教育专题：电学测量性实验

单击此处编辑母版标题样式,*,品质来自专业,信赖源于诚信,课题：电学测量性实验电路设计,授课人：谭锦生,课题提出依据,考试大纲,能力要求之“,5.,实验能力”：,（,3,）能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器处理问题，,包括简单的设计性实验。,课题方法提炼,1,、测定金属的电阻率,：伏安法测电阻,(,电流表外接法,),、滑动变阻,器限流式接法（通常）,2,、描绘小电珠的伏安特性曲线,：电路的连接（电流表外接法、,滑动变阻器的分压式接法）、发现问题（非线性曲线、斜率的变,化特点）,3,、测定电源的电动势和内阻,：学会电流表外接和内接的误差分析,导学目标：,1,、介绍电学测量性实验常用的器材及其功能；,2,、教给学生决定安培表 内、外接的方法；,3,、教给学生滑动变阻器采用分压式还是限流式的方法；,4,、教给学生设计测量性电路的方法。,导学重点：,设计测量性电路的思路,导学难点：,通过“看”给定的器材预知电路测量部分的结构,A,学习目标：,1,、知道电学测量性实验常用的器材及其功能；,2,、会判断安培表 的内、外接；,3,、会判断滑动变阻器采用分压式还是限流式的方法；,4,、能设计简单的测量性实验电路。,学习重点：,学会设计测量性电路的思路,学习难点：,通过“看”给定的器材预知电路测量部分的结构,A,【,诊断,】,教学过程,2,知能缺陷,知识,1,、不知道定值电阻的作用；,2,、不知道已知内阻的电压表可用作测电流；,3,、不会选择电表；,4,、不知道“要求测量时两电表的指针的偏转均超过其量程的一半”这句话的含义。,技能,1,、不知道解答实验题的程序；,2,、不会测电阻的方法；,3,、不会判断滑动变阻器的解法；,4,、缺乏变通能力。,电阻箱,电流表,电压表,滑动变阻器,阻值可微小跳跃变化但不可读的电阻,阻值很小、电流可读的定值电阻,阻值很大、电压可读的定值电阻,阻值可变、阻值可读的电阻,定值阻器,阻值唯一的电阻,可代替定值电阻器,一、常用的电学器材及其功能,可保护电表、串联分压、并联分流、改装电表、做电源的等效内阻,【05,年全国,卷,22,（,2,）,】,测量电源,B,的电动势,E,及内阻,r,（,E,约为,4.5V,，,r,约为,1.5,）。器材：量程,3V,的理想电压表,V,，量程,0.5A,的电流表,A,（具有一定内阻），固定电阻,R,=,4,，滑线变阻器,R,，电键,K,，导线若干。,画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。,实验中，当电流表读数为,I,1,时，电压表读数为,U,1,；当电流表读数为,I,2,时，电压表读数为,U,2,。则可以求出,E,=,，,r,=,。（用,I,1,、,I,2,、,U,1,、,U,2,及,R,表示）,【,答案,】,（,2013,年高考四川理综卷）,电流表,电压表,定值电阻,变换特征,效果,伏安法,伏伏法,安安法,伏阻法,安阻法,量程选择,电压表,电流表,原则：保证测量中电表读数尽可能大，一般应不小于表盘幅,度的 。,根据电源的电动势或者待测用电器的额定电压,根据待测电流的最大值,二、电流表,内、外接法的选择,A,项目,电流表内接法,电流表外接法,电路,误差来源,电流表的分压,电压表的分流,测量结果,R,测,=,R,x,，偏大,R,测,=,R,x,，偏小,适用条件,三、滑动变阻器分压式和限流式的选择,出现以下情况时选择分压式电路：,1,、要求测量部分的电压读数范围尽可能大或从,0,开始；,2,、滑动变阻器的阻值太小，远小于待测电阻（限不住电流）；,3,、所给电表的量程太小，远小于路端电压或干路电流；,4,、要求给用电器加定值电压（如在额定功率下工作）。,项目,限流式接法,分压式接法,电路,电压调节范围,E,0,E,动能损耗,节能,耗能,【,诊断,】,2,可以作电流表用，,I,m,=3mA,A,R,1,V,R,2,2,验证所画电路的合理性,【,例,】,某学习小组的同学拟探究小灯泡,L,的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：,为了较准确地描绘出灯泡,L,完整的伏安特性曲线，请用所给器材设计实验电路图。（图中要标注器材代号）,改装,电压,04.0V,，电流,00.7A,改装为,4.0V,改装为,0.72A,【,答案,】,实验的设计流程：,器材,要求,有,缺,或,改装,算,变,量程,过小,量程,过大,量程恰当,试,扩充,“,V,+,R,”,-,A,法,V,-,“,R,A,”,法,内 接 法,外 接 法,变用,安,-,安法,伏,-,伏法,所给电表量程太小,电压变化范围足够大、所给滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值、,无上述要求,分压式连接,限流式连接,检,看,超额,定值,连接,电路,测量,部分,控制,部分,【,练习题,1】,在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：,A.,电源为干电池（电动势为,E,，内阻为,r,）,B.,电流表（,00.6A,，内电阻约,0.1,）,C.,灵敏电流计 （满偏电流,I,g,=200,A,，内阻,r,g,=500,）,D.,滑动变阻器（,020,、,2.0A,）,E.,电阻箱,R,（,09999.9,）,F.,开关，导线若干。,请画出实验电路图。,G,【,练习题,2】,有以下可供选用的器材和导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流。,A.,待测电流表 （满偏电流,I,m,约为,700800,A,，内阻约为,100,，已知表盘刻度均匀、总格数为,N,）,B.,电流表 （量程为,0.6A,，内电阻为,0.1,）,C.,电压表 （量程,3V,，内阻为,3k,）,D.,滑动变阻器,R,（最大阻值为,200,）,E.,电源,E,（电动势约为,3V,，内电阻约为,1.5,）,F.,开关,S,一个。,（,1,）根据你的测量需要，电表应选择,（填序号）；,（,2,）请画出你设计的实验电路图。,（,3,）在测量过程中测出了多组数据，其中一组数据中待测电流表 的指针恰好偏转了,n,格，可算出满偏电流,I,m,=,，式中除,N,、,n,外，其它字母代表的物理量意义是,。,A,A,0,V,A,0,【,练习题,3】,用以下器材测量一待测电阻,R,x,的阻值（,900,1000,）：,电源,E,（具有一定内阻，电动势约为,9.0V,）,电压表,（量程为,1.5V,，内阻,r,1,750,）,电压表 （量程为,5V,，内阻,r,2,2500,）,滑动变阻器,R,（最大阻值约为,100,）,单刀单掷开关,K,，导线若干。,（,1,）测量中要求电压表的读数不小于其量程的 ，试画出测量电,阻,R,x,的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。,（,2,）若电压表,的读数用,U,1,表示，电压表,的读数用,U,2,表示，,则由已知量和测得量表示,R,x,的公式为,R,x,_,。,V,1,V,2,V,1,V,2,【,练习题,1】,【,练习题,2】,（,1,）,C,（,2,）电路图为,（,3,）,(,U,为电流表,指针偏转,n,格时电压表的读数，,R,V,为电压表内阻,),E,S,R,A,0,V,【,练习题,3】,祝大家,学得愉快,考得满意,