第讲电流表和电压表电阻的测量.doc
《第讲电流表和电压表电阻的测量.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第讲电流表和电压表电阻的测量.doc(25页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、个人收集整理 勿做商业用途第2讲 电流表和电压表 电阻的测量考情直播1、 考纲要求考纲内容能力要求考向定位1电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等.2电阻的测量1会是用电流表和电压表测量电流和电压。2掌握电流表和电压表的改装原理.3掌握测量电阻的几种方法。(1)电阻的测量是高考电学实验的焦点。(2)从其考查的知识点来看,电学基础知识是考查的的重点。考纲要求在电流表的内、外接的选择,滑动变阻器分压、限流式选择;实验器材的选择以及表头的改装等具体问题中灵活运用上述基础知识。(3)考纲要求熟悉电流表、电压表和多用电表的使用2、考点整合考点一 电压表和电流表(1)电流表原理和主要参数电流表G是
2、根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的,且指什偏角与电流强度I成正比,即kI,故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有,表头内阻Rg:即电流表线圈的电阻;满偏电流Ig:即电流表允许通过的最大电流值,此时指针达到满偏;满偏电压U:即指针满偏时,加在表头两端的电压,故UgIgRg(2)电流表改装成电压表方法:串联一个分压电阻R,如图所示,若量程扩大n倍,即n,则根据分压原理,需串联的电阻值,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值越大。(3)电流计扩大量程方法:并联一个分流电阻R,如图所示,若量程扩大n倍,即n,则根据并联电路的分流原理,需要并联的电阻值,故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越
3、小.需要说明的是,改装后的电压表或电流表,虽然量程扩大了,但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流Ig和满偏电压Ug,只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了.特别提醒电压表和电流表的改装原理,实质是串并联电路中的串联分压和并联分流知识点的应用.改装后的电压表和电流表满偏时,实际流过电流计的电流并没有增大,仍为电流计原来的满偏电流。A 例1 (2008海南卷)14、一毫安表头 满偏电流为9。90 mA,内阻约为300 要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流表,其电路原理如图所示图中, 是量程为2 A的标准电流表,R0为电阻箱,R为滑动变阻器,S为开关
4、,E为电源完善下列实验步骤:将虚线框内的实物图按电路原理图连线;将滑动变阻器的滑动头调至 端(填“a或“b”),电阻箱R0的阻值调至零;AmAR0SE 合上开关; 调节滑动变阻器的滑动头,增大回路中的电流,使标准电流表读数为1 A;调节电阻箱R0的阻值,使毫安表指针接近满偏,此时标准电流表的读数会 (填“增大”、“减小”或“不变);多次重复步骤,直至标准电流表的读数为 ,同时毫安表指针满偏回答下列问题: 在完成全部实验步骤后,电阻箱使用阻值的读数为3。1 ,由此可知毫安表头的内阻为 用改装成的电流表测量某一电路中的电流,电流表指针半偏,此时流过电阻箱的电流为 A 对于按照以上步骤改装后的电流表
5、,写出一个可能影响它的准确程度的因素: 。答案:(1)如图;b;减小;1A;(2)310;0.495(0。4940。496均可);例如:电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化;标准表和毫安表头的读数误差;电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等等。解析:(1)将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了保护毫安表;在调节电阻箱时,由于接入回路的电阻增加,故电流表电流会减小;为了能成功改装为1A的量程的电流表,需要通过调节滑动变阻器使标准电流表示数回到1A;(2)电阻箱的电阻读数为3。1,此时毫安表满偏,电阻箱上的电流为1000mA9。9mA=990.1mA,根据并联电阻值与电流值成反比,可计算毫安表的内阻为
6、310;若毫安表半偏,电阻箱的电流也减半为495mA=0。495A;本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化,导致标准电流表的示数无法精准显示1A,还有电表本身读数上的误差,以及电表指针偏转本身不是随电流均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度.规律总结 解决电压表或电流表量程扩大问题,关键是要理解表头中只能通过的最大电流是电表偏转的最大角度,同量理解指针偏转的角度与流过表头的电流大小成正比作为多量程问题,要注意每一次扩大量程,都要以前一次为基础,画出其电路示意图,才不会将扩大部分与原来部分弄错考点二 电阻的测量一、实验原理:原理是欧姆定律.因此只要用电压表测出电阻两端的电压,用安
7、培表测出通过电流,用R=U/ I 即可得到阻值. 二伏安法测电阻的两种电路形式(如图所示)三、实验电路选择1、测量电路-电流表内外接法选取(1)电路的对比连接方式误差来源测量值与真实值关系适用范围外接法电压表分流电流表的读数大于流过待测的电流,故:R测R真测小电阻内接法电流表分压电压表读数大于待测电阻两端的电压,故:R测时,视Rx为大电阻,应选用内接法;当Rx时,两种接法均可。2、控制电路滑动变阻器分压式、限流式接法选取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。 (1)电路的对比负载R
8、L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EULEILEIL分压接法0ULE0ILE(IL+Iap)比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小(2)滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活择取。下列三种情况必须选用分压式接法、要求回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。、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
9、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RLR0Rap,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ULRap,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.、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.下列情况可选用限流式接法、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.、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。
10、、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接法.特别提醒 利用伏安法测电阻,无论采用电流表的内接还是外接都会产生误差,这是由于实验原理的不完善带来的,属于系统误差。测量大电阻时,用电流表的内接,测量的误差相对小一些;而测量小电阻时,用电流表的外接,测量的误差相对小一些。 例2 用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下:待测电阻Rx(阻值约5 ,额定功率为1 W);电流表A1(量程00.6 A,内阻0.2 );电流表A2(量程03 A,内阻0。05 );电压表V1(量程03 V,内阻3 k);电压表V2(量程015 V,内阻15 k);滑
11、动变阻器R0(050 ),蓄电池(电动势为6 V)、开关、导线。为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选_,并画出实验电路图.解析:由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值,可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=2。2 V,I=0.45 A。则电流表应选A1,电压表应选V1。又因=24。5 Rx,则电流表必须外接。因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法,若用限流接法,则被测电阻Rx上的最小电流为Imin=0。11 AI额,故可用限流电路.电路如图所示。 规律总结 1、器材选用与电路选择应注意从两个方面去考虑:一是分析待测电路,二是分析控制电路.2、在
12、“伏安法测电阻的实验中,一般选用总阻值较小的滑动变阻器,可方便调节。在滑动变阻器作限流作用时,为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围,又能使电流变化均匀,选择变阻器时,应使其总电阻R0大于RX,一般在25倍为好。在滑动变阻器作为分压作用时,一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1RX0。5RX之间为好。例题3 某电流表的内阻在0。10.2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2k)C电压表V2(量程15V,内阻约10k);D滑动变阻器R1(最大电阻10)E定值电阻R2(阻值5) F电源E(电动势4V) G电键S及导线若干(1)电压
13、表应选用_;(2)画出实验电路图;(3)如测得电压表的读数为V,电流表的读数为I,则电流表A1内阻的表达式为:RA = _.解析 本题利用电压表指电压,电流表指电流的功能,根据欧姆定律R=计算电流表的内阻.由于电源电动势为4V, 在量程为15V的电压表中有的刻度没有利用,测量误差较大,因而不能选;量程为3V的电压表其量程虽然小于电源电动势,但可在电路中接入滑动变阻器进行保护,故选用电压表V1。由于电流表的内阻在0。10。2之间,量程为0。6A ,电流表上允许通过的最大电压为0.12V,因而伏特表不能并联在电流表的两端,必须将一个阻值为5的定值电阻R2与电流表串联再接到伏特表上,才满足要求。滑动
14、变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求,但考虑限流的连接方式节能些,因而滑动变阻器采用限流的连接方式 。故本题电压表选用V1;设计电路图如图1所示;电流表A1内阻的表达式为: RA =R2。规律总结 电流表内阻的测量和一般电阻的测量一样,所不同的就是电流表可提供通过自身的电流值作为已知条件。考点三 实验方案的设计根据实验目的,控制实验条件,能灵活地运用已学过的物理原理、实验方法和实验仪器去处理问题,设计实验方案。也是高考实验题的主要试题。一、器材选择的原则:1准确性原则:选用电表量程应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/3,
15、读数误差较大。2安全性原则:通过电源,电表,滑动变阻器,用电器的电流不能超过其允许的最大电流.3便于操作原则: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.二、实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处).对分压电路,应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负
16、接线柱的情况,将伏安法部分接入该两点间。例4。用以下器材测量一待测电阻的阻值(900-1000),如图. 电源,具有一定内阻,电动势约为9.0V; 电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750 电压表V2, 量程为5V,内阻r2=2500 滑动变阻器,最大阻值约为100 单刀单掷开关,导线若干.(1)。测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻RX的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).(2)。根据你既画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。(3)。若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示RX的公式为_。解析
17、本题的实验目的是测量一待测电阻的阻值,根据给出的实验器材的规格作如下思考:(1)。电源电动势约为9V,而电压表量程较小,且所用变阻器阻值远小于待测电阻的阻值,因此应考虑用变阻器分压接法。(2).题中未给出电流表,而已知电压表的量程和内阻,因此电压表可作电流表使用,这是本实验设计的关键.实验电路如图(3)。实物图连接也是高考实验设计的一种关键。注意两点:一是画出的电路图器材符号与实物图中实物摆放的位置基本一致,便于连接实物图.二是实物图的连线尽可能规则,而且不相交。规律总结 设计性实验题型可归纳为以下3类:(1)。给出实验器材,设计实验方案,处理实验数据。(2)。给出实验情景,设计处理实验实验数
18、据,试题给出实验目的和电路图,推测实验原理,完成数据处理,或者完成实验步骤和数据处理,给出实验目的器材步骤,要求处理数据并误差分析.(3)。自选实验器材,设计、选择实验电路考点四 描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路原理电路如图所示,因为小电珠(即小灯泡)的电阻较小(10左右)所以应该选用安培表外接法。U/VI/AO小灯泡的电阻会随着电压的升高,灯丝温度的升高而增大,所以UI曲线不是直线。为了反映这一变化过程,灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必须选用分压接法。开始时滑动触头应该位于左端(使小灯泡两端的电压为零)。由实验数据作出的I-U曲线如右,说明灯丝的电阻随温度升高而增大
19、,也就说明金属电阻率随温度升高而增大.(若用U-I曲线,则曲线的弯曲方向相反。)若选用的是标有“3。8V 0.3A的小灯泡,电流表应选用0-0.6A量程;电压表开始时应选用03V量程,当电压调到接近3V时,再改用0-15V量程。考点分析 考查利用伏安法测灯泡的伏安曲线与处理图象能力例题5。(2008天津卷)(2)用下列器材组装成描绘电阻R伏安特性曲线的电路,请将实物图连线成为实验电路。 微安表A(量程200A,内阻约200); 电压表V(量程3V,内阻约10K); 电阻R(阻值约20k); 滑动变阻器R(最大阻值50,额定电流1 A) 电池组E(电动势3V,内阻不计);开关S及导线若干。答案:
20、实物连接如图解析:从题目中给的电压表的内阻和电流表的内阻以及待测电阻R0的阻值可以判断测量电路要用伏安法的内接法,变阻器的电阻比较小,所以电源电路采用分压法。例6、(06全国)现要测定一个额定电压4 V、额定功率1.6 W的小灯泡(图中用表示)的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1 V4 V。 现有器材:直流电源E(电动势4.5 V,内阻不计),电压表(量程4.5 V,内阻约为4104 ),电流表(量程250 mA,内阻约为2 ),电流表(量程500 mA,内阻约为1 ),滑动变阻器R(最大阻值约为30 ),电子键S,导线若干。甲乙如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是
21、,下面两个电路应该选用的是 。解析:(1)灯泡的电阻,由,所以选择量程为500mA的电流表,又因为,所以采用安培表外接法.所以选择甲图。规律总结 此实验待测灯泡的电阻小又要求从0开始测多组实验数据,所以采用“测小用外接,零起必分压”的实验方法。考点5 测定金属的电阻率被测电阻丝的电阻较小,所以选用电流表外接法;本实验不要求电压调节范围,可选用限流电路。因此选用上面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端.本实验通过的电流不宜太大,通电时间不能太长,以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。考点分析 考查螺旋测微器的读数与伏安法测电阻的实验知识例题7. (04年海淀一模)在“测金属丝的电阻率”
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电流表 电压表 电阻 测量
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。