电压表电流表实验.docx

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电压表电流表实验

实验一电压表和电流表

教学目标：

1．了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压

2．理解电流表改装原理和电压表改装原理

教学重点：

理解电流表改装原理和电压表改装原理

教学难点：

电流表改装原理和电压表改装原理及量程的意义

教学仪器：

电流表、刻度盘、计算机辅助教学

教学过程：

　一、引入

作为串联电阻进行分压和并联电阻进行分流的实例，我们来研究它们在电压表和电流表的应用

　二、新课教学

1．电流表（表头）G

（1）组成：

永磁铁、线圈

（2）原理：

θ∝I、I∝U、U∝θ

当线圈中通过电流时，线圈带动指针转动一起偏转，由指针指示的电流值可读出通过电流表的电流值或电流有两端的电压值

（3）参数：

a．内阻Rg

b．指针偏转到最大刻度时的电流Ig

c．满偏电压UgUg=IgRg

2．把电流表G改装成电压表：

（1）电压表的结构

（2）串联电阻的值：

R=

（3）电压表的内阻：

RV=

（4）特点：

a．内阻很大

b．量程越大，内阻越大；理想表

∞

c．并联测量

3．把电流表G改装成安培表：

（1）电流表的结构

（2）并联的电阻

（3）电流表的内阻RA=

（4）特点：

a．内阻较小

b．量程越大，内阻越小；理想表

0

c．串联测量

　三、例题分析

　　例1．有一电流表G，内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA、把它改装成量程为3V的电　压表，要串联一个多大的电阻R？

例2．有一电流表G，内阻Rg=25Ω，满偏电流Ig=3mA、把它改装成量程为0.6A的电流表，要并联一个多大的电阻R？

例3．如图所示，一个有3V和30V两种量程的电压表，表头内阻为15Ω，满偏电流Ig=1mA，求R1、R2的阻值各为多少？

例4．有一电流表G，满偏电流Ig=500μA，若使其并联一个1000Ω的电阻，则成为一个量程为1mA的毫安表，若将这个毫安表改装为量程为10V的电压表，应怎么办？

例5．电压表是由灵敏电流计G和一个分压电阻R串联制成的，如图所示，一电压表使用中发现它的示数总比准确值略大些，下列措施中能起到调准作用的是[]

A．在R上串联一个比R小得多的电阻

B．在R上串联一个跟R相当的电阻

C．在R上并联一个跟R相当的电阻

D．在R上并联一个比R大得多的电阻

实验1：

电阻的测量

教学目标：

1．理解伏安法测电阻的原理。

知道伏安法测电阻的两种接法

2．了解欧姆表原理，学会使用欧姆表

教学重点：

理解伏安法测电阻的两种接法，知道什么情况用内接法，什么情况用外接法

教学难点：

测量误差的分析、欧姆表原理

教学仪器：

电流表、刻度盘、计算机辅助教学

教学过程：

　一、引入

实际工作中经常需要测量电阻，这节课介绍两种测量方法

　二、新课教学

　　1．伏安法测电阻：

（1）原理：

电阻的定义

（2）电路：

　　　a．外接法：

　　　误差来源：

伏特表的分流

　　测量结果：

R真＞R测

　　测量条件：

R《RV

　　　b．内接法：

　　　误差来源：

电流表的分压

　　测量结果：

R真＜R测

　　测量条件：

R》RA

　　2．欧姆表测电阻：

（1）原理图：

　G是电流表，内阻为Rg，满偏电流为Ig

　电池的电动势为E，内阻为r

　电阻R为可变电阻，也叫调零电阻

（2）欧姆表原理：

I=E/（r+Rg+R+Rx）I与Rx一一对应

　　（3）特点：

　　a．RX=0-------调零Ig=

指针偏转最大

　　b．红、黑表笔不接触I=0指针不偏转刻度值为∞

　　c．测电阻RX时I=

由于I和RX之间不成正比，所以欧姆表刻度是不均匀的

　　d．测量时被测电阻要从原电路断开

（4）欧姆表的使用

a．测量前：

机械调零

b．测量时：

选档、欧姆表调零、读数、换档时重新调零

c．测量后：

扳离欧姆档

三、例题分析

　　　例1．如果电流表的内阻RA=0.03Ω，电压表的内阻RV=2.0kΩ，要测量的电阻R的　　　　阻值大约为1.5kΩ，应采用哪种接法误差较小？

如果要测量阻值大约为2Ω的电阻，应采用哪种接法误差较小？

例2．用一只内阻Rg=200Ω，满偏电流Ig=2mA的电流表作表头，选用电动势E=1.5V的干电池（有内阻）作电源，以及其它器材组成欧姆表

（1）如图电流表的表面，试计算与电流表处相应的电阻刻度值

（2）若电流表指针最大偏角为105○，改装成欧姆表后接入R0=3kΩ电阻时，指针偏角为多少度？

（3）改装后的欧姆表正常使用时，指针偏角为70○时，被测电阻值为多大？

例3．已知电压表的内阻RV=2000Ω，电流表的内阻RA=4Ω，实验时误接成如图1所示的电路，此时电压表示数为2V，电流表示数为1.5A求：

（1）待测电阻的值

（2）若接成图2所示电路，两表的读数各为多少？

例4．如图所示，用伏安法测电阻Rｘ，电路电压恒定；当K接a时，电压表示数为10Ｖ，电流表示数为0.2A；当K接b时，电压表示数为12Ｖ，电流表示数为0.15Ａ，那么当K接时，测Rｘ较为准确，此时Rｘ的测量值为Ω.

§实验三描绘小灯泡的伏安特性曲线

学生分组实验

教学目标：

1．理解本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线的方法

2．掌握实验中采用的电路及要测量的数据

3．能掌握曲线的描绘方法及发现非线性的特性，并分析其主要原因

教学重点：

实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线的方法

教学难点：

电路的选择、曲线的描绘及非线性的特性的原因分析

教学过程：

一、引入

在纯电阻电路中，通过导体的电流与导体两端的电压有何关系？

如何用图象表示？

二、新课教学

1．实验目的

描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律

2．理论基础

3．实验思想和方法

（1）研究对象：

小灯泡

（2）用电流表和电压表测出通过它的电流和它两端的电压（12组）

（3）在坐标轴上描点描绘出小灯泡的伏安特性曲线

4．实验器材

小灯泡、电压表、电流表、电源、变阻器、导线、电健等

5．实验的装置和操作

（1）判断选择分压、限流电路（电压从0开始连续可调）

（2）判断选择内、外接法（电阻较小，用外接法）

（3）连接电路注意电表的量程、电源的电压

（4）操作的顺序（K的状态、变阻器滑片的位置）

（5）表的读数

6．记录表格

次数n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

电压U

电流I

7．误差分析：

为什么选择外接法？

有何影响？

8．问题：

（1）分析小灯泡电阻怎样变化？

曲线为何不为直线？

（2）为什么采用分压电路？

三、作业：

完成实验报告

§实验四测定金属的电阻率

学生分组实验

教学目标：

1．理解本实验中测定金属的电阻率的方法

2．掌握实验中螺旋测微器的使用及采用的电路并能正确地进行误差分析

3．明确实验中要测量的数据并对实验数据进行计算得到结果

教学重点：

实验中测定金属的电阻率的方法、螺旋测微器的使用

教学难点：

分压、限流电路的选择；内、外接法的选择；仪表的选择和读数、误差的分析

教学过程：

一、引入：

电阻率表示了什么？

如何测定金属的电阻率？

二、新课教学

1．实验目的：

学会螺旋测微器的使用，学会测定金属的电阻率的方法

2．理论基础：

3．实验思想和方法

（1）研究对象：

一段金属丝

（2）用伏安法测出电阻R：

R=U/I

（3）测出接入电路的长度L

（4）测出它的直径d：

计算出它的横截面积S

（5）计算：

把U、I、L、S代入公式

得到测量值

4．实验器材

待测金属丝、螺旋测微器、米尺、电压表、电流表、电源、变阻器、导线、电健等

5．实验的装置和操作

（1）螺旋测微器的使用：

结构、原理、使用、读数

（2）判断选择分压、限流电路（采用限流电路）

（3）判断选择内、外接法（电阻5Ω～10Ω，用外接法）

（4）连接电路注意电表的量程、电源的电压（3V左、右；电压不宜过大）

（5）操作的顺序（K的状态、变阻器滑片的位置）

（6）测量接入电路的长度（0.5m左右）

6．记录表格

实验次数

直径d（m）

长度L（m）

电压U（V）

电流I（A）

电阻率ρ

1

2

3

平均值

--------

----------

7．误差分析：

U、I、d、L引起的误差情况

（1）代入公式法

（2）等效电路法

三、作业：

完成实验报告.

实验五：

测定金属的电阻率

学生分组实验

【实验目的】

学会用螺旋测微器的使用和读数，学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率.

【实验原理】

用毫米刻度尺测一段金属导线的长度

，用螺旋测微器测量导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定律

，金属的电阻率

.

【实验器材】

被测金属导线；米尺；螺旋测微器；电流表；电压表；直流电源；电键；滑动变阻器；导线若干.

【实验步骤】

1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.

2.按电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片使其接入电路中的阻值最大.

3.用毫米刻度尺测量接入电路中和被测金属导线的有效长度，反复测量三次，求出其平均值

.

4.电路经检测查确认无误后，闭合电键,改变变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格.断开电键，求出导线电阻R的平均值.

5.将测得的R、

、d的，代入公式

中，计算金属导线的电阻率.

6.拆除电路，整理实验器材.

【实验数据记录及数据处理】

1

2

3

平均值

直径d（m）

长度

（m）

电流I（A）

电压U（V）

电阻R（Ω）

电阻率（Ω·m）

【注意事项】

1.测金属直径时，应用螺旋测微器在导线的三个不同的位置上各测量一次，求出其平均值.

2.导线的长度是指接入电路的导线的有效长度（而不是金属丝的总长度），并且测量三次，求出其平均值.

3.用伏安法测电阻时，应测出几组电流、电压值，求出电阻的平均值.

4.测电阻时电流不宜过大，通电时间不宜太长，以免电阻丝因发热升温导致电阻率增大，影响测量的准确性.

注意本实验误差的来源：

①直径的测量，②长度的测量，③测量电路中电流表及电压表的内阻对电阻测量的影响，通电电流大小，时间长短，致使电阻丝发热，电阻率随之变化

由于本实验采用电流表外接法，所以R测

，所以ρ测<ρ真

学号_________姓名____________

【实验练习】

（）1．做“测定金属的电阻率”实验时，除待测的金属丝、电流表、电压表、滑动变阻器、电键、和足够的导线外，还需要下列哪些实验器材

A．螺旋测微器B．游标卡尺

C．米尺寸D．直流电源

（）2．要达到“测定金属的电阻率”的目的，必须测出的物理量有

A．金属丝的长度B．金属丝的直径

C．金属丝两端的电压D．金属丝中的电流

（）3．在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是

A．用米尺反复测量三次导线的总长，求出其平均值，然后将导线接入电路.

B．估计待测金属导线的电阻的大小，选择合适的仪器和实验电路.

C．实验时电流的大小，通电时间的长短，不会影响测量的准确性.

D．用伏安法测电阻时，为了减小实验误差，应改变滑动变阻器连入电路的电阻值，测出多组电流、电压值，计算出多个电阻值，求出其平均值.

4.读出下列螺旋测微器的读数：

⑴读数为________mm.⑵读数为__________m.

5.右图为电压表示意图，指针位置如图所示.

⑴若使用的是0-3V量程，读数为________V.

⑵若使用的是0-15V量程，读数为________V.

6．伏安法测定一段电阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：

A．电池组（6V，内阻1Ω）；

B．电流表（0

3A，内阻0.1Ω）；

C．电流表（0

0.6A，内阻0.5Ω）；

D．电压表（0

3V，内阻3kΩ）；

E．电压表（0

15V，内阻15kΩ）；

F．滑动变阻器（0

20Ω，额定电流1A）；

G．滑动变阻器（0

2000Ω，额定电流0.1A）；H．电键、导线.

1）上述器材中应选用的是

（填写各器材的字母代号）

2）实验电路应采用电流表接法（填“内”或“外”）.

7、请按如右所示的实物图连成实验电路图。

8.某同学要测定一根金属丝的电阻率，可供选择的器材有：

A．金属丝（约为5Ω）

B．电源E=3V

C．电压表（0～3V）

D．电压表（0～15V）

E．电流表（0～0.6A）

F．电流表（0～3A）

G．变阻器R（0～20Ω）

1）实验中电流表应选；电压表应选

§实验六：

把电流表改装成电压表

王笑卿

学生分组实验

教学目标：

1．理解本实验中把电流表改装成电压表的方法

2．掌握实验中测量电流表内阻采用的电路原理并能正确地进行误差分析

3．掌握实验中对改装成的电压表进行核对的方法

教学重点：

应用欧姆定律、电路的分析、电路连接的技能

教学难点：

应用欧姆定律、电路的分析

教学过程

一、引入：

串联分压有广泛的应用，这节课研究利用它把电流表改装成电压表

二、新课教学

1．实验目的：

掌握用半偏法测量电流表内阻的原理及其方法

掌握把电流表改装成电压表及进行核对的方法

2．理论基础

（1）电压表的结构

（2）串联电阻的值：

R=

3．实验思想和方法

（1）测量电流表内阻

R：

电位器

：

电阻箱

测量条件：

R远大于rg

（2）计算串联电阻值

（3）对改装成的电压表进行核对

4．实验器材：

电流表、标准电压表、电源、电位器、电阻箱、电健、导线等

5．实验的装置和操作

（1）连接电路注意电表的量程、电健的位置、操作的顺序（K的状态、变阻器滑片的位置）

（2）对改装成的电压表进行核对选择分压电路（电压要连续可调）

6．记录表格：

rg=Ω，串联电阻的值：

R=Ω

标准电压表的值

0.5

1.0

1.5

2.0

改装的电压表的值

百分误差

7．主要问题：

分析误差

三、作业：

完成实验报告.

§实验七：

测定电源的电动势和内阻

王笑卿

学生分组实验

教学目标：

1．理解本实验中测定电源的电动势和内阻的方法

2．掌握实验中采用的电路并能正确地进行误差分析

3．明确实验中要测量的数据并对实验数据进行计算或作图得到结果

教学重点：

应用闭合电路欧姆定律、用图象法处理数据、测量电压和电流的技能

教学难点：

应用闭合电路欧姆定律、用图象法处理数据

教学过程

一、引入：

电源有电动势和内阻，使用电源时必须考虑它们，如何测量？

二、新课教学

1．实验目的：

掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的原理及其方法

利用图像法求出电源的电动势和内电阻

2．理论基础

E=U1+I1r

E=U2+I2r

3．实验思想和方法

（1）研究对象：

待测干电池

（2）接入电路：

测出路端电压和总电流

（3）改变变阻器的阻值：

测量多组路端电压和总电流

（4）每两组U、I联立解出ε、r

（5）作出U～I图：

根据图像求出ε、r

4．实验器材：

待测电池、电压表、电流表、电源、变阻器、电健、导线等

5．实验的装置和操作

（1）采用的电路：

限流（电阻由大到小，不要接近短路）

（2）连接电路使电压表测路端电压、电流表测总电流

（3）连接电路注意电表的量程、电健的位置、操作的顺序（K的状态、变阻器滑片的位置）

（4）测量每组的数据

6．记录表格

次数

1

4

2

5

3

6

电压（V）

电流（A）

电动势E

内阻r

7．主要问题

（1）等效电路法分析误差

（2）图象中坐标原点的取值

（3）另外的测量方法

三、作业：

完成实验报。

实验：

用电压表和电流表测电阻

（一）教学目的

　　1．会用伏安法测电阻。

　　2．培养学生严肃认真、实事求是做好实验的科学态度。

（二）实验器材：

　　每组配备干电池三节，电压表、电流表、滑动变阻器、开关各1件，待测电阻一只（5欧或10欧，其电阻值用不透明白胶布粘封，并标以Rx字样。

要求学生暂不揭开。

），导线若干条。

（三）教学过程

　　1．引入新课

　　问：

请叙述欧姆定律的内容，计算公式及公式中各物理量的单位。

（学生回答略）

　　问：

伏安法测电阻的原理和方法是什么？

（学生回答略）

　　引出本节。

板书：

〈第三节实验：

用电压表和电流表测电阻〉

　　2．进行新课

（1）问：

本实验的目的是什么？

　　答：

学会用电压表和电流表测电阻。

（2）问：

实验的原理是什么？

　　电阻两端的电压和通过它的电流，就可以根据欧姆定律计算出它的电阻。

　　（3）问：

谁能设计一个用伏安法测定电阻的实验电路？

　　学生板演（参见课本上的图8—1）。

教师讲评。

　　（4）问：

用伏安法测电阻需要哪些实验器材？

　　学生回答，接着检查和认识自己小组的实验器材。

注意认清哪个元件是待测定值电阻Rx。

　　（5）问：

做这个实验需要哪些步骤？

　　学生回答，教师小结：

　　①按电路图连接电路。

连接电路时开关应是断开状态。

滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值位置。

电压表和电流表的正负接线柱要连接正确。

电压表使用0～3伏量程，电流表使用0～0.6安量程。

　　②检查电路连接无误后，闭合开关；调节滑动变阻器的滑片，改变被测电阻两端的电压，观察电压表的示数为l伏、2伏和3伏时电流表的读数；将三组电压和电流的对应值填入自己设计的实验记录表格中。

　　③根据记录的三组实验数据分别算出未知电阻的三个值。

为了减小误差，算出电阻的平均值，作为被测电阻的阻值。

即

　　④实验要求：

积极动手，按要求操作，记录数据、计算结果要实事求是。

实验完毕要整理好仪器。

　　以上内容，边讲边板书，只写提纲、内容留待学生课后作业填写。

　　板书：

　　<1．实验目的：

　　2．实验原理：

　　3．实验电路：

　　4．实验器材：

　　5．实验步骤：

　　6．实验记录：

　　7．测量结果：

Rx=〉

　　（6）学生进行实验，教师巡视指导。

　　3．小结

（1）学生报告测量结果。

揭开定值电阻Rx上的封条，核对自己测试结果的正确性。

　　思考：

你测量的电阻值为什么和定值电阻上标出的数值不完全相同？

　　答：

由于实验电路和仪表造成的误差。

　　要求实验结果与待测电阻值相差较大的学生，下课后留下，教师帮助分析解决问题。

（2）进行实验讲评，表扬实验认真的小组和个人，指出巡视中发现的问题以教育全体及当事人。

（注意：

应以表扬为主。

）

　　（3）检查仪器是否收拾好，按要求摆放。

　　4．布置作业：

完成本节实验报告。

（四）说明：

本节实验要引导学生按实验的目的，完成电路设计、器材选用、实验步骤、设计表格等项要求，以培养学生的实验能力。

　　注：

本教案依据的教材是人教社初中物理第二册。