6.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据:
①在图上画出I—U图线。
②从图线上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是 。
③这表明导体的电阻随温度升高而 。
实验十三:把电流表改
G
装成电压表
【实验目的】
1.将电流表改装为电压表 2.用半偏法测电流表内阻
【实验原理】
(1)半偏法测电流表内阻我们用图可以测电流表的内阻rg。13-1图中的R为 ,R′用 。
(2)设电流表的满偏电压为Ug,内阻为rg,则要将电流表改装成量程为U的电压表,则电阻R= 。在方框中画出实验电路图
(写推导过程)
【实验器材】 电流表,学生电源(10V),电键,导线若干,电压表(用于校准) 还需要 【实验内容】 一.半偏法测电流表内阻
1.按图连接电路,电键S1闭合前,R接入电路阻值最大 2.闭合S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度(注意量程) 3.合上开关S2,调整R′的阻值,使电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半,记下此时的R′
4.当R比R′大很多时,可以认为rg=R′ 电流表内阻rg= 二.将电流表改装成电压表 1.改装成量程为U=2V,则需要 联的电阻R= 2.连接电路:将分压电阻R与电流表串联,引出二个接线柱,并将电流表刻度盘改为电压表刻度盘。 3.校对电压表
①按如右图13-2所示的电路连线。
②先将触头移动到最左端,然后闭合电键,移动触头位置,使改装后电压表的示数从零逐渐增大到量程,每移动一次记
下改装的电压表和标准电压表示数,并计算满刻度时的百分误差:
U\?U?100℅将数据填入下列表格 百分误差=
U中。
【注意事项】
1.半偏法测电阻时,滑动变阻器的阻值R1应远大于电流表内阻。
2.闭合电键前应检查变阻器触头位置是否正确,应使回路电流最小。
3.校对改装后电压表时,应采用分压式电路,变阻器阻值应较小,使改装电压表的示数从零开始增加。
【问题与讨论】
1. 半偏法测电阻时,为什么当R比R′大很多时,可以认为rg=R′?
2.试分析本实验中采取的“半偏法”测电流表内阻的系统误差。
3.如何将满偏电压为Ug,内阻为RV的电压表改装成量程为I的电流表?
【巩固练习】
1.有一量程为0.6A的电流表,其刻度盘如右图13-3所示,今在此电流表的两端并联一电阻,其阻值等于该电流表内阻的1/2,使之成为一个新的电流表,则此时刻度盘上的每一个小格表示 A。
2.现有一量程为3V的电压表,内阻约3Ω。为了较为准确的测量其内阻值,在没有电流表的情况下,某同学设计了如右图13-4所示的电路。其中R1的最大电阻为20Ω,,电阻箱的电阻最大值为9999Ω。请按顺序写出实验步骤。
实验十四:用电流表和电压表测定电池的
A 电动势和内电阻
【实验目的】
测定电池的电动势和内电阻 【实验原理】
如图14-1所示,改变R的阻值,从电压表和电流表
V 中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组
A ?、r值,最后分别算出它们的平均值。
此外,还可以用作图法来处理数据,即在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出
U-I图象(如图14-2),所得直线跟纵轴的交点即为 值,图线斜率的绝对值即为 的值。
O I 【实验器材】 图14-2
待测电池,电压表(0-3V),电流表(0-0.6A),滑动变阻器(10Ω),电键,导线。
【实验步骤】
1、电流表用0.6A量程,电压表用3V量程,按图连接好电路。 2、把变阻器的滑动片移动到一端使阻值最大。
3、闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I1、U1)。用同样方法测量几组I、U值。
4、打开电键,整理好器材。
5、处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
【注意事项】
1、为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻应大些(选用已使用过一段时间的1号干电池)。 2、干电池在大电流放电时极化现象较严重,电动势?会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A,因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断开电键。
3、 要测出不少于6组I、U数据;且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I、U数
据中,第1和第4为一组,第2和第5为一组,第3和第6为一组,分别解出?、r值再取平均。
4、 在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧,个别偏
离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高精确度。
U 图14-1 5、 干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画U-I图
线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。
【实验数据记录和处理】
表12-1 I/A U/V 次序 1 2 3 4 5
电源电动势E= ;内电阻r= 。
【问题与讨论】
1.现有仪器:待测电池,电流表(0-0.6A),定值电阻(5Ω),电键,导线。能否利用上述仪器测量一节电池的电动势和内电阻?
若将电流表换成电压表(0-3V)呢?
2.能否直接用多用电表的欧姆挡测量电池的内电阻?
3.能否通过作出的U-I图象说明电池的输出功率随外电阻变化的关系?
【巩固练习】
1.用图14-1所示电路测量电池电动势和内电阻时,若有两只电压表V1、V2量程相同,内阻分别为RV1、RV2,且RV1?RV2;两只电流表A1、A2量程相同,内阻分别为RA1、RA2,且
贴坐标纸 RA1?RA2;在该实验中,为了使?、r的测量值精确些,选择的电表可以是( )
A.V1与A1 C.V2与A1
B.V1与A2 D.V2与A2
2.用图14-3所示电路(R1、R2为标准定值电阻)测定电池的电动势和内电阻时,如果偶然误差可以忽略不计,则下列说法中正确的是( )
A.电动势的测量值等于真实值。 B.内电阻的测量值大于真实值。
C.测量误差的产生原因是电流表具有内电阻。
D.测量误差的产生原因是测量次数少,不能用图象法求电池的电动势和内电阻。
3.用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分
.?和1k?,如图14-4所示为所需的器材。 别为01 (1)请你把它们连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。
(2)一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图12-5中画出U-I图线,根据图线求出电池的电动势E=________V,内阻r?________?。
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.19 1.05 U/V
1.50 1.40
1.30 1.20
1.10
图14-4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 I/A
4.用伏安法测电池的电动势
图14-5 和内阻的实验中,由于电流表A 和电压表内阻的影响,以下说
V 法正确的是
V A A.用图14-5所示a电路时,
E测?E真
B.用图14-5所示a电路时,r测?r真
C.用图14-5所示b电路时,E测?E真
D.用图14-5所示b电路时,r测?r真
实验十五:用多用电表探索黑箱内的电学元件
图a 图b 图14-6