性.,用什么办法完成实验？,进行必要的估算,先估算、看要求、再设计;,明目的、看器材、想原理;,要检验。,思 路,要干什么?,选择器材,测量电路,控制电路,检验合理性,安全精确方便节材节能,最大电流,额定电流、阻值,电流表的满偏电压,电压表的满偏电流,选择器材：,设计测量电路：,设计控制电路：,电表、电源、滑动变阻器、保护电阻等,电流表、电压表的连接方式,电键，滑动变阻器的限流式接法、分压式接法,正确选择和设计,电学实验

2、设计的基础知识,器材选择与电路设计的一般原则,1.安全性原则：电表不超量程，通过电源、滑动变阻器、用电器的电流不能超过其允许的最大电流；2.准确性原则：选用电表量程应尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的1/3，读数误差较大；欧姆表，宜选用指针尽可能在中心刻度附近的倍率档位。,4、节能节材原则:,（）选择合适的电源如果电源电动势大，实验所需电压小，要想完成实验必须串联一个分压电阻才能解决这个问题，但这违背了节能和节材原则，因此，在满足实验要求的前提下，应选用电动势小的电源；,（）选择合适的控制电路在限流式接法与分压式接法都能精确地完成

3、实验时，以选用限流式接法为宜，因为分压式接法多一个耗能回路,（）在能完成实验的前提下，以使用最少的器材为宜；,3方便性原则：主要是针对滑动变阻器而言的。选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。在多个变阻器都可以满足条件的情况下，选择阻值小的滑动变阻器，调节方便一些。,测量电路,（1）测量电阻的电流表内、外接法。,（2）测量电源的电流表内、外接法。,（1）测量电阻的电流表内、外接法。,a.直接比较法：当RVR时,采用“外接法”；当RAR时，采用“内接法”；当RV/R=R/RA时，既可选择“内接法”也可选择“外接法”。（其中：R为被测电阻、RV为电压表内阻、R

4、A为电流表内阻）,为临界值电阻，当Rx,用内接法，当Rx,用外接法。,b.临界值计算法：,选择依据,c.测试判断法：当Rx、RA、RV大约值都不清楚，就用测试判断法。如图所示，将单刀双掷开关K分别接触a点和b点,若伏特表示值变化比安培表示值变化大，则说明安培表分压影响较大，应该选外接法。,安培表示值变化大，伏特表分流影响大；伏特表示值变化大，安培表分压影响大,若看到安培表示值变化比伏特表示值变化大，则说明伏特表分流影响较大，应该选内接法；,（2）测量电源的电流表内、外接法。,a.(测量电源)电流表的外接法。,b.(测量电源)电流表的内接法。,在Rvr时，故宜选用外接法电路。此种电路适应于测量小

5、内阻电源。一般地，测干电池的电动势内电阻时，由于伏特表的内阻一般都比较大，故宜选用外接法电路。,在rrA时，故宜选用内接法电路。此种电路适应于测量高内阻电源。,电流表测量电流，电压表测量电压这是司空见惯的，但若将两者功能置换，在有些特殊情况下确实可以置换。将电流表改装成电压表是普遍的，但是将电压表改装成电流表同样可行。,(3)电表功能的“反串”,控制电路滑动变阻器分压式与限流式接法,控制电路滑动变阻器分压式与限流式接法,限流电路连接简单，电源负担轻，省一个耗电支路;,分压式接法电压调节范围大，,各有所长，根据需要选用。,（3）若采用限流电路，电路总电阻不大，电路中最小电流大于或等于被测电阻R的

6、额定电流，或超出电流表的量程，必须采用分压式接法。,（2）负载电阻阻值R远大于滑动变阻器的总电阻R0，若采用限流式接法，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（电压）变化也很小，必须用分压式电路；,1下列情况必选分压式接法（1）要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，必须用分压式接法；,2下列情况应选用限流式接法,（1）测量时电路电流或电压不要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且Rx与R0接近，或Rx小于R0，采用限流式接法；,（2）滑动变阻器额定电流太小,若采用分压接法可能会烧坏变阻器,则应选用限流式接法;,(3)两种电路均可使用，即两种电路都可以对负载的电流、电

7、压有明显的调节和控制时，从安装简便，电源负担轻，节能等因素考虑，宜选用限流式接法。,一般地，在R0比Rx大5倍左右时，可以使电路中的电流或电压有足够的调节范围，应优先考虑限流式接法；,实验设计的特点,1.多解性:满足题目要求的设计方案可能有多种;2.往往要求设计最佳方案:有的题目要求设计最佳方案，则可能只有一种设计方案,比如:实验要求有更大的测量范围,等等.,实例分析,一、电阻的测量,测量电阻性元件电阻的一般方法（纯电阻、小灯泡）,.伏安法：,3.等效替代法：,.安安法伏安法的变通,1、有一个电阻Rx，其阻值大约是25k，可供选择的器材是：电流表A1(0-100A,2k)；电流表A2(0-50

8、0A,300)；电压表V1(0-10V,100k）；电压表V2(0-50V,500k）；直流稳压电源 E（15V，1A）；滑动变阻器 R(1k,1W)；电键K和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。,利用电压表、电流表测电阻伏安法,内接法？外接法？,选什么规格的电表？,25k大电阻,采用怎样的控制电路？,1、有一个电阻Rx，其阻值大约是25k，可供选择的器材是：电流表A1(0-100A,2k)；电流表A2(0-500A,300)；电压表V1(0-10V,100k）；电压表V2(0-50V,500k）；直流稳压电源 E（15V，1A）

9、；滑动变阻器 R(1k,1W)；电键K和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。,选用A2，V1两表表针都有足够大的偏转,比较A2,V1与 Rx的电阻值,选用内接法.,阻值大小比较：“这部分电路”电阻滑动变阻器R选分压式控制电路,2、有一只电阻RX，其阻值大约在40-50之间，需要进一步测定其阻值。现有的器材有：电池组E（电动势9V，内阻约0.5）伏特表V（量程0-10V，内阻约20k）毫安表A1（量程0-50mA，内阻约20）毫安表A2（量程0-300mA，内阻约4）滑动变阻器R1（0-100，额定电流1A）滑动变阻器R2（0-17

10、00，额定电流0.3A）电键一只，导线若干。,有两种可供选择的电路如图1和图2所示，实验中要求多测几组电流、电压值。为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图_所示的电路；应选代号为_的毫安表和代号为_的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由_引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏_。若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_所示的电路进行测量。,仍然是利用电压表、电流表测电阻,内接法？外接法？,选什么规格的电表？,为,采用怎样的控制电路？,伏安法,2、有一只电阻RX，其阻值大约在40-50之间，需要进一步测定其阻值。现有的器材有：电池组E（电动势9V

11、，内阻约0.5）伏特表V（量程0-10V，内阻约20k）毫安表A1（量程0-50mA，内阻约20）毫安表A2（量程0-300mA，内阻约4）滑动变阻器R1（0-100，额定电流1A）滑动变阻器R2（0-1700，额定电流0.3A）电键一只，导线若干。,有两种可供选择的电路如图1和图2所示，实验中要求多测几组电流、电压值。为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图_所示的电路；应选代号为_的毫安表和代号为_的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由_引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏_。若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_所示的电路进行测量。,估

12、 算,比较“这部分电路”的电阻与滑动变阻器 R大小 限流式控制电路.,3.有一标有“6V，1.5W”的小灯泡，现用图（a）所示电路测量其在不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：,A直流电源 6V（内阻不计）；B直流电流表0-3A（内阻0.1以下）C直流电流表0-300mA（内阻约为5）D直流电压表0-15V（内阻约为15k）E滑动变阻器10 2A F滑动变阻器1k 0.5A（1）实验中电流表应选用（用序号表示），滑动变阻器应选用。（2）试按图（a）电路将图（b）所示器材连成电路,研究小灯泡的功率规律，也要利用电压表、电流表进行测量。,伏安法,已知电路，选什么规格的器材？,3.有

13、一标有“6V，1.5W”的小灯泡，现用图（a）所示电路测量其在不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：,A直流电源 6V（内阻不计）；B直流电流表0-3A（内阻0.1以下）C直流电流表0-300mA（内阻约为5）D直流电压表0-15V（内阻约为15k）E滑动变阻器10 2A F滑动变阻器1k 0.5A（1）实验中电流表应选用（用序号表示），滑动变阻器应选用。（2）试按图（a）电路将图（b）所示器材连成电路,小灯泡:I0=0.25A=250mA RL=24,300mA电流表,选用10滑动变阻器分压式电路,C,E,4.为了测量一个标注为“6V,3W”的小灯泡额定功率时的电阻，有下面器

14、材：A.量程为5V，内阻为20k电压表B.量程为12V，内阻为50k电压表C.量程为100mA，内阻为50电流表D.量程为0.6A，内阻为5电流表E.阻值为020，额定电流为0.6A的滑动变阻器F.电动势为6V，内阻不计的电源G.电动势为12V，内阻不计的电源H.开关一个，导线若干,（1）上述器材中电压表选用，电流表选用，电源选用。（填写器材前面的代号）,（2）在给定的方框内画出实验电路图。,（2007年襄樊市高三年级3月统考试题）,4.为了测量一个标注为“6V,3W”的小灯泡额定功率时的电阻，有下面器材：A.量程为5V，内阻为20k电压表B.量程为12V，内阻为50k电压表C.量程为100m

15、A，内阻为50电流表D.量程为0.6A，内阻为5电流表E.阻值为020，额定电流为0.6A的滑动变阻器F.电动势为6V，内阻不计的电源G.电动势为12V，内阻不计的电源H.开关一个，导线若干,（1）上述器材中电压表选用，电流表选用，电源选用。（填写器材前面的代号）,（2）在给定的方框内画出实验电路图。,伏安法测电压、电流,选哪个电表？用什么接法？,估算,4.为了测量一个标注为“6V,3W”的小灯泡额定功率时的电阻，有下面器材：A.量程为5V，内阻为20k电压表B.量程为12V，内阻为50k电压表C.量程为100mA，内阻为50电流表D.量程为0.6A，内阻为5电流表E.阻值为020，额定电流为

16、0.6A的滑动变阻器F.电动势为6V，内阻不计的电源G.电动势为12V，内阻不计的电源H.开关一个，导线若干,（1）上述器材中电压表选用，电流表选用，电源选用。（填写器材前面的代号）,（2）在给定的方框内画出实验电路图。,4.为了测量一个标注为“6V,3W”的小灯泡额定功率时的电阻，有下面器材：A.量程为5V，内阻为20k电压表B.量程为12V，内阻为50k电压表C.量程为100mA，内阻为50电流表D.量程为0.6A，内阻为5电流表E.阻值为020，额定电流为0.6A的滑动变阻器F.电动势为6V，内阻不计的电源G.电动势为12V，内阻不计的电源H.开关一个，导线若干,（1）上述器材中电压表选

17、用，电流表选用，电源选用。（填写器材前面的代号）,（2）在给定的方框内画出实验电路图。,因为电流表有内阻，不可用6V电源。,结果：B、D、G,选控制电路限流、分压？,？,20,约17,许多同学想当然的认为是分压式,安全性原则 分压式不可,测量中R上电流将超过0.6A,限流式电路,最大20,选限流式,？,最大20,如果滑动变阻器允许的最大电流为3A。哪个电路更好？,只需调至电压，不需要大范围调节,调至电压也是可行的,但是，多一个耗能回路,现场练习：为了测量一个标注为“3V,1.5W”的小灯泡的额定功率，现有下面器材：A.电压表V1：量程为3V，内阻约为10kB.电压表V2：量程为6V，内约为25

18、kC.电流表A1：量程为3A，内阻约为0.2D.电流表A2：量程为0.6A，内阻约为1E.滑动变阻器R1:阻值为0100，额定电流为2AF.滑动变阻器R2:阻值为010，额定电流为0.6AG.电源E1：电动势为3V，内阻不计，允许通过的最大电流1AH.电源E2：电动势为6V，内阻不计，允许通过的最大电流0.6AI.开关一个，导线若干,（1）上述器材中电压表选用，电流表选用，电源选用。（填写器材前面的序号）,（2）在给定的方框内画出实验电路图。,2006年武汉部分学校联考题答案,现有一只标有“6V，0.3A”的小灯泡，请从下述器材中选出一些器材，设计一个实验，能较为精确的测定小灯泡正常工作时的电

19、阻值。A电池组(12V、内阻约零点几欧)B单刀双掷开关S1一只，单刀单掷开关S2（电键）一只C电阻箱R1（099.9，额定电流1A）D电流表A1(03 A，内阻约零点几欧)E电流表A2(00.6 A，内阻约几欧)F滑动变阻器R2(05，允许最大电流2A)G滑动变阻器R3(010，允许最大电流2 A)H若干导线（1）除选用A，B，C，H，电流表应选择；滑动变阻器应选择（只填选项前的字母序号）。（2）在答题卡的方框中画出实验所用的电路图。,答案,若给出的器材改为：“单刀单掷开关两个”,变通,二、电表内阻的测量,1、电流表内阻的测量；2、电压表内阻的测量。,(一)电流表内阻的测量,半偏法,安安法,伏

20、安法,欧安法,替换法,电流表内阻测量的一般方法,图2,1电路图1中E为电源，其电动势为E，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得电流表A的内阻RA：闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于I0/2，然后读出R2的值，取RA=R2。按照电路图2在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。真实值与测得值之差除以真实值叫测量结果的相对误差，即(RA-R2)/RA,试导出它与电源电动势E、电流表量程Io及电流表内阻RA的关系式。若已知Io=10mA，真实值RA约为30，要想使测量结果的相对误差不大于5

21、%，电源电动势最小应为多少伏？,图1,图2,1电路图1中E为电源，其电动势为E，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得电流表A的内阻RA：闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于I0/2，然后读出R2的值，取RA=R2。按照电路图2在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。真实值与测得值之差除以真实值叫测量结果的相对误差，即(RA-R2)/RA,试导出它与电源电动势E、电流表量程Io及电流表内阻RA的关系式。若已知Io=10mA，真实值RA约为30，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电

22、动势最小应为多少伏？,图1,半偏法,（2）的相对误差，即(RA-R2)/RA,试导出它与电源电动势E、电流表量程Io及电流表内阻RA的关系式。,若已知Io=10mA，真实值RA约为30，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？,2现要测量一电流表A的内阻，给定器材有：A待测电流表A（量程300A，内阻r1约为100）B电压表V（量程3V，内阻r2=1k）C.直流电源E（电动势4V，内阻不计）D定值电阻 R1=10 E滑动变阻器R2（020，允许通过的最大电流0.5A）F开关S一个、导线若干根,要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半。（1）在方框中画出测量电路原理图

23、；（2）电路接通后，测得电压表读数为U，电流表读数为A，用已知和测量得的物理量表示电流表内阻r1=,2现要测量一电流表A的内阻，给定器材有：A待测电流表A（量程300A，内阻r1约为100）B电压表V（量程3V，内阻r2=1k）C.直流电源E（电动势4V，内阻不计）D定值电阻 R1=10 E滑动变阻器R2（020，允许通过的最大电流0.5A）F开关S一个、导线若干根,要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半。（1）在方框中画出测量电路原理图；（2）电路接通后，测得电压表读数为U，电流表读数为I，用已知和测量得的物理量表示电流表内阻r1=,然后再与V表串联。从电流值上可看出满足题目要求。,

24、U/r2=I+Ir1/R1,(U/Ir2-1)R1,（二）电压表内阻的测量,伏伏法,半偏法,伏欧法,伏安法,电压表内阻测量的一般方法,1.某电压表的内阻在20千欧50千欧之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V（量程3V）电流表A1（量程200A）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程0.6A）滑动变阻器R（最大阻值1K）电源（电动势4V）电键K,导线若干。,（1）所提供的电流表中，应选用_（填写字母代号）。（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。,1.某电压表的内阻在20千欧50千欧之间，现要测量其内

25、阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V（量程3V）电流表A1（量程200A）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程0.6A）滑动变阻器R（最大阻值1K）电源（电动势4V）电键K,导线若干。,（1）所提供的电流表中，应选用_（填写字母代号）。（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。,表V与表A1串联使用,又考虑到滑动变阻器R与电压表内阻大小,分压式电路,伏安法,2现要测量某一电压表V的内阻。给定的器材有：待测电压表V（量程2V，内阻约为4k）；电流表mA（量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻

26、不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=10000，R3=15000；电键S及导线若干 要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。,（1）试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）（2）电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV_。,有电流表与电压表组合，测电压表内阻,2现要测量某一电压表V的内阻。给定的器材有：待测电压表V（量程2V，内阻约为4k）；电流表mA（量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=1000

27、0，R3=15000；电键S及导线若干 要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。,（1）试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）（2）电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV_。,两者并联可以将能承受的电流值提高到大约1mA,之后再与mA表串联即可.两表都能使指针偏转超过其量程的一半以上。,U R1/(I R1-U),伏安法的变通,3.实验室内有一毫伏电压表（符号mV，量程为150mV，内阻为145左右）。现要测其内阻，除毫伏电压表以外，实验室还提供以下器材：电动势为1.5V的

28、干电池 E；电阻箱R（099.9）；滑动变阻器R1（050）；标准电流表A（量程15mA，内阻约50），开关S及若干导线。(1)请你根据所提供的器材，设计一个尽可能精确的测量毫伏表内阻的电路，在方框中画出实验电路图，在每一个选用的仪器旁标上题目给出的字母符号；（2）实验中应该测量的物理量(用文字和字母表示)：。（3）写出用这些物理量表示的毫伏表内阻的表达.,由 RmV=U/I，设法测出电压表两端电压及其上电流即可。,3.实验室内有一毫伏电压表（符号mV，量程为150mV，内阻为145左右）。现要测其内阻，除毫伏电压表以外，实验室还提供以下器材：电动势为1.5V的干电池 E；电阻箱R（099.9

29、）；滑动变阻器R1（050）；标准电流表A（量程15mA，内阻约50），开关S及若干导线。(1)请你根据所提供的器材，设计一个尽可能精确的测量毫伏表内阻的电路，在方框中画出实验电路图，在每一个选用的仪器旁标上题目给出的字母符号；（2）实验中应该测量的物理量(用文字和字母表示)：。（3）写出用这些物理量表示的毫伏表内阻的表达式：.,用电阻箱与电压表并联，再与电流表串联呢？,约10,145,要想使mV表表针有足够的偏转，电阻箱应调为？,滑动变阻器最大为 50,变阻器的电阻只能在40到50之间改变。,加在它们上的电压可以在00.9V之间变化，滑动变阻器的调节范围比较大。,电阻箱的值R，毫伏电压表示数

30、U,电流表示数I,由电路关系：RmVUR,电源：1.5V,RmV=UR/(IR-U),采用限流式接法,采用分压式接法,伏安法的变通,1有以下可供选择的器材及导线若干，要求使用个数最少的仪器尽可能精确的测量一个电流表的满偏电流。A待测电流表：满偏电流约为700800A，内阻约为100，刻度均匀，总格数为N；B安培表：量程为0.6A，内阻为0.1；C电压表：量程为3V，内阻为3K；D滑动变阻器：最大阻值200；E电源：电动势为3V，内阻为1.5 F开关一个。（1）在右边的方框内画出实验电路图，并在每一个选用的仪器旁标上题目给出的字母符号；（2）测量过程中测出了多组数据，其中一组数据中待测电流表A的

31、指针偏转了n格，由此可以算出满偏电流Ig=，式中除N、n外，其它字母符号代表的物理量是：。,三、电源电动势和内阻的测量,一般方法 教材上提供的方法,1.电流表外接,2.电流表内接,误差,误差,测小内阻电源,测大内阻电源,1.测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为4.5）。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4，滑线变阻器R，电键K，导线若干。画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E=，r=。（用I1，I2，U1，U

32、2及R表示）,用伏安法测电池的E和r，有固定电阻R，可将它作保护电阻使用，如图1电路。,第一思考,电源：4.5V 电压表：3V 疑问：此电路的路端电压会超过3V吗？,进一步的分析,演算：路端电压U小于3V时，R=？,U3V时，回路电流I（4.5-3）/4.5=1/3A,RU/I-R=5,（调节范围似乎太小！？）,深入思考,如果将固定电阻放在“下面”，如图所示电压表上电压就很容易达到以下,演算：为使电压表两端电压小于3V，最大为多少？,U3V时，I（4.5-3）/（4.5）=1/A,RU/I=,（调节范围是比较大的）,教材上实验的变通,实验原理图如图所示,方程：E=U1+（I1+U1/R）r,E

33、=U2+（I2+U2/R）r.答案：初看会觉得图1电路比图2电路更加合理一些，其实从原理上讲,这两种电路是从两个角度思考的结果，图1电路思考的出发点是为了电压表不超量程，需要用固定电阻进行分压，图2电路思考的出发点是为了电流表不超量程，需要用固定电阻进行分流。,1、某同学设计了一个如图所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）电流表（量程0.6A，内阻小于1)电阻箱（099.99）滑动变阻器（010）单刀双掷开关 单刀单掷开关各一个及导线若干。,考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。（1）该同学按图连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为

34、0.20。分析该测量产生误差的原因是：_（2）简要写出利用如图所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：_；_。（3）图是由实验数据绘出的1/IR 图象，,由此求出待测干电池组的电动势E_V、内阻r_.（计算结果保留三位有效数字）,S悬空，闭合，调使表满偏；掷于，调使表半偏，记录值；认为电流表内阻约等于,利用电路怎样测电流表内阻？,1、某同学设计了一个如图所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）电流表（量程0.6A，内阻小于1)电阻箱（099.99）滑动变阻器（010）单刀双掷开关 单刀单掷开关各一个及导线若干。,考虑到干电池的内阻较小，电流表的内

35、阻不能忽略。（1）该同学按图连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。分析该测量产生误差的原因是：_（2）简要写出利用如图所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：_ _。,K断开，将电阻箱阻值调至最大，将S掷于D，调R至合适值，记录电阻箱阻值和电流表示数；,电阻箱与并联后,电路总电流增大，引起误差。,断开开关D，再次调节电阻箱R，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数.,电流表半偏时，R上电流大于满偏的一半.而实验是在总电流不变的条件下得出的结论。,（3）图是由实验数据绘出的1/IR 图象，由此求出待测干电池组的电动势E_V、内阻r_.（计算结果保留三位有效数字）,由闭合电路欧姆

36、定律：1/I=(1/E)R+(r+RA)/E,图线与纵轴的截距：0.9 A-1 图线斜率：(3.7-0.9)/8.0=0.35,图线与纵轴的截距表示：(r+RA)/E,图线斜率表示：1/E,E=2.86V R=2.37,0.9,2.（1999年高考上海卷）现有一阻值为10.0的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：（1）在右边方框中画出实验电路图：（2）简要写出完成接线后的实验步骤；。（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=。,2.（1999年

37、高考上海卷）现有一阻值为10.0的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：（1）在右边方框中画出实验电路图：（2）简要写出完成接线后的实验步骤；。（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=。,设单位刻度值表示电压U0，则：E=N1U0 E=U+(U/R)r,U=N2U0,故 r=(N1-N2)R/N2,S断开，读取电压表指针偏转刻度数N1；,闭合S，读取电压表指针偏转刻度数N2；,E=N2U0+N2U0r/R,实验桌上有以下器材：A待测电池组E(电

38、动势约3伏、内阻约1欧)B电流表A1(01mA，内阻r1=200)C电流表A2(00.6 A，内阻约0.5)D电压表V(015 V，内阻约30k)E变阻箱R1（09999.9）F滑动变阻器R2(05，允许最大电流3A)G滑动变阻器R3(020，允许最大电流2 A)H开关S和若干导线 现要测量该电池组的电动势和内阻:（1）为能多测一些数据，使实验有更高的精确度,请从上述备用器材中选择合适的器材，设计出合适的电路画在右边的方框中；（2）实验除了要用到A、H以外，还需要用（请填写器材前边的字母序号）。（3）实验中通过测量有关物理量，求电动势和内阻的公式分别为E=r=，公式中有关符号所表示的物理意义是

39、。,已知太阳能电池组的电动势大约为0.8V,短路电流约为40mA,为了精确地测出该电池组的电动势和内电阻,可供选择的器材有:A、电流表（量程0.6，内阻为0.15）B、电流表（量程20，内阻为40.00）C、电压表（量程6.0，内阻为5.20）D、电阻箱（电阻99.99，允许通过的最大电流0.15）E、滑动变阻器（电阻20，允许通过的最大电流1.5）F、开关和导线若干,(1)实验中所需要的仪器是（用仪器前的字母表示）；（2）在虚线框内画出实验的原理图；（3）写出实验必须记录的数据（用符号表示），并指出各符号的意义；（4）用（）中记录的数据表示电动势和内阻的公式是；。,请从以下器材中选择适当仪器

40、设计一个电路，要求仅用此电路既能测量待测电阻的阻值（约500），又能测量电源的电动势。、待测定值电阻Rx：阻值约500、滑动变阻器R1：总电阻1000、电阻箱R2：最大电阻999.9、电阻箱 R3：最大电阻99.9、电流表：量程mA，内阻约50、电源：电动势约为3V，内阻很小但不能忽略、单刀单掷开关一个,单刀双掷开关一个、导线若干(1)实验应选择的器材有（填写器材前的字母序号）(2)请在答题卡上的虚线方框内画出实验电路图(3)测量Rx时，实验操作是：；(4)利用此电路测量电源电动势时，实验操作的主要步骤及需要测量的物理量（用符号表示）是：；(5)用所测的物理量表示电动势的公式：。,答案,四、欧

41、姆表,某同学用以下器材接成图1所示的电路，并将原微安表盘改画成如图2所示，成功地改装了一个简易的“R1k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10k20k范围内的电阻时精确度令人满意。所供器材如下：A、Ig=100A的微安表一个；B、电动势E=1.5V，电阻可忽略不计的电池；C、阻值调至14k电阻箱R一个；D、红、黑测试表棒和导线若干；（1）原微安表的内阻Rg=（2）在图1电路的基础上，不换微安表和电池，图2的刻度也不改变，仅增加1个元件，就能改装成“R1”的欧姆表。要增加的元件是（填器件名称），规格为。（保留两位有效数字）（3）请在右边的方框内画出改装成“R1”的欧姆表后的电路图。,

42、四、欧姆表,某同学用以下器材接成图1所示的电路，并将原微安表盘改画成如图2所示，成功地改装了一个简易的“R1k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10k20k范围内的电阻时精确度令人满意。所供器材如下：A、Ig=100A的微安表一个；B、电动势E=1.5V，电阻可忽略不计的电池；C、阻值调至14k电阻箱R一个；D、红、黑测试表棒和导线若干；（1）原微安表的内阻Rg=（2）在图1电路的基础上，不换微安表和电池，图2的刻度也不改变，仅增加1个元件，就能改装成“R1”的欧姆表。要增加的元件是（填器件名称），规格为。（保留两位有效数字）（3）请在右边的方框内画出改装成“R1”的欧姆表后的电路

43、图。,1k,电阻,图1,图2,如图电路中，并联一个电阻即可:由于欧姆表原电阻,并联电阻R=15,为使欧姆表电阻R=15,变阻器要做如此大的调动，不符合实际,如果这样连接电阻（如图所示），行吗？,经演算，并联电阻:R=1 变阻器要调至,长度测量:米尺（最小刻度为1mm）游标卡尺（10分度、20分度、59分度）螺旋测微器（千分尺）质量测量:天平（托盘天平）时间测量:打点计时器、秒表力的测量:弹簧测力计电流、电压测量:电流表，电压表电阻测量:欧姆表多用电表电源，电阻箱，滑动变阻器的正确使用,基本测量仪器的使用,了解仪器的构造和原理，会正确操作和读数，会用有效数字记录测量数据,二、实验基本知识和技能,