伏安法测电阻实验专题

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伏安法测电阻专题

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专 电 题 选 阻 69精3•如图所示,是某同学用“伏安法”测量定值电阻 R (阻值未知)实验电路图•如果电流表的内阻为R A ,示数为I ;电压表的内阻为R/,示数为U,则通过待测电阻R 的电流为,待测电阻R 的阻值为 ________4.甲乙两地相距40km,在甲乙两地之间沿直线假设了两条输电线•已知每条输电线每km的电阻为0.2 Q,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置检修员在甲地把电压表、电流表、电源、开关和甲地输电线的两端接成“伏安法测电阻”的电路进行测2.(多选)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变, R o 为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻R 阻值的电路是伏 安 法 测 1 •下列图像中,能正确描述小灯泡 U-I 关系的是:(1)请你用笔画线代替导线,把如图甲所示的实物图连接起来(导线不许交叉).(2)______________________________________________________ 测量时电压表、电流表的示数如图乙所示,贝皿流表示数为______________________________ A,电压表示数为_______ V.(3)____________________________ 短路位置离甲地的距离约为km实验中.(1)_______________________ 连接电路时,开关应.请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整.(2)________________________________________________ 闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于_______________________________________ (选填“ A”或“ B')端.(3)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障的原因是______ (选填“ R X短路”或“ R断路”).(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如下表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为_______ A,则所测电阻R X的值是__________ Q.实验序号123电阻R Q电压U/V 1.0 1.5 2.0电流I/A0.150.20(5)若在实验中,电压表不能使用,滑动变阻器最大阻值为当滑片置于最左端时,电流表示数为l i,滑片P置于最右端时,电流表示数为丨2,则未知电阻的表达式:R= 6•如图甲所示是测量定值电阻R X阻值的实验电路,器材可以满足实验要求(1)同学们按照电路图正确连接电路后,闭合开关,改变电阻R X两端的电压进行了三次测量,其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示,请将表格中的实验数据补充完整(2)同学们又设计了两种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R D①方案一:闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U和U,则电阻R x的阻值表达式为R X= ___________________________________ 。

实验专题伏安法测电阻

实验专题伏安法测电阻

3.实验过程中,由于不小心造成变阻器断路, 则电路中可能出现的现象是(至少说出两点):
灯不亮 电流表变为零 电压表变为零
4.实验过程中,由于不小心造成变阻器短路, 则电路中可能出现的现象是(至少说出两点):
灯很亮 可能烧断 电流表变大 电压表变大
5.实验过程中,变阻器接在了下面两个接线柱 上,则电路中可能出现的现象是(至少说出两 点):
在用伏安当测3.8V小灯泡正常发光时的 电阻的实验中,正确的操作顺 为 DBACEF 。 A.闭合开关。 B.这调个节实滑验动步变骤阻中器为使何电没路有中测阻三值次最,大求。 C平.均调值节?变阻器,使加到小灯泡两端的电 压等于它的额定电压3.8V。 D.根据电路图连接实物电路。 E.记下电压表和电流表的读数。 F.用 R U 计算出其电阻值。
相 1、实验器材基本相同:电源、导线、开关、小灯泡(R)、电压表、电流表、
同 滑动变阻器
点 2、实验电路图相同
3、实验步骤相同(略)
1、实验目的
测电阻
测电功率
不 同
2、实验原理
欧姆定律的变形式:R=U/I
电功率的定义式:P=UI
点 3、选择电源 和根据待测电阻的估测大小 根据用电器的额定电压及额
电表的角度
S
R0
Rx
Rx V
R0
Rx
S
V
12
图1
Rx V
R0
S2
Rx P aR b
V
S3 S1
V
1
R0
S Rx
2
图2
Rx V
*有一电阻Rx,要测出它的阻值,但手边
只有一个电池组,一个开关,一个电流表,
一个已知阻值的电阻R0和几根导线,写出 测Rx的方法,所要测量的量及Rx的表达式,

伏安法测电阻实验专题附练习及答案

伏安法测电阻实验专题附练习及答案

一. 教学内容:伏安法测电阻实验问题综合二. 学习目标:1、掌握伏安法测电阻的实验原理及两种电路的误差来源。

2、熟练利用伏安法测电阻的实验原理对实验电路及器材做出选择。

3、重点掌握伏安法实验习题的类型及其相关的解法。

考点地位:伏安法测电阻是电学实验的重点内容,是历年高考考查的重点和难点,实验所涉及的知识面广,综合性强,难度较大,从出题内容上可以从多角度考查学生的实验分析能力,包括电阻的测量、电表内阻的测量、电路及仪器器材的选择、实验电路的连接、实验原理的迁移等,出题形式主要是以实验题形式出现,2008年全国Ⅱ卷第22题、广东理科基础卷第14题、2007年海南卷第13题、上海卷第15题、全国Ⅱ卷第22题,2006年全国Ⅰ卷第22题均通过实验题的形式进行考查。

2007年江苏卷第9题以选择题形式考查。

三. 重难点解析:1、伏安法测电阻原理分析:(我们不讲基本概念,但是要求简单的列出来。

我们的重点是总结、归纳、提高,突出重点难点,指出学生容易犯的错误,给出避免的方法。

)(1)测量原理:根据欧姆定律R U I =,得到I UR =,用电压表测出电阻两端的电压和通过电阻的电流,就可以求出电阻,这种测量电阻的方法叫伏安法。

可见,为了减小误差,该电路适合测大电阻,即A R R >>R R I U R =真可见,为减小误差,该电路适合测小电阻,即V R R << 题型1、伏安法实验原理问题:用伏安法测电阻,当被测电阻的阻值不能估计时,可采用试接的办法,如图所示。

让电压表一端先后接到b 点和c 点,观察两个电表的示数,若电流表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟________表的内阻可以比拟。

电压表的两端应接在a 、________两点;若电压表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟_________表的内阻可比拟,电压表应接在a 、________两点。

答案:电压 c电流b变式:用伏安法测金属电阻x R (约为Ω5)的值。

伏安法测电阻专题

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伏安法实验专题19.小明设计并连接了如图9所示测量电阻的电路,所使用的电源为两节干电池.请指出他在电路设计或连接上存在的一个..问题:__________________________;经改正后,所测得的数据绘出的图像如图10所示,该待测电阻的阻值为____________Ω.23.用图20所示的仪器测电阻R的电阻值(1)将图20的电路,连成正确的测量电路(2)电路中的滑动变阻器对电路起保护作用.因此开关闭合前,其滑片应移到最_______端(填“左”或“右”);实验过程中,滑动变阻器还有另一个作用是_______(3)如果电路中电流表、电压表的读数如图21,电流表的读数为_______,电压表的读数为_______。

.某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中,设计了如图22甲所示的电路图。

小灯泡上标有“3.8V1.5W”字样,请完成和解答下列问题。

(1)在图22甲中a.b分别是.表。

(2)根据实验电路图,在图22乙中用笔画线代替导线,补充完成实物图连接。

(3)连接电路时,应将开关;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑在端。

(4)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片P灯泡都不发光,电流表示数为零,电压表的示数为电源电压,这可能是由于造成的。

.在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中.(1)在图甲中,请你将电压表正确连入电路,完成电路的连接.(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在端.(填“左”或“右”)(3)若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为V,灯泡的电阻R L= Ω.(4)小明同学在做实验时,电路连接无误.闭合开关后,发现电流表的指针明显偏转,而电压表的示数为零.该故障的原因可能是.(5)这个电路除了可以测小灯泡的电阻外,还可以用来测量小灯泡的功率.由图乙两表示数可求出小灯泡的功率P= W.31.图中的甲图是小明同学在“测量小灯泡电阻”的实验中所连接的实物图灯泡的额定电压是2. 5V,电阻约9Ω。

伏安法测电阻专题

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伏安法测电阻专题姓名1.小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:(1)请你按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中小明未连接好的电路连接完整(电压表选择小量程).(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于端(填“A”或“B”).(3)如果闭合开关,移动滑动变阻器滑片P时,发现电压表始终无示数,而电流表有示数,其原因可能是下列哪一个().A.滑动变阻器断路B.R断路C.R短路(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电流表的示数如图丁所示时,则通过定值电阻的电流大小为A,该定值电阻的阻值是Ω.(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了.2.在学习“伏安法测电阻”的实验中,老师将同学们分成两组,一组测量定值电阻的阻值;另一组测量小灯泡的电阻:(1)小红小组测量的是定值电阻的阻值,他们连接的部分电路如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整.要求:导线不能交叉,且滑片P向右移动时,电流表示数变大.(2)小红小组在某次测量时,电流表和电压表示数如图乙所示,则此时测得的待测电阻的阻值为Ω.(3)小聪小组测量的是小灯泡的电阻值,她们测得的数据如下表格,并绘出U﹣I图象如图丙的A所示.然后小红小组根据表格中的数据求出了小灯泡电阻的平均值,她们的这种做法合理吗?为什么?,.(4)小明小组同学用与小聪小明相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出U﹣I图象如图图丙的B所示,你认为错误的原因可能是______.3.某同学想利用甲图所示电路测电阻RX的阻值.(1)连接好电路,闭合开关后,该同学发现电流表示数较大,电压表示数为0,该电路的故障可能是()A、电压表的量程选大了B、电阻RX发生了短路C、电阻RX发生了断路D、把滑动变阻器上端两接线柱连入电路(2)电路连接正确后,闭合开关,将滑片P向右移动时,电压表示数(选填“变大”“变小”或“不变”).(3)实验过程中,某次电流表和电压表的示数如图乙所示,此时测得的电阻Rx=Ω.(4)此实验要多次测量电阻,最后求电阻的平均值,其目的是.4.在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明用如图甲所示的器材进行实验,电源电压保持不变.(1)如图甲所示,在图中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小.(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误是和.(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流.两次测得的电阻值分别为R1=5.1Ω,R2=5.3Ω.第三次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,则R0=Ω,实验测得值应为Rx=Ω.(4)若将图甲中的电阻换为小灯泡,当滑动变阻器接入电路的电阻变小时,电压表与电流表示数的比值将(选填“变大”、“变小”或“不变”).4.用图1的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,选用的电源电压为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5V,图2是未连接完整的实验电路.(1)按照电路图将图2中的实物电路元件连接补充完整,要求当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数减小,在连接电路时,导线不能交叉.(2)在连接电路过程中,开关要,并将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,其目的是.(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片p,当电压表的示数如图3所示时,其读数为V;若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片P应向(选填“A”或“B”)端移动.(4)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图4所示,在该图象中发现电流不与电压成正比,这是因为.(5)小宇最后测出了小灯泡正常发光时的电阻是Ω5.测量的数据绘出U﹣I图象如图图丙的B所示,你认为错误的原因可能是______.在做“测量小灯泡的电阻”的实验时,小明选用了电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和其它合适的器材,并连接了部分实验电路,如图所示:(1)为了完成实验,请你帮他用笔画线代替导线将电路连接完整(要求导线不能交叉,滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小)(2)电路连接好后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到(选填“A 端”或“B端”);(3)当闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,灯丝突然烧断,此时电压表的示数(选填“变大”、“变小”或“不变”).(4)换相同规格的灯泡,重新实验并记录数据如下表:根据实验数据,小明确定平均电阻就是小灯泡的电阻,你认为这种做法合理吗?(选填合理不合理“),你的理由是(5)小明________(填“能”或“不能”)用本次实验的器材探究电流与电压的关系。

伏安法测电阻专题

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伏安法测电阻专题:用多种方法测出未知电阻R X的阻值一、伏安法测电阻伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验,本实验能够利用电压表和电流表分别测出未知电阻Rx的电压、电流,再用欧姆定律的变形公式求出Rx的阻值。

这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。

1.原理:欧姆定律2.电路图:(见图1)3.器材:小灯泡(或定值电阻)、开关、电池组、导线、、、。

4.注意点:ⅰ、连接电路时,开关应,滑动变阻器应调到处;ⅱ、滑动变阻器的作用:(1),(2);ⅲ、本实验中多次测量的目的是:测小灯泡的电阻:;测定值电阻的电阻:。

5.实验步骤:6.分析与论证:对实验如图1实验数据实行分析发现:灯泡的电阻不是定值,是变化的;实验如图2发现:电阻R是定值,不随电压、电流的变化而变化。

难点突破:灯丝的电阻发生改变的原因:受影响;越高,灯丝电阻越大。

二、特殊方法测电阻(一)所给器材:电流表、定值电阻R、电源(电压未知)、开关、导线若干、未知电阻R X方法1方法2方法3方法4方法5方法6实验步骤:1、闭合S,先测出R的电流I12、拆下电流表,接到另一支路上测出R x的电流I2表达式:实验步骤:1、闭合S,先测出干路的电流I12、拆下电流表,接到支路上,测出R x的电流I2表达式:实验步骤:1、闭合S,先测出干路的电流I12、拆下电流表,接到支路上,测出R的电流I2表达式:实验步骤:1、S断开时,读出电流表示数I12、S闭合时,读出电流表示数I2表达式:实验步骤:1、S断开时,读出电流表示数I12、S闭合时,读出电流表示数I2表达式:实验步骤:1、S断开时,读出电流表示数I12、S闭合时,读出电流表示数I2表达式:方法7方法8方法9所给器材:电流表、最大阻值为R的滑动变阻器、电源(电压未知)、开关、导线若干、未知电阻R X实验步骤:1、S断开时,读出电流表示数I12、S闭合时,读出电流表示数I2表达式:(说明:单刀双掷开关能够用两个单刀单掷开关代替。

专题 伏安法测电阻共44题详解解析版.doc

专题 伏安法测电阻共44题详解解析版.doc

专题伏安法测电阻1.(2019上海中考题)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为3伏且保持不变)、待测电阻R x、电流表、电压表、电健各一个,滑动变阻器有A、B、C三个(分别标有“5Ω 2A”字样、“10Ω 2A”字样、“50Ω 1A”字样),以及导线若干。

小华实验时选取其中一个滑动变阻器,正确连接电路,且使滑动变阻器的滑片在中点附近,闭合电键时各电表示数如图10(a)、(b)所示,并记录第一组数据。

继续移动滑片,当电压表示数在如图(a)的基础上偏转两格后,记录第二组数据,此时小华发现电压表、电流表偏转角度相同。

求:①电压表的量程是伏。

②计算说明实验中电流表的量程。

③根据记录的第二组数据,计算出此时待测电阻R x的阻值。

【答案】①0﹣3V;②0﹣0.6A;③5Ω,5Ω。

【解析】①正确连接电路,即待测电阻与变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与待测电阻并联,因电源电压为3V,故电压表选用小量程0﹣3V;②(a)图中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.4V;(b)图中,若电流表选用大量程,电流为1.4A;若选用小量程,电流为0.28A;根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U R=U-U X=3V﹣1.4V=1.6V,若电流表选用大量程,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑/I大=1.6伏/1.4安≈1.14Ω,变阻器最大电阻为2×1.14Ω=2.28Ω,与题中所给的变阻器的规格差别较大,所以不可能是大量程;若电流表选用小量程,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑/I小=1.6伏/0.28安≈5.71Ω,变阻器最大电阻为2×5.71Ω=11.4Ω,与题中所给的“10Ω 2A”变阻器的相吻合,故电流表选用小量程0﹣0.6A;③电流表示数为0.28A,继续移动滑片,当电压表示数在如图(a)的基础上偏转两格后,电压表示数可能为1.6V或1.2V;若电压表示数为1.4V+2×0.1V=1.6V,即电压表示数变大,根据U=IR,则电路中电流也应变大,电流为:0.28A+2×0.02A=0.32A;由欧姆定律得:R x=U x/I x=1.6伏/0.32安=5Ω;若电压表示数为1.4V﹣2×0.1V=1.2V,即电压表示数变小,根据U=IR,则电路中的电流也应变小,电流为:0.28A﹣2×0.02A=0.24A;由欧姆定律得:R x'=U'x/I'x=1.2伏/0.24安=5Ω。

原创2:专题 伏安法测电阻

原创2:专题  伏安法测电阻

哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中,
正确的是( BC) A.若电流表读数有明显的
M AN
变化,则K应接在M点 B.若电流表读数有明显的
v
K
变化,则K应接在N点
C.若电压表读数有明显的变化,则K应接在M点
D.若电压表读数有明显的变化,则K应接在N点
二、限流和分压电路的选取
-+
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:
V+
· · A+ Rx -+
例4.图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图, 器材规格如下:
(1)待测电阻Rx (约100Ω) (2)直流毫安表(量程10mA,内阻50Ω) (3)直流电压表(量程3V,内阻5kΩ) (4)直流电源(输出电压4V,内阻可不计) (5)滑动变阻器(阻值范围15Ω,允许最大电流1 A) (6)开关一个,导线若干 根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线.
伏安法测电阻
电阻的测量
伏安法
用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I, 利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R。
RU I
一、伏安法测电阻的两种电路
电流表接在电压表两接线柱 外侧,通常叫“外接法”
V
A R
电流表接在电压表两接线柱
V
内侧,通常叫“内接法”
A R
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻
都有误差.
伏安法测电阻的误差分析
电流表外接法
电压表示数 UV UR
电流表示数 IA IR IV IR
< R测
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实验二伏安法测电阻一. 教学内容:伏安法测电阻实验问题综合二. 学习目标:1、掌握伏安法测电阻的实验原理及两种电路的误差来源。

2、熟练利用伏安法测电阻的实验原理对实验电路及器材做出选择。

3、重点掌握伏安法实验习题的类型及其相关的解法。

考点地位:伏安法测电阻是电学实验的重点内容,是历年高考考查的重点和难点,实验所涉及的知识面广,综合性强,难度较大,从出题内容上可以从多角度考查学生的实验分析能力,包括电阻的测量、电表内阻的测量、电路及仪器器材的选择、实验电路的连接、实验原理的迁移等,出题形式主要是以实验题形式出现,三. 重难点解析:1、伏安法测电阻原理分析:UI —(1)测量原理:根据欧姆定律R,得到I ,用电压表测出电阻两端的电压和通过电阻的电流,就可以求出电阻,这种测量电阻的方法叫伏安法。

(2)两种测量电路的比较类别安培表内接法安培表外接法4早圭误差伏特表示数U V U R安培表示数R U vR测I AU A U R1 A 1 RUfR真误差来源于安培表的分压作用伏特表示数U v U R安培表示数1 A 1 R 1 v 1 R_ U v U R ,—■R直I A I R直误差来源于电压表的分流作用两种电路的选择条件U VI A越接U v,R 测R越大,U R越接近R真U R近于i R可见,为了减小误差,该电路适合测大电阻,即R R AR越小,1 R越接近1AUv1A越接近U R1 R可见,为减小误差,该电路适合测小电阻,即R R v小电阻,外接法;2.试触法选择内、 压表的一个接线柱分别接触显,说明电压表内阻对电路影响较大,应采用内接法;如果电压表变化明显,说明电流表内阻 对电路影响较大,应采用外接法。

题型1、伏安法实验原理问题:用伏安法测电阻,当被测电阻的阻值不能估计时,可采用试接的办法,如图所示。

让电压 表一端先后接到b 点和c 点,观察两个电表的示数, 若电流表的示数有显著变化, 则待测电阻的阻值跟 ________ 表的内阻可以比拟。

电压表的两端应接在a 、 ________ 两点;若电压表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟 ___________ 表的内阻可比拟,电压表应接在 a 、 _________两点。

答案:电压电流表和电压表的内接和外接法的选择原则:2•临界值法 已知待测电阻、电压表和电流表内阻的大约值RA时,该值为临界值;内外接法均可;R z 时,R A大电阻,内接法; 外接法:具体方法是,在如图所示的电路中,改变电表的连接方式,拿电 M N 两点,观察电压表和电流表的示数变化,如果电流表变化明当电流b实际应用中要根据具体情况恰当的选择限流接法和分压接法。

两种接法的选用原则(1)负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻,须用分压式电路。

若接成限流式,当改变滑动变阻器的阻值时,电路中电流变化不明显,测得的电压和电流取值范围小。

例1•某电压表的内阻在I 「:」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);电流表丄(量程);电流表爲(量程1^4);电流表―(量程」)滑动变阻器R (最大阻值|::-);电源丄(电动势4V);电键K。

(1)所提供的电流表中,应选用______________ 。

(2)为了尽量减小误差,要求测多组数据。

试画出符合要求的实验电路图。

(97年高考)分析:将电流表、电压表串联,只要读出两表读数,即可用公式 阻。

通过电压表的最大电流值=1.5 x 10^-4= 150^4故电流表应选。

由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻,且要求测多组数据,故变阻器用分压式连接, 如图3所示。

图3(2)要求负载上电压或电流变化范围较大,或者需要从零开始连接可调,须用分压式接 法。

例2.已知某电阻丝的电阻约为「,现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用;A. 量程为」1,内阻是I —的电流表。

B. 量程为3V ,内阻是门的电压表。

C. 阻值是(“=):;,额定电流为2A 的滑动变阻器。

D. 蓄电池(6V )。

E. 开关一个,导线若干。

要求:画出用伏安法测上述电阻丝的电阻的电路图,测量数据要尽量多。

分析:若采用限流式接法,由于电阻丝阻值为10°,在3V 电压(电压表的量程)下工作, 则流过它的最大电流为 0.3^,改变滑动变阻器的阻值(o 〜20G ),电路中电流变化范围约 为 ,电流取值范围比较小,故采用分压式接法比较好。

电路图如图4所示。

图4衣求得电压表的内20 xW 3 A(3)若电源的电动势较大,负载电阻及滑动变阻器的总阻值不大,如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小,若采用限流接法,无论怎样调节,电路中实际电流(或电压)都会超过电表量程或元件允许的最大电流(或电压)为了保护电表或其它元件,必须采用分压接法。

例3.用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测电阻& (约10QQ);直流电流表(量程1■- ' ■■■-,内阻工二);直流电压表(量程i: - ::z,内阻;:--);直流电源(输出电压3V,内阻不计);滑动变阻器(阻值范围I'- - ',允许最大电流1A);电键一个,导线若干条。

根据器材的规格和实验要求画出实验电路图。

分析:若滑动变阻器采用限流式连接,则将其全部接入电路时,电路电流为坨+為+夙-3 4100+50 + 5=0 0194Z仍大于直流电流表的最大量程(10mA,故滑动变阻器应用分压式连接。

又因R*二5Cl0°,故采用电流表外接法,实验电路图如图5所示。

图5(4)当负载电阻的阻值丄小于变阻器总电阻R或相差不多时,若两种电路都可以对负载的电流和电压有明显的调节,或两种电路都满足实验要求,且电压、电流变化不要求从零调起,则多采用限流式接法,这样的接法电源负担轻,能耗小。

例4.在一次实验中需要较准确地测量某一个金属丝的电阻,已知金属丝的电阻’;,约为、-;电流表量程3A,内电阻约-;电压表量程3V,内电阻约';电源电动势6V; 滑动变阻器R的总电阻_-一_,额定电流。

试画出测量金属丝电阻的电路图。

分析:电源电动势为」■,流过金属丝的电流约Z = —A = 12 J45可采用限流接法,电路如图6所示。

Ar图6总结:(1)通常情况下(满足安全条件),由于限流电路能耗较小,电路结构简单,因此应优先考虑。

(2)在下列情况下必须采用分压接法。

(1)负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻,须用分压式电路。

若接成限流式,当改变滑动变阻器的阻值时,电路中电流变化不明显,测得的电压和电流取值范围小。

(2)要求负载上电压或电流变化范围较大,或者需要从零开始连接可调,须用分压式接法。

(3)若电源的电动势较大,负载电阻及滑动变阻器的总阻值不大,如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小,若采用限流接法,无论怎样调节,电路中实际电流(或电压)都会超过电表量程或元件允许的最大电流(或电压),为了保护电表或其它元件,必须采用分压接法。

(4)当负载电阻的阻值,小于变阻器总电阻R或相差不多时,若两种电路都可以对负载的电流和电压有明显的调节,或两种电路都满足实验要求,且电压、电流变化不要求从零调起,则多采用限流式接法,这样的接法电源负担轻,能耗小。

三、实验电路及器材的选择原则与方法:(1)实验电路的选择原则:在高中物理阶段常见的电路选择问题有两种。

选择滑动变阻器的限流和分压接法;选择电流表和电压表的内接和外接法。

滑动变阻器的限流和分压接法的选择原则:一般情况下全部选限流接法,除非有特殊要求。

特殊要求如下:①负载两端电压由零开始变化;②用限流接法时,负载能承受的电流小于用限流接法所能达到的最小电流;③所用电流表和电压表的量程小于用限流接法所能达到的最小电流和分到的电压。

(2 )电路器材的选择。

电流表和电压表的选择原则是第一要安全,第二要准确。

准确是指在可用的电流表、电压表测量范围内,尽可能选用量程小一些的电表,因为电流表、电压表在测量时指针偏转角越大,误差越小。

例如电流电压为6V,可供选择的电压表有3V和15V两个电压表。

从安全考虑只能选15V电压表。

如电源电压为4V,可供选择的电压表有6V和9V两个电压表。

则应选6V电压表。

电源的选择原则是第一能用,第二是经济。

例如为保证6V、6W的用电器能正常工作,可供选择的电源有6V、1禾口9V、、的两个电源。

则应选9V的电源。

若两电源都是内阻极小而可忽略不计的电源。

则应选6V的电源。

滑动变阻器的选择原则第一是能用,第二是方便。

所有滑动变阻器的铭牌上都标明该滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流。

因此,滑动变阻器的选择首先看实验时通过滑动变阻器的电流是否在其允许范围之内,然后看滑动变阻器的电阻和电路中其他总电阻是否相当,例如电路总电阻约为300 ,选择滑动变阻器连接限流电路,可供选择的滑动变阻器的最大电阻有20 、200 、20k 、则应选择200,因为20 太小,可调范围小,20k 太大,调节极不方便,滑动触头稍稍一动,电阻变化就是几百上千欧。

连接成分压器电路时原则也是一样。

题型2、实验器材的选择及实验电路的设计问题:如图所示为用伏安法测定一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:(1 )待测电阻R x(约100);(2)直流毫安表(量程0~20mA内阻50 );(3) 直流电压表(量程0~3V,内阻5k );(4) 直流电源(输出电压6V,内阻不计);(5) 滑动变阻器(阻值范围0~15 ,允许最大电流1A);(6) 开关1个,导线若干。

根据器材规格及实验要求,在本题的实物图上连线。

解析:①先确定采用电流表内接电路还是外接电路。

2②再确定变阻器是采用限流还是分压。

若采用限流式,则滑动变阻器阻值达到最大时,电路中电流达到最小,6A 3.6 10 2A 36mA100 15 50,已超过电流表量程,故必须采用滑动变阻器分压式电路。

实验电路如图所示。

实物连线如图所示。

变式:欲用伏安法测定一段阻值为 5左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确, 备有以下器材:A. 电池组(3V 、1)B. 电流表(0 〜3A >0.0125 )C. 电流表(0〜0.6A>0.125 )D. 电压表(0〜3V 、3k )E. 电压表(0〜15V 、15k )F. 滑动变阻器(0~20、、A )G. 滑动变阻器(0~200、0.3A )H.开关、导线(1 )上述器材中应选用的是 _______________ 。

(2 )实验电路应采用电流表 __________ 接法(填“内”或“外”)。

(3)画出实验电路图。

R x 100 nA ~50R V 5又R x电流表应外,不满足内接的要求。

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