高三物理-电学实验总复习课件

电学实验总复习用电压表测电压用电压表测电压用电流表测电流用电流表测电流外接法？外接法？内接法？内接法？为减小误差，为减小误差，多测几组数据，多测几组数据，求平均值求平均值滑动滑动变阻器变阻器限流式？限流式？分压式？分压式？A AV VA AV V1.1.原理原理U UR RI I一伏安法测电阻一伏安法测电阻“同一性同一性”2.2.电路电路限流器电路，安培表内接法限流器电路，安培表内接法RXAV限流器电路，安培表外接法限流器电路，安培表外接法RXAV分压器电路，安培表内接法分压器电路，安培表内接法分压器电路，安培表外接法分压器电路，安培表外接法RXAVRXVA1.1.1.1.什么是测量值和真实值？什么是测量值和真实值？什么是测量值和真实值？什么是测量值和真实值？2.2.2.2.测量值比真实值偏大还是偏小？测量值比真实值偏大还是偏小？测量值比真实值偏大还是偏小？测量值比真实值偏大还是偏小？4.4.4.4.误差产生的原因如何？误差产生的原因如何？误差产生的原因如何？误差产生的原因如何？5.5.5.5.如何减少误差？如何减少误差？如何减少误差？如何减少误差？3.3.3.3.测量值本质上测得是什么量？测量值本质上测得是什么量？测量值本质上测得是什么量？测量值本质上测得是什么量？根据测量值如何求真实值？根据测量值如何求真实值？根据测量值如何求真实值？根据测量值如何求真实值？6.6.6.6.什么情况下用外（内）接法？什么情况下用外（内）接法？什么情况下用外（内）接法？什么情况下用外（内）接法？伏安法测电阻伏安法测电阻之之内接外接内接外接3.3.测量电路的选择测量电路的选择内接法内接法内接法内接法RXVARXAV外接法外接法外接法外接法 由于由于电流表分压电流表分压引起的。引起的。误差产生的原因误差产生的原因误差产生的原因误差产生的原因:若若 时，采用电流表内接法时，采用电流表内接法 由于由于电压表分流电压表分流引起的。引起的。误差产生的原因：误差产生的原因：误差产生的原因：误差产生的原因：内接法内接法内接法内接法RXVARXAV外接法外接法外接法外接法若若 时，采用电流表外接法。时，采用电流表外接法。比值法比值法b.b.选择方法：选择方法：内接法与外接法的选择内接法与外接法的选择a.a.条件：已给出条件：已给出R R的估计阻值的估计阻值内接法内接法内接法内接法RXVARXAV外接法外接法外接法外接法结论：结论：结论：结论：与与 哪个比值大哪个比值大哪个比值大哪个比值大R R R Rx x x x就与对应表就与对应表就与对应表就与对应表“近接近接近接近接”R RA AR Rx xR RV VR Rx x若若 时，采用电流表内接法。时，采用电流表内接法。若若 时，采用电流表外接法。时，采用电流表外接法。试触法试触法b.b.选择方法：将电压表分别接选择方法：将电压表分别接a a、b b两点两点结论：两次接触，那个表示数变化明显结论：两次接触，那个表示数变化明显 ,R,Rx x就与就与那个表那个表“近接近接”a.a.条件：未给出条件：未给出R RX X的估计阻值的估计阻值RXVAPab如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足不满足不满足不满足R R R RX X X XRRRRRRRA A A A,应选用内接法应选用内接法应选用内接法应选用内接法P P P P 应接在应接在应接在应接在b b b b 处。处。处。处。例例1.一一个个未未知知电电阻阻Rx无无法法估估计计其其电电阻阻值值，某某同同学学用用伏伏安安法法测测电电阻阻的的两两种种电电路路各各测测量量一一次次，如如图图所所示示，按按甲甲图图测测得得数数据据是是3.0V、3.0mA,按按乙乙图图测测得得数数据据是是2.9V、4.0mA,由由此此可可知知按按图图所所示示的的电电路路测测量量的的误误差差较较小小，Rx的的真真实实值值更更接近于接近于。甲甲1000思考思考1：Rx的真实值大于还是小于的真实值大于还是小于1000？小于小于思思考考2：若若已已知知电电流流表表内内阻阻为为0.1,那那么么Rx的的真真实实值值是是多多大？大？999.9甲甲甲甲RXVARXAV乙乙乙乙1.1.1.1.在限流器电路和分压器电路中待测电阻的电压的变在限流器电路和分压器电路中待测电阻的电压的变在限流器电路和分压器电路中待测电阻的电压的变在限流器电路和分压器电路中待测电阻的电压的变化范围如何？化范围如何？化范围如何？化范围如何？2.2.2.2.在限流器电路和分压器电路中，滑动变阻器的阻值在限流器电路和分压器电路中，滑动变阻器的阻值在限流器电路和分压器电路中，滑动变阻器的阻值在限流器电路和分压器电路中，滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便？4.4.4.4.什么情况下滑动变阻器采用限流器电路？什么情况什么情况下滑动变阻器采用限流器电路？什么情况什么情况下滑动变阻器采用限流器电路？什么情况什么情况下滑动变阻器采用限流器电路？什么情况下采用分压器电路？下采用分压器电路？下采用分压器电路？下采用分压器电路？3.3.3.3.在限流器电路和分压器电路中，在合上开关以前，在限流器电路和分压器电路中，在合上开关以前，在限流器电路和分压器电路中，在合上开关以前，在限流器电路和分压器电路中，在合上开关以前，滑动变阻器的触头应处于什么位置？滑动变阻器的触头应处于什么位置？滑动变阻器的触头应处于什么位置？滑动变阻器的触头应处于什么位置？伏安法测电阻伏安法测电阻之之限流分压限流分压R RX X分压器电路分压器电路R RX X限流器电路限流器电路负载负载R RX X的电压调节范围的电压调节范围可见滑动变阻器的总阻值可见滑动变阻器的总阻值可见滑动变阻器的总阻值可见滑动变阻器的总阻值R R越大，越大，越大，越大，电阻电阻电阻电阻R RX X两端电压的变化范围越大。变两端电压的变化范围越大。变两端电压的变化范围越大。变两端电压的变化范围越大。变阻器总阻值阻器总阻值阻器总阻值阻器总阻值RR是是是是R Rx x 的的的的2-52-5倍时，限流倍时，限流倍时，限流倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，这接法对电流、电压控制作用显著，这接法对电流、电压控制作用显著，这接法对电流、电压控制作用显著，这样既便于调节样既便于调节样既便于调节样既便于调节,用电器两端电压变化范用电器两端电压变化范用电器两端电压变化范用电器两端电压变化范围又比较大围又比较大围又比较大围又比较大.(1)(1)限流电路限流电路在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大R RX XPabERr=0如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时应从节省电能（）和电路简单考虑，选用限应从节省电能（）和电路简单考虑，选用限应从节省电能（）和电路简单考虑，选用限应从节省电能（）和电路简单考虑，选用限流电路。流电路。流电路。流电路。(2)(2)分压电路分压电路R RX XPabERr=0负载负载R RX X的电压调节范围的电压调节范围0-E0-E在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置置于a端以使负载上的电压和电流最小（均为零）滑动变阻器的总阻值滑动变阻器的总阻值滑动变阻器的总阻值滑动变阻器的总阻值R R越小，越越小，越越小，越越小，越便于调节用电器两端电压便于调节用电器两端电压便于调节用电器两端电压便于调节用电器两端电压 一般选一般选一般选一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器用滑动变阻器的全电阻小于用电器用滑动变阻器的全电阻小于用电器用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻的电阻的电阻的电阻,在在在在0.10.10.50.5倍之间为好。倍之间为好。倍之间为好。倍之间为好。要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时，压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时，压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时，压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电流表的量程，应选分压电路流表的量程，应选分压电路流表的量程，应选分压电路流表的量程，应选分压电路A2A1A2A1Rx 伏安法测电阻伏安法测电阻之之发散思维发散思维2 2“安安法安安法安安法安安法”电流表的创新使用测电压条件：已知电流表A A2的内阻,将A2看成一个电压表使用1 1“伏安法伏安法伏安法伏安法”测电压表的电阻测电压表的电阻测电压表的电阻测电压表的电阻VA电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻没有系统误差没有系统误差此电路能否测量出电流表的内阻？根据并联分流进行测量没有系统误差V1v2RxV2v13 3“伏伏法伏伏法伏伏法伏伏法”电压表的创新使用测电流条件：已知电压表V V2的内阻,将V2看成一个电流表使用没有系统误差存在系统误差RxV2v1R0V2v1能否消除？根据串联分压进行测量没有系统误差没有系统误差4.4.仪器的选择仪器的选择 安全性原则安全性原则要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。程。程。程。精确性原则精确性原则尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的必使指针有较大偏转（一般取满偏度的必使指针有较大偏转（一般取满偏度的必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/32/32/32/3），），），），电表电表电表电表达不到满偏的达不到满偏的达不到满偏的达不到满偏的1/31/31/31/3是不允许的。是不允许的。是不允许的。是不允许的。操作性原则：操作性原则：如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压时用限流电路调节电路的电压时用限流电路调节电路的电压时用限流电路调节电路的电压(电流电流电流电流)比较方便；当其比较方便；当其比较方便；当其比较方便；当其阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压(电流电流电流电流)比较方便比较方便比较方便比较方便选择的一般步骤选择的一般步骤根据实验要求设计合理的实验电路；根据实验要求设计合理的实验电路；根据实验要求设计合理的实验电路；根据实验要求设计合理的实验电路；找出唯一性的器材；找出唯一性的器材；找出唯一性的器材；找出唯一性的器材；估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程；及所用的量程；及所用的量程；及所用的量程；根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器阻器阻器阻器.例例1.1.用伏安法测量金属导线的电阻用伏安法测量金属导线的电阻R R，试把图中给出的器，试把图中给出的器材连接成测量材连接成测量R R的合适的电路。图中安培表的量程为的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A0.6A，内阻接近，内阻接近11，伏特表的量程为，伏特表的量程为3V3V，内阻为，内阻为5K;5K;电源电源的电动势为的电动势为6V6V，变阻器的阻值为，变阻器的阻值为0 020 20 。在闭合电键。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。前，变阻器滑动触点应处于正确位置。解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电解：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：阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：+-RXAV+例例2 2：有一个电阻：有一个电阻R Rx x，其阻值大约是，其阻值大约是25k 25k，可供选，可供选择的器材是：择的器材是：电流表电流表A A1 1(0-100A,2k)(0-100A,2k)电流表电流表A A2 2(0-500A,300)(0-500A,300)电压表电压表V V1 1(0-10V,100k(0-10V,100k）电压表电压表V V2 2(0-50V,500K(0-50V,500K）直流稳压电源直流稳压电源 E E（15V15V，1A1A）滑动变阻器滑动变阻器 R(1k,1W)R(1k,1W)电键电键K K和若干根导线和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。解：（解：（解：（解：（1 1 1 1）电压表、电流表的选择）电压表、电流表的选择）电压表、电流表的选择）电压表、电流表的选择由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动变阻器必须用分压器接法。变阻器必须用分压器接法。变阻器必须用分压器接法。变阻器必须用分压器接法。若电压表选若电压表选若电压表选若电压表选V V V V2 2 2 2（50V50V50V50V），因为电源电压），因为电源电压），因为电源电压），因为电源电压15V15V15V15V不足其量程的不足其量程的不足其量程的不足其量程的1/31/31/31/3，所以电压表应选，所以电压表应选，所以电压表应选，所以电压表应选V V V V1 1 1 1（10V10V10V10V）。）。）。）。+（2 2 2 2）电流表内接法和外接法的选择）电流表内接法和外接法的选择）电流表内接法和外接法的选择）电流表内接法和外接法的选择 实验电路图实验电路图实验电路图实验电路图E E=15V=15V25K25K1K1K R RX XA A2 2V V1 1因为因为因为因为R R R RX X X X=25K=25K=25K=25KR R R RA A A A=300=300=300=300，所以采用电流表内接法，所以采用电流表内接法，所以采用电流表内接法，所以采用电流表内接法由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻R R R RX X X X 中的最大电流为中的最大电流为中的最大电流为中的最大电流为 I Imaxmax=10V/25K=0.4mA=400A=10V/25K=0.4mA=400A=10V/25K=0.4mA=400A=10V/25K=0.4mA=400A所以电流表选所以电流表选所以电流表选所以电流表选A A A A2 2 2 2（500 A 500 A 500 A 500 A）例例3.3.如如图图为为用用伏伏安安法法测测量量一一个个定定值值电电阻阻阻阻值值的的实实验验所所需需的的器器材材实物图，器材规格如下：实物图，器材规格如下：(1)(1)待测电阻待测电阻R Rx x（约（约100100）(2)(2)直流毫安表（量程直流毫安表（量程0 010mA10mA，内阻，内阻5050）(3)(3)直流电压表（量程直流电压表（量程0 03V3V，内阻，内阻5k5k）(4)(4)直流电源（输出电压直流电源（输出电压4V4V，内阻可不计），内阻可不计）(5)(5)滑动变阻器（阻值范围滑动变阻器（阻值范围0 01515，允许最大电流，允许最大电流1A1A）(6)(6)电键一个，导线若干条电键一个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线在本题的实物图上连线+RXAV答：答：答：答：因毫安表内阻与待测电阻相近，必须因毫安表内阻与待测电阻相近，必须因毫安表内阻与待测电阻相近，必须因毫安表内阻与待测电阻相近，必须“外接外接外接外接”因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接成分压电路，成分压电路，成分压电路，成分压电路，（全题（全题（全题（全题6 6 6 6分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占3 3 3 3分除分除分除分除电键接错扣电键接错扣电键接错扣电键接错扣1 1 1 1分外，其它任何错都不给这分外，其它任何错都不给这分外，其它任何错都不给这分外，其它任何错都不给这3 3 3 3分伏安法测电阻分伏安法测电阻分伏安法测电阻分伏安法测电阻的电路占的电路占的电路占的电路占3 3 3 3分，其中电流表应外接，即电压表应直接与待测分，其中电流表应外接，即电压表应直接与待测分，其中电流表应外接，即电压表应直接与待测分，其中电流表应外接，即电压表应直接与待测电阻并联这部分接线中有任何错误都不给这电阻并联这部分接线中有任何错误都不给这电阻并联这部分接线中有任何错误都不给这电阻并联这部分接线中有任何错误都不给这3 3 3 3分）分）分）分）RXAV+A1例例4 4某某电电压压表表的的内内阻阻在在202050k50k之之间间,现现要要测测量量其其内内阻阻,实验室提供下列可选用的器材实验室提供下列可选用的器材:待测电压表待测电压表V(V(量程量程3V)3V)电流表电流表A A1 1(量程量程200A)200A)电流表电流表A A2 2(量程量程5mA)5mA)电流表电流表A A3 3(量程量程0.6A)0.6A)滑动变阻器滑动变阻器R(R(最大阻最大阻1K)1K)电源电源(电动势电动势4V)4V)电键电键K.K.(1)(1)所所提提供供的的电电流流表表中中,应应选选用用_(_(填填写写字字母母代代号号).).(2)(2)为为了了尽尽量量减减小小误误差差,要要求求测测多多组组数数据据.试试在在方方框框中中画画出符合要求的实验电路图出符合要求的实验电路图VA1 解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于电压表中通过的最大电流为电压表中通过的最大电流为电压表中通过的最大电流为电压表中通过的最大电流为I I I Imaxmaxmaxmax=3V/20K=150=3V/20K=150=3V/20K=150=3V/20K=150A A A A，因此电，因此电，因此电，因此电流表应选用流表应选用流表应选用流表应选用A A A A1 1 1 1二替代法测量电阻二替代法测量电阻利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻可避免这些误差实验时先连入某待测电阻，记下可避免这些误差实验时先连入某待测电阻，记下可避免这些误差实验时先连入某待测电阻，记下可避免这些误差实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这样的电阻箱便是待测电阻的阻值样的电阻箱便是待测电阻的阻值样的电阻箱便是待测电阻的阻值样的电阻箱便是待测电阻的阻值1.1.原理原理2.2.电路电路R0RXAS1S2+R0VS1RXS2P+用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电压表测量用电阻箱和电压表测量用电阻箱和电压表测量用电阻箱和电压表测量例例1 1为了测量电流表为了测量电流表A A1 1的内阻，采用图示的电路，其中电流表的内阻，采用图示的电路，其中电流表A A1 1的量程是的量程是0 0300A300A、内阻约为、内阻约为100100（待测）；（待测）；A A2 2是标准电流表，量程是标准电流表，量程0-200A0-200A；R R1 1为电为电阻箱，阻值范围阻箱，阻值范围0 0999.9999.9；为电池，电动势为电池，电动势3V3V、内阻不计；、内阻不计；S S1 1为开关，为开关，S S2 2为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器R R2 2和电阻箱和电阻箱R R1 1适当调节适当调节后，将单刀双掷开关后，将单刀双掷开关S S2 2扳到接点扳到接点1 1处，接通开关处，接通开关S S1 1，调节可变电阻，调节可变电阻R R2 2，使两电表，使两电表的读数都是的读数都是150A150A；然后将开关；然后将开关S S2 2扳到接点扳到接点2 2，调节电阻箱，调节电阻箱R R1 1使标准电流表的使标准电流表的读数仍是读数仍是150A150A，若此时电阻箱各旋钮位置如图，则：，若此时电阻箱各旋钮位置如图，则：（1 1）电流表）电流表A A1 1的内阻的内阻R Rg g=_ .=_ .（2 2）为了保证两电流表的安全使用，限流电阻）为了保证两电流表的安全使用，限流电阻R R3 3 的阻值应选的阻值应选A.100A.100B.150B.150C.10KC.10KD.15KD.15K（）（3 3）可变电阻器）可变电阻器R R2 2 应选：应选：A.2KA.2K B.5KB.5K C.200C.200D.500D.500（）1765432890176543289017654328901765432890176543289017654328900.1101100010000100R112S1R3R2RgS2A1A2解解替代法测电阻替代法测电阻 当当R R2 2=0=0时时,要保证两个电流表都不超过量程要保证两个电流表都不超过量程R R3 3=E/I=E/Iminmin=3/0.2mA=15k=3/0.2mA=15k 选选D DRR2 2+R+R3 3=E/I=E/I =3/0.15mA=20 k=3/0.15mA=20 k R R2 2=5 k=5 k 选选B BR Rg g=92.8 92.8 1765432890176543289017654328901765432890176543289017654328900.1101100010000100R112S1R3R2RgS2A1A2I2R=I1RxRx=I2R/I1I1ARRxARRxI2比较法测量电阻比较法测量电阻vRXv甲、甲、乙乙甲图中的电压表甲图中的电压表的电压的电压U1、乙图中的电压表乙图中的电压表的电压的电压U2三半偏法测量电流表的内阻三半偏法测量电流表的内阻1.1.原理原理半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻2.2.电路电路3.3.步骤步骤1.1.1.1.先闭合先闭合先闭合先闭合S S S S1 1 1 1 ，调节，调节，调节，调节R R R R1 1 1 1使电流表指针使电流表指针使电流表指针使电流表指针满偏满偏满偏满偏.2.2.2.2.再闭合再闭合再闭合再闭合S S S S2 2 2 2，保持电阻，保持电阻，保持电阻，保持电阻R R R R1 1 1 1不变不变不变不变，调节，调节，调节，调节R R R R2 2 2 2使电流表指针使电流表指针使电流表指针使电流表指针半偏半偏半偏半偏，记下，记下，记下，记下R R R R2 2 2 2的值的值的值的值.3.3.3.3.若若若若R R R R1 1 1 1100R100R100R100R2 2 2 2 ，有，有，有，有RgRgRgRg=R=R=R=R2 2 2 2S1S2R1R2G4.4.误差分析误差分析在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开关关关关S S S S2 2 2 2时，调节时，调节时，调节时，调节R R R R2 2 2 2使电流表半偏，即通过电流表的电流为使电流表半偏，即通过电流表的电流为使电流表半偏，即通过电流表的电流为使电流表半偏，即通过电流表的电流为Ig/2Ig/2Ig/2Ig/2，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，即比即比即比即比IgIgIgIg稍大，这样通过稍大，这样通过稍大，这样通过稍大，这样通过R R R R2 2 2 2的电流将大于的电流将大于的电流将大于的电流将大于Ig/2Ig/2Ig/2Ig/2，因此电，因此电，因此电，因此电流表内阻的测量值小于真实值流表内阻的测量值小于真实值流表内阻的测量值小于真实值流表内阻的测量值小于真实值5.5.半偏法测电压表的内阻半偏法测电压表的内阻R R R R测测测测RRRR真真真真1.1.1.1.把电阻箱把电阻箱把电阻箱把电阻箱R R R R0 0 0 0的阻值调到的阻值调到的阻值调到的阻值调到0 0 0 0，把滑动变，把滑动变，把滑动变，把滑动变阻器的触头阻器的触头阻器的触头阻器的触头P P P P滑到滑到滑到滑到a a a a端端端端3.3.3.3.保持滑动变阻器触头位置保持滑动变阻器触头位置保持滑动变阻器触头位置保持滑动变阻器触头位置不变不变不变不变，调，调，调，调节节节节R R R R0 0 0 0使电压表指针使电压表指针使电压表指针使电压表指针半偏半偏半偏半偏，记下，记下，记下，记下R R R R0 0 0 0的值的值的值的值.4.4.4.4.若若若若RRRRRRR 由于由于电流表分压电流表分压引起的。引起的。b.b.b.b.误差产生的原因：误差产生的原因：误差产生的原因：误差产生的原因：(1)(1)电流表内接电流表内接法法内接法内接法内接法内接法RXVA若若 时，采用电流表内接法时，采用电流表内接法RXAV外接法外接法外接法外接法 时，采用电流表外接时，采用电流表外接法。法。A AB BC CD D滑动变阻器的两种滑动变阻器的两种主要连接方式：主要连接方式：a.a.保护电表不受损坏；保护电表不受损坏；b.b.改变电流电压值，多测量几次，求改变电流电压值，多测量几次，求R RX X 的平均的平均值，减少误差。值，减少误差。变阻器的作用变阻器的作用R RX X限流器电路限流器电路R RX X分压器电路分压器电路伏安法测电阻伏安法测电阻之之限流分压限流分压例例7：电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材（：电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材（G为灵敏电流表，为灵敏电流表，R0为阻值均匀的电阻丝，为阻值均匀的电阻丝，R为已知阻值的定值电阻，为已知阻值的定值电阻，Rx为被测电为被测电阻）。要求利用这些器材测未知电阻阻）。要求利用这些器材测未知电阻Rx。实验中还需要什么测实验中还需要什么测量仪器？量仪器？将实物连成电路图。将实物连成电路图。写出测量写出测量Rx的实验步骤，并写的实验步骤，并写出利用测量数据表示出利用测量数据表示Rx的表达式。的表达式。GRxR0RL1 L2RXRR0P解：解：还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度L1、L2）。）。按图接好电路后，移动滑动触头按图接好电路后，移动滑动触头P，使电流表指针指在中央零，使电流表指针指在中央零刻度处。用刻度尺测量刻度处。用刻度尺测量P点两边电阻丝的长度点两边电阻丝的长度L1、L2；由；由RX R=L1 L2