四大电学实验学生Word格式文档下载.docx
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学
过
程
考点透析
典型实验
变式训练
课后作业
课后作业
两道高考电学实验题
教学反思
家长建议
家长签名:
知识要点梳理
知识点一——电表的改装
▲知识梳理
1.电流表(表头)
小量程的电流表G是我们常说的“表头”,电流表G的主要参数有三个:
①电流表G的电阻
,通常叫做电流表的内阻;
②指针偏转到最大刻度时的电流
,叫做电流表G的满偏电流,也叫电流表G的量程;
③电流表G通过满偏电流时加在它两端的电压
叫做满偏电压,也叫电压量程。
由欧姆定律
可知,电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小。
2.电压表的改装
电流表G的电压量程
,当改装成量程为U的电压表时,应串联一个电阻R,因为串联电阻有分压作用,因此叫做分压电阻,如图所示。
电压扩大量程的倍数
由串联电路的特点得
解得
即电压扩大量程的倍数为n时,需要串联的分压电阻
电压表的总电阻
。
典型例题透析
题型一——电表的改装
(1)改装电表,首先要了解电流表表头的三个基本参量:
,改装时必须至少知道其中两个参量。
(2)注意改装后表头的满偏电流
仍保持不变。
(3)注意实验基本原理、基本方法的灵活运用和迁移,提高对实验数据的处理能力。
【例1】将一个电阻为60Ω,满偏电流为500
的电流表表头改成如图所示的两个量程的电压表,量程分别为3V和15V,试求
和
的阻值。
思路点拨:
本题考查电表的改装问题。
3V电压档的分压电阻为
,而15V电压档的分压电阻为
,可以先求出
的值,再求
的值。
3.电流表的改装
电流表G的量程为
,当改装成量程为I的电流表时,应并联一个电阻R,因为并联电阻R可以起到分流作用,因此叫做分流电阻,已知电流表G满偏电流为
,扩大量程的电流表满偏电流为I,如图所示。
扩大量程的倍数
由并联电路的特点得
所以
即电流扩大量程的倍数为n时,需并联的分流电压为
电流表的总电阻
举一反三
【变式】有一只电流表的满偏电流
=100
,内阻
,现在要把它改装成一量程为
=3V的电压表。
画出改装电路原理图,并计算出所用电阻的阻值。
4.电表的校对
按如图所示的电路对改装成的电表进行校对。
校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。
知识点二——电阻的测量:
伏安法
1.原理
部分电路欧姆定律
2.两种接法
如图甲所示,电流表接在电压表两接线柱外侧,通常称“外接法”;
如图乙所示,电流表接在电压表两接线柱内侧,通常称“内接法”。
3.误差分析
采用图甲的接法时,由于电压表分流,电流表测出的电流值要比通过电阻R的电流大,因而求出的阻值等于待测电阻和电压表内阻的并联值,所以测量值比真实值小。
电压表内阻比待测电阻大得越多,测量误差越小,因此测量小电阻时应采取这种接法。
采用图乙的接法时,由于电流表的分压,电压表测出的电压值要比电阻R两端的电压大,因而求出的是待测电阻与电流表内阻的串联值。
所以测量的电阻值比真实值大,待测电阻越大,相对误差越小,因此测量大电阻时应采取这种接法。
4.伏安法的选择
为减小伏安法测电阻的系统误差,应对电流表外接法和内接法作出选择,其方法是:
(1)阻值比较法:
将待测电阻的阻值与电压表、电流表内阻进行比较,若
,宜采用电流表外接法;
若
,宜采用电流表内接法。
(2)临界值法:
令
,当
时,内接法;
时,外接法。
(3)实验试探法:
按如图接好电路,让电压表的一根接线P先后与B、C处接触一下,如果电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;
如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法。
▲疑难导析
半偏法测电流表内阻
(1)找出电流表的三个参数
、
,
可直接从表头上读出,
可采用半偏法测出,
(2)半偏法测电流表内阻:
①测量原理:
电路如图所示:
第一步,闭合
,调节
使G指针满偏;
第二步,再闭合
,使G指针半偏,读出
的值,则
实验中,要注意满足G能满偏的前提下使
②误差分析
设电源电动势为E,内阻忽略,在
闭合
断开,G满偏时有
①
当
也闭合,G半偏时有
②
由①②可得
故
,测量值
比
偏小,要减小误差,应使
(3)熟悉把改装的电表跟标准电压表核对的电路及方法。
二、电学实验仪器的选择
电学实验仪器的选择应注意以下几个方面:
1.原则
(1)安全性原则:
①不超过量程,②在允许通过的最大电流以内;
③电表、电源不接反;
(2)方便性原则:
①便于调节;
②便于读数;
(3)经济性原则:
以损耗能量最小为原则。
2.滑动变阻器两种接法的选择方法
(1)两种接法比较
限流式
分压式
电路组成
变阻器接入
电路特点
连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱(图中变阻器Pa部分被短路不起作用)
连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈的两端接线柱(图中变阻器Pa、Pb都起作用),即从变阻器分出一部分电压加到待测电阻上
调压范围
(不计电源内阻)
(2)限流电路、分压电路的选择原则:
限流式适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。
分压式适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。
因为
越小,限流式中滑动变阻器分得电压越大,调节范围越大,
越大,分压式中
几乎不影响电压的分配,滑片移动时,电压变化接近线性关系,便于调节。
限流式好处是电路简单、耗能低。
通常变阻器以限流接法为主,但在下列三种情况下,必须选择分压连接方式:
①若采用限流式不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必须选用分压式。
②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应改用分压电路。
③若实验中要求电压从零开始连接可调,则必须采用分压式电路。
题型二——电流表、电压表对电路的影响
(1)如果电流表、电压表是理想的,理想电流表内阻是零,理想电压表内阻可看作无穷大,当把电表接入电路中,它们的作用是显示电流、电压的仪器。
(2)在有些电路中,电表的内阻对电路的影响很大,不能忽略,这时电表在电路中的作用是能显示电流、电压的电阻。
【例2】如图所示,已知
=3kΩ,
=6kΩ,电压表的内阻为9kΩ,当电压表接在
两端时,读数为2V,而当电压表接在
两端时,读数为3.6V,试求电路两端(AB间)的电压和电阻R的阻值。
题型三——测量电流表或电压表内阻
测量电流表或电压表内阻的测量原理仍然是伏安法,只不过要注意这时电表在电路中的作用是能显示电流、电压的电阻。
【例3】
(1)用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02mm)测定某圆柱的直径时,卡尺上的示数如图。
可读出圆柱的直径为mm。
(2)利用图1所示的电路测量电流表mA的内阻
图中
为定值电阻,
为电键,B是电源(内阻可忽略)。
①根据图1所给出的电路原理图,在图2的实物图上连线。
②已知
=140Ω,
=60Ω。
当电键
闭合、
断开时,电流表读数为6.4mA;
当
均闭合时,电流表读数为8.5mA。
由此可以求出
=Ω。
(保留2位有效数字)
本题第
(2)问是由闭合电路的知识确定未知电阻
,原理类似于“测电源的电动势和内电阻”。
题型四——描绘小电珠的伏安特性曲线
【例4】描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图,所用小电珠的额定电压是3.8V。
⑴关于该实验的系统误差,下列说法中正确的是()
A.系统误差主要是由电压表的分流引起的B.系统误差主要是由电流表的分压引起的
C.系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的D.系统误差主要是由读数时的估读引起的
⑵根据某次实验记录的数据在坐标系中描点如右图。
试在坐标系中画出该小电珠的伏安曲线,并从图象中求出该小电珠的额定功率。
⑶该小电珠在1V电压下不发光。
当时灯丝的实际电阻是多大?
该小电珠在2V电压下开始发出微弱的黄光。
当时灯丝的实际电阻又是多大?
小电珠在不同电压下的实际电阻为什么不相同?
⑷试将实物图连接成实验电路。
一.根据试题要求填空或作图。
(1)图1为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为20~30
的定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
①调节可调部件,使电表指针停在位置;
②调节可调部件K,使它的尖端指向位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件,使电表指针指向位置。
(2)在用多用表测量另一电阻的阻值时,电表的读数如图2所示,该电阻的阻值为
(3)现用伏安法测量
(1)问中的那个定值电阻Rx的阻值(约为20~30
)。
所供器材如下:
电压表V(量程0~15V,内阻20
),电流表A1(量程0~50mA,内阻20
)
电流表A2(量程0~30mA,内阻4
),滑动变阻器R(最大阻值为50
,额定电流为1A)
直流电源E(电动势约9V,内阻约0.5
),电键K连线用的导线若干根。
在以上器材中选出适当的器材,画出电路图,要求在图上标出所选器材的符号。
(4)该电阻是由电阻丝绕成的,为了求得该电阻线材料的电阻率,需用螺旋测微器测量电阻丝的直径,结果如图3,其读数为。
二.传感器可将非电学量转化为电学量,起自动控制作用。
如计算机鼠标中有位移传感器,电熨斗、电饭煲中有温度传感器,电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器等用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。
下列属于这类传感器的是()
A.红外报警装置
B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
.
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