高考电学实验总复习课件.ppt
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- 高考 电学 实验 复习 课件
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1、 高考电学实验总复习一、实验原则:一、实验原则:1、安全性原则:、安全性原则:2、可视性原则:、可视性原则:3、最小误差原则:、最小误差原则:4、操作性原则、操作性原则:二、控制电路二、控制电路-滑动变阻器的两种接法滑动变阻器的两种接法R RX X分压器电路分压器电路R RX X限流器电路限流器电路RX=100欧,欧,滑动变阻器滑动变阻器R1=10欧,欧,R2=200欧,欧,R3=1000欧,则应选(欧,则应选()在合上开关以前,一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大R RX XPabERrEIP 源滑动变阻器阻值应比滑动变阻器阻值应比RX大一些大一些R RX XPabERr=0负载负载R RX
2、X的电压调节范围的电压调节范围0-E0-E在合上开关以前,一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置置于a端以使负载上的电压和电流最小(均为零)UURRRXXXXRURRUXRU00U经验总结:经验总结:1、关于分压与限流:、关于分压与限流:考试多数考分压;考试多数考分压;实验要求电压从零开始取的。实验要求电压从零开始取的。2、关于滑动电阻器的选择:、关于滑动电阻器的选择:分压时选小的;限流时选大的。分压时选小的;限流时选大的。3、关于滑动变阻器在闭合开关前、关于滑动变阻器在闭合开关前p的位置的位置分压打到最小;限流打到最大值。分压打到最小;限流打到最大值。三、电阻的测量三、电阻的测量1、替代法测电阻
3、、替代法测电阻2、电桥法、电桥法3、多用表测电阻、多用表测电阻4、伏安法测电阻、伏安法测电阻5、半偏法测电阻、半偏法测电阻6、非常规测量方法、非常规测量方法二替代法测量电阻二替代法测量电阻1.1.原理原理2.2.电路电路R0RXAS1S2ab+R0VS1RXS2abP+例例1 1为了测量电流表为了测量电流表A A1 1的内阻,采用图示的电路,其中电流表的内阻,采用图示的电路,其中电流表A A1 1的量程是的量程是0300A0300A、内阻约为、内阻约为100100(待测);(待测);A A2 2是标准电流表,量程是标准电流表,量程0-200A0-200A;R R1 1为电阻箱,阻值范围为电阻箱
4、,阻值范围0999.90999.9;为电池,电动势为电池,电动势3V3V、内阻不计;、内阻不计;S S1 1为开关,为开关,S S2 2为单刀双掷开关。按电路图接好电路后,将可变电阻器为单刀双掷开关。按电路图接好电路后,将可变电阻器R R2 2和电阻箱和电阻箱R R1 1适当调适当调节后,将单刀双掷开关节后,将单刀双掷开关S S2 2扳到接点扳到接点1 1处,接通开关处,接通开关S S1 1,调节可变电阻,调节可变电阻R R2 2,使两,使两电表的读数都是电表的读数都是150A150A;然后将开关;然后将开关S S2 2扳到接点扳到接点2 2,调节电阻箱,调节电阻箱R R1 1使标准电流使标准
5、电流表的读数仍是表的读数仍是150A150A,若此时电阻箱各旋钮位置如图,则:,若此时电阻箱各旋钮位置如图,则:(1 1)电流表)电流表A A1 1的内阻的内阻R Rg g=_ .=_ .(2 2)为了保证两电流表的安全使用,限流电阻)为了保证两电流表的安全使用,限流电阻R R3 3 的阻值应选的阻值应选A.100A.100B.150B.150C.10KC.10KD.15KD.15K()(3 3)可变电阻器)可变电阻器R R2 2 应选:应选:A.2KA.2K B.5KB.5K C.200C.200D.500D.500()176543289017654328901765432890176543
6、2890176543289017654328900.1101100010000100R11 2S1R3R2RgS2A1A2解解替代法测电阻替代法测电阻 当当R R2 2=0=0时时,要保证两个电流表都不超过量程要保证两个电流表都不超过量程R R3 3=E/I=E/Iminmin=3/0.2mA=15k=3/0.2mA=15k 选选D DR R2 2+R+R3 3=E/I=E/I =3/0.15mA=20 k=3/0.15mA=20 k R R2 2=5 k=5 k 选选B BR Rg g=92.8 92.8 1765432890176543289017654328901765432890176
7、543289017654328900.1101100010000100R11 2S1R3R2RgS2A1A2I2R=I1 Rx Rx=I2R/I1I1ARRxARRxI2比较法测量电阻比较法测量电阻vRXv甲、甲、乙乙 甲图中的电压表甲图中的电压表的电压的电压U1、乙图中的电压表乙图中的电压表的电压的电压U2VxRUUUR221xVRUURU212电桥法测电阻电桥法测电阻:利用给出的电路图和器材(利用给出的电路图和器材(G为灵敏电流表,为灵敏电流表,R0为阻值均匀的电阻丝,为阻值均匀的电阻丝,R为已知阻值的定值电阻,为已知阻值的定值电阻,Rx为被测电为被测电阻)。要求利用这些器材测未知电阻阻)
8、。要求利用这些器材测未知电阻Rx。实验中还需要什么测实验中还需要什么测量仪器?量仪器?将实物连成电路图。将实物连成电路图。写出测量写出测量Rx的实验步骤,并写的实验步骤,并写出利用测量数据表示出利用测量数据表示Rx的表达式。的表达式。GRxR0RL1 L2RXRR0P解:解:还需要米尺(测量左右两部分电阻丝的长度还需要米尺(测量左右两部分电阻丝的长度L1、L2)。)。按图接好电路后,移动滑动触头按图接好电路后,移动滑动触头P,使电流表指针指在中央零,使电流表指针指在中央零刻度处。用刻度尺测量刻度处。用刻度尺测量P点两边电阻丝的长度点两边电阻丝的长度L1、L2;由;由RX R=L1 L2 四多用
9、电表测内阻四多用电表测内阻欧姆表原理ERg+r+RIg=ERg+r+RRx+Ix=I=0电流电流I I与待测电阻与待测电阻RxRx之间存在着一一对应的函数关系,因此之间存在着一一对应的函数关系,因此可以通过电流的测量达到测量电阻的目的在刻度盘直接可以通过电流的测量达到测量电阻的目的在刻度盘直接标出与电流标出与电流I I对应的电阻对应的电阻RxRx值,可以从刻度盘上直接读出被值,可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值由于测量电阻的阻值由于I I和和RxRx是是非线性关系非线性关系,所以刻度,所以刻度不均不均匀匀,由于是,由于是减函数减函数,所以,所以刻度方向与电流档相反刻度方向与电流档相反)(r
10、RRREIgxRErRREIgg)(RREIxg21 1机械调零机械调零检查多用电表的指针是否停在表盘零刻度线,若不指零,检查多用电表的指针是否停在表盘零刻度线,若不指零,可用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处可用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处2 2选择合适挡选择合适挡:由于欧姆表的中值电阻是几十欧姆,而用欧姆档测电阻:由于欧姆表的中值电阻是几十欧姆,而用欧姆档测电阻时指针指到中央附近读数比较准确,因此所选倍率比待测电阻的估计值时指针指到中央附近读数比较准确,因此所选倍率比待测电阻的估计值小一个数量级小一个数量级3 3欧姆调零欧姆调零:将红、黑表笔短接,调整调零电阻
11、旋钮使指针指在欧:将红、黑表笔短接,调整调零电阻旋钮使指针指在欧姆表零刻度线位置,若姆表零刻度线位置,若“欧姆零点欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零,应更旋钮右旋到底也不能调零,应更换表内电池。换表内电池。4 4测量读数测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,如果指针在中央附近,表针:将表笔搭接在待测电阻两端,如果指针在中央附近,表针示数乘以倍率,即为待测电阻的阻值。如果指针靠近左右两端,可根据示数乘以倍率,即为待测电阻的阻值。如果指针靠近左右两端,可根据“大量程大角度偏,小量程小角度偏大量程大角度偏,小量程小角度偏”规律选择合适倍率规律选择合适倍率重新调零,重新调零,按按步骤步骤3 3、4 4进行
12、进行5 5多用电表用完后多用电表用完后:将选择开关置于:将选择开关置于“OFF”OFF”挡或交变电压的最高挡,挡或交变电压的最高挡,拔出表笔。拔出表笔。大量程大角度偏小量程小角度偏换档重新调零测量完毕旋离示数不用估读示数要乘倍率122 1.50k 返回返回答案写成答案写成1.2103 欧或欧或1200也给分;也给分;不写单位不给分),不写单位不给分),95年高考试题:某人用年高考试题:某人用多用表多用表100档按正确步档按正确步骤测量一电阻阻值,指针骤测量一电阻阻值,指针指示位置如图指示位置如图4,则这电,则这电阻值是阻值是 如果如果要用这个多用表测量一个要用这个多用表测量一个约约200的电阻
13、,为了使测的电阻,为了使测量比较精确、选择开关应量比较精确、选择开关应选的欧姆档是选的欧姆档是_ 1.2010310返回返回例例1.如图所示,是一个量程为如图所示,是一个量程为5mA的电流改装成的的电流改装成的欧姆表,电池电势欧姆表,电池电势15V。改装后,将原电流表。改装后,将原电流表5mA刻度处的刻度确定为刻度处的刻度确定为0位置。在图中括号内标位置。在图中括号内标出欧姆表的、插孔。若在两表笔之间接入一未出欧姆表的、插孔。若在两表笔之间接入一未知电阻知电阻Rx时,表针恰好指在刻度盘正中位置,则时,表针恰好指在刻度盘正中位置,则Rx=_。左左右右300 返回返回 例例2.如图所示为一欧姆表原
14、理图,灵敏电流表如图所示为一欧姆表原理图,灵敏电流表G的满偏的满偏电流为电流为150A,内阻为,内阻为100,限流电阻,限流电阻R1为为2k,可变,可变电阻电阻R2为为10k(最大阻值),电源电动势(最大阻值),电源电动势为为1.5V,内,内阻可忽略。使用时应使表针偏转在满刻度的阻可忽略。使用时应使表针偏转在满刻度的1/3至至2/3范范围内。因此这个欧姆表测量围内。因此这个欧姆表测量_至至_范围内范围内的电阻比较准确。与表内的电阻比较准确。与表内电源负极相接的应是电源负极相接的应是_表笔(填表笔(填“红红”或或“黑黑”)5k20k红红返回返回例例3:一学生使用多用表测电阻,他在实验中有违反使用
15、规则一学生使用多用表测电阻,他在实验中有违反使用规则之处他的主要实验步骤如下:之处他的主要实验步骤如下:1把选择开关扳到把选择开关扳到“1K”的欧姆档上的欧姆档上 2把表笔插入测试管插孔中,先把两根表笔接触,旋转调把表笔插入测试管插孔中,先把两根表笔接触,旋转调零旋扭,使指针指在电阻刻度的零位上零旋扭,使指针指在电阻刻度的零位上 3把两根表笔分别与某一等测电阻的两端相接,发现这时把两根表笔分别与某一等测电阻的两端相接,发现这时指针读数较小指针读数较小 4换用换用“100”的欧姆档,发现这时指针偏转适中随即的欧姆档,发现这时指针偏转适中随即记下欧姆数值记下欧姆数值 5这表笔从测试笔插孔中拔出后,
16、就把多用表放回桌上原这表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用表放回桌上原处,实验完毕处,实验完毕 这个学生在测量时已注意到:待测电阻与其他元件和电源这个学生在测量时已注意到:待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆断开,不用手碰表笔的金属杆 这个学生在实验中违反了哪一或哪些重要的使用规则?这个学生在实验中违反了哪一或哪些重要的使用规则?答答:换用欧姆档的量程时,要重新调整调零旋:换用欧姆档的量程时,要重新调整调零旋扭多用表使用后不能把选择开关置于欧姆档扭多用表使用后不能把选择开关置于欧姆档 例例4:使用中值电阻是使用中值电阻是25欧(欧(“1”挡)的万用表测量两个定挡)的万用表测量两个定
17、值电阻(已知它们的阻值约为值电阻(已知它们的阻值约为 R1=20欧欧 和和 R2=30千欧),在下千欧),在下列的一系列操作中,选出尽可能准确地测定各阻值,并符合万列的一系列操作中,选出尽可能准确地测定各阻值,并符合万用表使用规则的各项操作,将它们的序号按合理的顺序填写在用表使用规则的各项操作,将它们的序号按合理的顺序填写在横线上的空白处。横线上的空白处。A.转动选择开关使其尖端对准转动选择开关使其尖端对准“1K”挡挡 B.转动选择开关使其尖端对准转动选择开关使其尖端对准“100”挡挡 C.转动选择开关使其尖端对准转动选择开关使其尖端对准“10”挡挡 D.转动选择开关使其尖端对准转动选择开关使
18、其尖端对准“1”挡挡 E.转动选择开关使其尖端对准转动选择开关使其尖端对准“OFF”挡挡 F.将两表笔分别接触将两表笔分别接触R1的两端,读出阻值后,随即断开,的两端,读出阻值后,随即断开,G.将两表笔分别接触将两表笔分别接触R2的两端,读出阻值后,随即断开,的两端,读出阻值后,随即断开,H.将两表笔短接,调节调零旋扭,使表针指在刻度线右端的将两表笔短接,调节调零旋扭,使表针指在刻度线右端的“0”刻度。刻度。所选操作的合理顺序是:所选操作的合理顺序是:。D H F A H G E用电压表测电压用电压表测电压用电流表测电流用电流表测电流外接法?外接法?内接法?内接法?为减小误差,为减小误差,多测
19、几组数据,多测几组数据,求平均值求平均值滑动滑动变阻器变阻器限流式?限流式?分压式?分压式?A AV VA AV V1.1.原理原理U UR RI IIUR四、伏安法测电阻四、伏安法测电阻2.2.电路电路限流器电路,安培表内接法限流器电路,安培表内接法RXAV限流器电路,安培表外接法限流器电路,安培表外接法 RXAV分压器电路,安培表内接法分压器电路,安培表内接法分压器电路,安培表外接法分压器电路,安培表外接法 RXAVRXVA伏安法测电阻伏安法测电阻之之内接外接内接外接3.3.测量电路的选择测量电路的选择RXVARXAVxAxRxARxRRRIUUIUR测测测 由于由于电流表分压电流表分压引
20、起的。引起的。若若 时,采用电流表内接法时,采用电流表内接法XRARxVxVxVRxRxRRRRRIIUIUR测测测 由于由于电压表分流电压表分流引起的。引起的。RXVARXAVXRVR若若 时,采用电流表外接法。时,采用电流表外接法。比值法比值法b.b.选择方法选择方法:a.a.条件:条件:知道知道R RX X的粗略阻值的粗略阻值RXVARXAV 与与 R RA AR Rx xR RV VR Rx x若若 时,采用电流表内接法。时,采用电流表内接法。XRARXRVR若若 时,采用电流表外接法。时,采用电流表外接法。试触法试触法b.b.选择方法:将电压表分别接选择方法:将电压表分别接a a、b
21、 b两点两点结论:两次接触,那个表示数变化明显结论:两次接触,那个表示数变化明显 ,R,Rx x就与那就与那个表个表“近接近接”a.a.条件:未给出条件:未给出R RX X的估计阻值的估计阻值RXVAPab例例1.一个未知电阻一个未知电阻Rx无法估计其电阻值,某同无法估计其电阻值,某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次,如学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次,如图所示,按甲图测得数据是图所示,按甲图测得数据是3.0V、3.0mA,按乙按乙图测得数据是图测得数据是2.9V、4.0mA,由此可知按由此可知按图所示的电路测量的误差较小,图所示的电路测量的误差较小,Rx的真实值更的真实值更接近于接近
22、于 。甲甲1000思考思考1:Rx 的真实值大于还是小于的真实值大于还是小于1000?小于小于思考思考2:若已知电流表内阻为:若已知电流表内阻为0.1,那么那么Rx的真实值是多的真实值是多大?大?999.9RXVARXAVA2A1A2A1Rx 伏安法测电阻伏安法测电阻之之发散思维发散思维电流表的创新使用测电压条件:已知电流表A A2的内阻,将A2看成一个电压表使用VA电压表(电流表)是一个能读出其两端电压(通过其电流)的电阻没有系统误差IURV2122IIRIRAx1221IRIRAA没有系统误差此电路能否测量出电流表的内阻?根据并联分流进行测量没有系统误差V1v2RxV2v1电压表的创新使用
23、测电流2211VVRUUR 221VxRUUR 条件:已知电压表V V2的内阻,将V2看成一个电流表使用没有系统误差存在系统误差RxV2v12221VxRUUURR0V2v102122RUUURV能否消除?根据串联分压进行测量没有系统误差没有系统误差例例1.1.用伏安法测量金属导线的电阻用伏安法测量金属导线的电阻R R,试把图中给出的器,试把图中给出的器材连接成测量材连接成测量R R的合适的电路。图中安培表的量程为的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A0.6A,内阻接近,内阻接近11,伏特表的量程为,伏特表的量程为3V3V,内阻为,内阻为5K;5K;电源的电动势为电源的电动势为6V6V,变阻
24、器的阻值为,变阻器的阻值为020 020 。在闭合。在闭合电键前,变阻器滑动触点应处于正确位置。电键前,变阻器滑动触点应处于正确位置。解:金属导线的电阻不大,安培表应外接,变阻器电解:金属导线的电阻不大,安培表应外接,变阻器电阻比较大,可用限流接法,画出电路图如下:阻比较大,可用限流接法,画出电路图如下:+-RXAV+例例2 2:有一个电阻:有一个电阻R Rx x,其阻值大约是,其阻值大约是25k 25k,可供选择,可供选择的器材是:的器材是:电流表电流表A A1 1(0-100A,2k)(0-100A,2k)电流表电流表A A2 2(0-500A,300)(0-500A,300)电压表电压表
25、V V1 1(0-10V,100k(0-10V,100k)电压表电压表V V2 2(0-50V,500K(0-50V,500K)直流稳压电源直流稳压电源 E E(15V15V,1A1A)滑动变阻器滑动变阻器 R(1k,1W)R(1k,1W)电键电键K K和若干根导线和若干根导线 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。准确,并画出电路图,再将如图示的实物连线。解:(解:(1 1)电压表、电流表的选择)电压表、电流表的选择+E E=15V=15V25K25K1K1K R RX XA A2 2V V1 1
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