第7章_2串联、并联电路-电阻的测量-电压表和电流表课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,2,串联、并联电路,电阻的测量,电压表和电流表,第七章,恒定电流,2 串联、并联电路 电阻的测量第七章恒定电流,1.,电表的改装与读数,(2008,天津,),一毫安表头满 偏电流为,9.90mA,，内阻约为,300.,要求将此毫安表头改装成量程为,1A,的电流表，其电路原理如图,7-2-6,所示,.,图中，是量程为,2A,的标准电流表，,R,0,为电阻箱，,R,为滑动变阻器，,S,为开关，,E,为电源,.,A,1.电表的改装与读数A,图,7-2-6,图7-2-6,(1),完善下列实验步骤：,将虚线框内的实物图按电路原理图连线；,将滑动变阻器的滑动头调至端,(,填“,a,”,或“,b,”),，电阻箱,R,0,的阻值调至零；,合上开关；,调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表读数为,1A,；,(1)完善下列实验步骤：,调节电阻箱,R,0,的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会,(,填“增大”、“减小”或“不变”,),；,多次重复步骤，直至标准电流表的读数为,，同时毫安表指针满偏,.,调节电阻箱R0的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表,(2),回答下列问题：,在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为,3.1,，由此可知毫安表头的内阻为,.,用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为,A.,对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素：,.,(2)回答下列问题：,(1),将滑动变阻器的滑动头调至,b,点是为了保护毫安表；在调节电阻箱时，由于接入回路的电阻增加，故电流表电流会减小；为了能成功改装为,1A,的量程的电流表，,需要通过调节滑动变阻器使标准电流表示数回到,1A,；,(1)将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了保,(2),电阻箱的电阻读数为,3.1,，此时毫安表满偏，电阻箱上的电流为,1000mA,9.9mA=990.1mA,，根据并联电阻值与电流值成反比，可计算毫安表的内阻为,310,；若毫安表半偏，电阻箱的电流也减半为,(2)电阻箱的电阻读数为3.1，此时毫安表满偏，电阻箱上的,本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化，导致标准电流表的示数无法精准显示,1A,，还有电表本身读数上的误差，以及电表指针偏转本身不是随电流均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度,.,本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化，导致标准电,【,答案,】,（,1,）如图：,b,减小 ,1A,（,2,）,310 0.495,（,0.4940.496,均可）例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；标准表和毫安表头的读数误差；电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等等,.,【答案】（1）如图：,点评：,小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程,点评：小量程的电流表测量范围较小，直接串联,(2009,上海,),如图,7-2-7,所示电路中，,R,1,12,，,R,2,6,，滑动变阻器,R,3,上标有“,20,，,2A”,字样，理想电压表的量程有,03V,和,015V,两挡，理想电流表的量程有,006A,和,03A,两挡,.,闭合电键,S,，将滑片,P,从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为,2.5V,和,0.3A,；,图,7-2-7,(2009上海)如图,继续向右移动滑片,P,到另一位置，电压表指针指在满偏的,1/3,，电流表指针指在满偏的,1/4,，则此时电流表示数为,A,，该电源的电动势为,V.,继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电,由于题意当“继续向右移动滑片,P,到另一位置”电压表示数一定大于,2.5V,，电流表示数一定小于,0.3A,，再结合电压表指针指在满偏的 ，电流表指针指在满偏的 ，可知电压表量程为,0,15V,，电流表量程,0,0.6A,，因此滑片滑到下一位置时电流表的示数为,I,0.6A,0.15A,，电压表示数为,5V,，再由串并联电路规律及闭合电路欧姆定律：,由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电,I,2,0.6A,，,E,(0.3,I,2,),r,+2.5+0.312;,0.1512=,I,2,6,，,E,(0.15,I,2,),r,+5+0.1512,解得,E,7.5V.,I20.6A，,2.,伏安法测电阻两种接法的选择,用伏安法测电阻，可采用图,7-2-8,所示的甲、乙两种接法,.,如所用电压表内阻为,5000,，电流表内阻为,0.5,，,图,7-2-8,2.伏安法测电阻两种接法的选择图7-2-8,(1),当测量,100,左右的电阻时，宜采用,电路,;,(2),现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为,10V,、,0.5A,，则此电阻的测量值为,，真 实 值 为,.,(1)当测量100左右的电阻时，宜采用,(1),与,R,x,R,V,和,R,x,R,A,两个条件相比，显然待测电阻更符合,R,x,R,A,，这说明因电流表的分压造成的误差要比因电压表的分流造成的误差小，,所以选甲图,.,(1),(2),电压表中的电流,R,x,中电流,I,R,=,I,测,-,I,V,=(0.5-0.002)A=0.498A,所以,(2),点评：,由于所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表的内阻并非趋近无穷大，电流表也存在内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差为了减小测量过程中的系统误差，通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：内接法和外接法,点评：由于所用电压表和电流表都不是理想电表,测一个阻值约为,25k,的电阻，备有下列器材：,A.,电流表（量程,100A,，内阻,2k,）；,B.,电流表（量程,500A,，内阻,300,）；,C.,电压表（量程,10V,，内阻,100k,）；,D.,电压表（量程,50V,，内阻,500k,）；,E.,直流电源（电动势,15V,，允许最大电流,1A,）；,F.,滑动变阻器（最大电阻,1k,，额定功率,1W,）；,G.,导线若干,.,测一个阻值约为25k,（,1,）电流表应选,，电压表应选,.,（,2,）画出测量,R,x,的电路图,.,（,1,）电压表,D,的量程远大于电源电动势，在测量时电压表的实际读数也达不到量程的,1/3,，所以选择,D,不恰当，应选电压表,C.,通过待测电阻的最大电流：,电流表应选择,B.,（1）电流表应选 ，电压表应选 .,因 所以,电流表选择内接法,.,R,x,的阻值远大于滑动变阻器的阻值，,采用分压接法便于调节,.,（,2,）电路图如图所示,.,因 所以电流表选择内接,3.,滑动变阻器两种接法的选择,用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验，备有器材规格如下：,A.,待测电阻,R,x,(,约,100),B.,直流毫安表,(,量程,010mA,，内阻,50),C.,直流电压表,(,量程,03V,，内阻,5k),D.,直流电源,(,输出电压,4V,，允许最大电流,1A),E.,滑动变阻器,(,阻值范围,015,，允许最大电流,1A),F.,电键、导线若干,3.滑动变阻器两种接法的选择,根据器材的规格和实验要求，画出正确电路图,.,(1),用伏安法测电阻，首先要判明电流表应该内接还是外接，由题目所给器材规格来看，显然不是满足,R,A,R,x,条件，而是满足,R,V,R,x,条件，所以应采用外接法,.,根据器材的规格和实验要求，画出正确电路图.,(2),滑动变阻器若使用如图甲所示电路，当滑动触头,P,处于最左端，滑动变阻器为最大值时，由题设条件流过电流表的电流,图甲,(2)滑动变阻器若使用如图甲所示电路，当滑动触头P处于最左端,超过电流表的量程,.,因此变阻器应分压而非限流,.,正确的连接图如图乙所示,.,画图的关键是：毫安表需外接，变阻器接成分压电路,.,实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压电阻为零的位置,.,图乙,超过电流表的量程.因此变阻器应分压而非限流.正确的连接图如图,点评：,限流法和分压法是针对滑动变阻器来说的限流法只能对被测电阻的电流进行调节，分压法可使被测电阻的电压从,0,连续变化到所要求的值以下几种情况只能用分压法：,(1),当题中要求被测电阻所测电压必须从,0,连续变化到所要求值,点评：限流法和分压法是针对滑动变阻器来说的,(2),当使用限流法，滑动变阻器最大阻值接入电路时，电路的电流仍大于仪表所要求的电流或大于题中所要求的值,(3),当使用限流法，滑动变阻器最大阻值接入电路时，被测电阻的电压仍大于所要求的电压值,(4),滑动变阻器的最大电阻值远远小于被测电阻的估计值其余视情况而定，但最好用限流法，因为分压法，电流产热大，消耗能量多,(2)当使用限流法，滑动变阻器最大阻值接入电路,电流表,A,1,的量程为,200A,、内电阻约为,500,，现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：,电流表,A,2,：与,A,1,规格相同；滑动变阻器,R,1,:,阻值,020,；电阻箱：阻值,09999,；保护电阻,R,3,=3k,；电源：电动势,E,约,1.5V,，内电阻,r,约,2.,电流表A1的量程为200A、内电阻约为50,（,1,）如图,7-2-9,所示，某同学设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成,.,（,2,）电路完整后，依,你所选方案写出测量电流,表,A,1,内电阻的实验步骤,.,图,7-2-9,（1）如图7-2-9所示，某同学设计了部分测量,（,1,）完成电路如图，由分析可知变阻器应使用分压式接法,.,（1）完成电路如图，由分析可知变阻器应使用分,（,2,）测量电流表,A,1,内电阻的实验步骤：将变阻器,R,1,的滑动端移到左端；闭合开关,S,1,、,S,2,、,S,，调节变阻器、电阻箱，使两电流表指针有较大的偏转，记录电流表,A,1,的示数,I,1,、电流表,A,2,的示数,I,2,、电阻箱的示数,R,2,；设,r,为电流表,A,1,的内电阻，计算如下：,（2）测量电流表A1内电阻的实验步骤：将变阻器R1的滑动端,4.,直流含容电路的分析,如图,7-2-10,示的电路中，电容,C,1,=4.710,-3,F,，,C,2,=9.410,-3,F,，电阻,R,1,=5k,，,R,2,=1k,，电源电动势,E,=6V,，内阻不计，最初电键,S,1,、,S,2,断开，电容器不带电,.,图,7-2-10,4.直流含容电路的分析图7-2-10,(1),先闭合电键,S,1,，稳定后电容器,C,1,右板带什么电？,C,2,左板带什么电？求两电荷量的大小关系；,(2),再闭合电键,S,2,，求通过电流表等效电流的方向和在此过程中通过电流表的电荷量,.,(1),先闭合电键,S,1,，电容器,C,1,右板带正电，,C,2,左板带负电，,两电荷量的大小相等,.,(1)先闭合电键S1，稳定后电容器C1右板带什么电？C2左板,(2),再闭合电键,S,2,C,1,两极板间的电势差,C,1,右板带正电,Q,1,=,C,1,U,C,1,=2.3510,-2,C,C,2,两极板间的电势差,C,2,左板带负电,Q,2,=,C,2,U,C,2,=9.410,-3,C,通过电流表等效电流的方向向上，此过程中通过电流表的电荷量,q,=,Q,1,-,Q,2,=1.4110,-2,C.,(2)再闭合电键S2,点评：,含容电路问题是一类非常典型的直流电路问题，它不仅涉及直流电路的一般计算，同时还涉及运动学、动力学，乃至动量与能量问题，综合性强，难度大,点评：含容电路问题是一类非常典型的直流电路,如图,7-2-11,所示，电源的电动势,E,=12V,，内阻不计，电阻,R,1,=,R,2,=,R,3,=4,，,R,4,=12,，电容器的电容,C,=10F,，其中有一带电微粒恰好处于静止状态,.,若在工作的过程中，电阻,R,2,突然发生断路,.,电流表可看做理想电表,.,求：,（,1,）带电微粒加速度的大小和方向,.,（,2,）从电阻,R,2,断路到电路,稳定的过程中，流经电流,表的电量,.,图,7-2-11,如图7-2-11所示，电,（,1,）,R,2,断路前，由于,R,1,=,R,2,，,R,2,两端电压为,由于,R,3,R,4,=13,R,4,两端电压为,电容器电压为,U,C,=3V,，电量,Q,C,=,CU,C,=31010,-6,C=310,-5,C,（上板带负电）,带电微粒静止,R,2,断路，电路稳定后，电容器两端电压,（1）R2断路前，由于R1=R2，R2两端,电容器带电量为,Q,C,=,CU,C,=310,-5,C,（上板带正电）,带电微粒的加速度,方向竖直向下,.,（,2,）从电阻,R,2,断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量,q,A,=,Q,C,+,Q,C,=610,-5,C.,电容器带电量为QC=CUC =310-5C（上板带正,例,5,：,某电压表的内阻在,20,50k,之间，现要测量其内阻，实验室可提供下列选择器材：,待测电压表,(,量程,3V),；电流表,A,1,(,量程,200A),；电流表,A,2,(,量程,5mA),；电流表,A,3,(,量程,0.6A),；滑动变阻器,R,(,最大值,1k,),；电源,E,(,电动势,4V),，电键,S,，导线,(1),所提供的电流表中，应选用,_(,填字母代号,),(2),为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在方框图,7,2,12,中画出符合要求的实验电路图,(,其中电源和电键已连好,),例5：某电压表的内阻在2050k之间，,第7章_2串联、并联电路-电阻的测量-电压表和电流表课件,易错题,1,：,在如图,7,2,13,所示电路中，,R,1,=390,，,R,2,=230,，电源内电阻,r,=50,，当,K,合在,1,时，电压表的读数为,80V,；当,K,合在,2,时，电压表的读数为,U,1,=72V,，电流表的读数为,I,1,=0.18A,，求：电源的电动势,易错题1：在如图7213所示电路中，R1=,错解,1,：,因为外电路开路时，电源的路端电压等于电源的电动势，所以,E,=,U,断,=80V.,错解分析：,上述解答有一个错误的,“,替代假设,”,：电路中的电流表、电压表都是理想的电表事实上，问题并非如此简单如果进一步分析,K,合在,2,时的情况就会发现矛盾：,I,1,R,1,=0.18A,390,=70.2V,这就表明，电路中的电流表和电压表并非理想的电表,错解1：因为外电路开路时，电源的路端电压等,第7章_2串联、并联电路-电阻的测量-电压表和电流表课件,点评：,有些题目的已知条件隐藏得很深，仅从文字的表面是看不出来的只好通过试算的方法判断，判断无误再继续进行解题,点评：有些题目的已知条件隐藏得很深，仅从文字,易错题,2,：,变阻器的总电阻,R,AB,=30,，电源电动势,E,=12V,，内阻很小可不计现有一个标有,“,6V,1.8W,”,的灯泡采用如图,7,2,14,所示的分压电路要使灯泡正常发光，则应将变阻器的滑动触头,P,调整到使,PB,间的电阻,R,等于,(,),A,8,B,10,C,15,D,20,图,7214,易错题2：变阻器的总电阻RAB=30，电源,错解：,选项,C,正确,错解分析：,误认为,AB,两端的电压为,12V,，要使,6V,的灯泡正常发光，滑动变阻器的滑动触头应在,AB,的正中央，即使,R,PB,=15,.,错解：选项C正确,第7章_2串联、并联电路-电阻的测量-电压表和电流表课件,点评：,当滑动触头,P,在,AB,的中央时，电路的阻值实际上是灯泡电阻与,R,PB,并联后再与,R,PA,串联，因为并联电路的电阻小于任一支路的电阻，所以,R,PB,上电压将小于未并联灯泡时的电压未考虑灯泡的电阻并联在电路上对整个电路的影响是造成错解的原因,点评：当滑动触头P在AB的中央时，电路的阻值,