高中电路实验---基本方法

2018-12-22 23:48

一、 未知电阻的测量 基本方法:

方法一:欧姆表测电阻

测量步骤:1、机械调零;2、选择倍率;3、欧姆调零;4、测量;5读数;6、整理仪器 1、调整机械零:让红黑两表笔断开,若表针不停在表盘左端的零位置,则应用螺丝刀旋动表盘下面的定位螺丝O,通过表内螺旋弹簧把指针调到机械零位。

2.欧姆调零:把两只表笔接触,即短路,相当两只表笔之间的电阻为零,此时表针应停在表盘右端“0Ω”阻值处,这时电流最大。但是由于电池已经使用过,使得表笔短路时,指针一般不在电阻值的零位处,这时可旋动调零旋钮,使指针指在零欧姆处。

3、选择倍率:利用万用电表测电阻,为了便于准确地读数,要尽可能使表针指在表盘中间部位,所以需要恰当地选择倍率挡。例如,在测R1=50Ω的电阻时,应选“×1”挡,使表针在表盘中部附近偏转。如果选用“×10”挡,则表盘读数扩大10倍,这将使表针偏到表盘靠右的部位,读数就难以准确。一般情况下,可以这样选择合适的倍率,将待测电阻尼RX值的数量级除以10,所得的商就是应选的倍率。例如测RX=510kΩ的电阻,RX的数量级是100k,(RX=5.1×100k),所以宜选“×10k”的倍率。如果万用电表无×10k倍率挡,则可选最接近的挡。

如果事先不知道电阻的阻值,可以试探着选择倍率挡,什么时候使表针能指在表盘的中部附近,此时的倍率挡就是比较合适的。

例1. 某同学在利用多用电表测量一个未知电阻的阻值时,由于第一次选择的欧姆挡不够合适,又改换另一欧姆挡测量,两次测量时电表指针所指的位置如图所示中的虚线所示,下面列出这两次测量中的有关操作:

A. 将两表笔短接,并调零;

B. 将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触,观察指针的位置; C. 记下指针所示的读数;

D. 将多用电表面板上旋钮旋到“挡”; E. 将多用电表面板上旋钮旋到“挡”; F. 将多用电表面板上旋钮旋到交流500V挡;

①根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出(用上述操作项目前面的字母表示,且可以重复使用)。_______________________________。

1

②该电阻的阻值是___________________。

例2.【2012?山东调考】如图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻,测量步骤如下:

(1)调节 ,使电表指针停在指针对准 的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。

(2)将选择开关旋转到“Ω”档的 位置。(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”) (3)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,并将两表笔短接,调节 ,使电表指针对准 的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。

(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如下图乙所示,该电阻的阻值为 Ω。(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。

方法二:伏安法测电阻

1、 原理:欧姆定律,需要的基本仪器是电流表和电压表 2、 测量电路的两种接法:(电流表)的内接法和外接法

内、外接法的选用方法:在知道RX,RV,RA的大约值时,可用估算法.

RxRA<时,选外接RVRx法;

RxRA>时,选内接法。 RVRx2

控制电路的两种接法:(滑动变阻器)的限流式和分压式(考试按分压连接)

以上测量电路选择和控制电路的选择要求:安全——不损坏实验器材;精确——尽可能减小实验误差,电压表和电流表的指针应指到满偏刻度三分之二的位置左右。

例1:要测定一个5Ω左右的电阻,手头备有的器材有几种:

A.电池组(E=3V,r=1Ω)

B.电流表(量程0—3A,内阻0.0125Ω) C.电流表(量程0—0.6A,内阻0.125Ω) D.电压表(量程0—3V,内阻3KΩ)

E.电压表(量程0—15V;电阻15kΩ) F.滑动变阻器(最大值20Ω,限制电流1A)

G.滑动变阻器(最大值2000Ω,限流0.3A) H.电键,导线若干. 原理图 试选定一个较合宜的实验方案,把选用器材代号写在括号内( )并画出原理图,同时把所附实物图用线连成所确定的实验电路来.

例2、实验:用电流表、电压表测小灯泡的电阻(电阻值大约为10Ω) (l)请把图9中的实验器材按要求正确连接起来;

(2)连接电路时开关应(08广安);闭合开关前,变阻器的滑片P应调至 端(根据连线选填“A或“B'' )

图10-7为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图,器材规格如下: (1)待测电阻Rx(约100Ω) (2)直流电源(输出电压4V,内阻可不计) (3)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω) (4)直流电压表(量程0~3V,内阻5KΩ)

3

(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A)

(6)电键一个,导线若干条

根据器材的规格和实验要求,在实物图上连线。并用“↓”标出在闭合电键前,变阻器的滑动触点应处的正确位置。

分析:本题不要求选择仪器,只是对已有的仪器进行

电路的组合,从一定程度上降低了难度,由已知条件,待测电阻与电压表阻值相差较多,滑动变阻器阻值相对较小。

解析:因滑动变阻器阻值小于待测电阻Rx的阻值,所以滑动变阻器应选用分压接法;

待测电阻与电表相比,Rx的阻值和电压表的阻值相差较多,所以应选用安培表外接电路。

实物连接如图10-8所示。

滑动变阻器分压接法时,在闭合电键前,变阻器的滑动触点应置于使负载电压为零处,如图箭头所示。

二、描绘小灯泡的伏安特性曲线

1、(2009·天津理综)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,有以下器材:

A.小灯泡L(3V,0.6A) B.滑动变阻器R(0~10Ω) C.电压表V1(0~3V) D.电压表V2(0~15V) E.电流表A1(0~0.6A) F.电流表A2(0~3A) G.铅蓄电池、开关各一个,导线若干

(1)为了减小误差,实验中应选电流表______________,电压表____________. (2)在图虚线框内按要求设计实验电路图.

4

图10-8

(3)如图甲所示,在实验中,同组同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下的导线的连接.

(4) 连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是( )

〖答案〗:(1)因灯泡(3V,0.6A),故电流表选E(0~0.6A),电压表选C(0~3V).(2)电路图略.

(3)因为小灯泡的电阻远小于电压表内阻,所以在用外接法,需要测量多组数据和描绘图象,需要电压从0开始调节,所以为分压电流表外接法

(4)C:小灯泡的电阻随温度的升高逐渐增大,所以U-I图象中的斜率也要逐渐增大,C项正确.

(2009·江西师大附中)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,采用的仪器有:电源E(电动势6V,内阻不计);额定电压4.0V的小灯泡L;电流表A(量程0.6A,内阻约2Ω);电压表V(量程5V,内阻约15kΩ);滑动变阻器R(最大阻值15Ω);开关S,导线若干.实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调.

(1)在做实验时,构成的实物电路如图所示:请指出实物电路中的错误之处: Ⅰ________________________________________; Ⅱ________________________________________.

5


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