高中物理電學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)及總結(jié)(編輯修改稿)
2025-05-01 02:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采用分壓接法?！窘馕觥侩妷罕淼氖緮?shù)等于通過(guò)電壓表的電流與本身內(nèi)阻的乘積，估算電路中的最大電流為所以應(yīng)選電流表A1，與電壓表串聯(lián)在電路中.，一則它對(duì)電路的調(diào)控作用很不明顯，二則是待測(cè)電壓表分得的最小電壓約為E 圖1010大于電壓表的量程，變阻器明顯不能組成限流電路，這樣變阻器應(yīng)作為分壓器接在電路中，就不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題，電路如圖1010所示. 【總結(jié)】對(duì)于電表的選擇，必須先根據(jù)已知條件估算電路中的最大電壓或電流值，以此確定選用略大于且量程最小的電表。圖1011例6：有一改裝的電流表A1需要與一標(biāo)準(zhǔn)電流表A2進(jìn)行校對(duì)，采用如圖所示1011的電路，其中E為電源，R0為一限流電阻，R為一可變電阻，S為電鍵，限流電阻能夠限制電路中的最大電流，使之不超出電流表的量程過(guò)多，從而對(duì)電流表起保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)中已有的器材及其規(guī)格如下： 蓄電池E（電動(dòng)勢(shì)6v，）， 改裝電流表A1（量程0~, ） 標(biāo)準(zhǔn)電流表A2 ( 量程0~~3A, ）實(shí)驗(yàn)中備有的電阻器規(guī)格如下： A．固定電阻（阻值8Ω，額定電流2A） B．固定電阻（阻值15Ω，額定電流2A） C．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0~20Ω，額定電流2A） D，滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0~200Ω，額定電流2A） 已知兩個(gè)表的刻度盤上都將量程均勻分為6大格，為此，從備用的電阻器中，R0應(yīng)選用 ，R應(yīng)選用 。（用字母代號(hào)填寫） 【審題】本題中給出了固定限流電阻的選擇，首先要明確其作用，~，同時(shí)要配合滑動(dòng)變阻器?！窘馕觥恳阎难b表量程為0~，所以。電源電動(dòng)勢(shì)為6v，根據(jù)歐姆定律，電路中最小總電阻不能大于10Ω，電路中除固定電阻和滑動(dòng)變阻器外，所以固定電阻R0應(yīng)選用A（8Ω）；又因最大總電阻不能小于60Ω，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用D（200Ω）。【總結(jié)】（1）要正確理解限流電阻的限流作用—使電路中的電流不超過(guò)電流表的量程過(guò)多，應(yīng)理解為：在保證電流表能達(dá)到滿量程的條件下，通過(guò)電流表的電流不過(guò)大。所以限流電阻的阻值不能大于使電流表達(dá)到滿偏時(shí)的阻值。（2）注意區(qū)分限流電阻與滑動(dòng)變阻器的作用，限流電阻的作用是使電路中的電流不要過(guò)?。ǎ?，而滑動(dòng)變阻器的作用是使電路中的電流要達(dá)到足夠?。ǎ?。例7：用伏安法測(cè)量某一電阻Rx的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下： A、待測(cè)電阻Rx（阻值大約為5Ω，額定功率為1W） B、電流表A1（0~，） C、電流表A2（0~3A，） D、電壓表V1（0~3V，內(nèi)阻3KΩ） E、電壓表V2（0~15V，內(nèi)阻15KΩ） F、滑動(dòng)變阻器R0（0~50Ω） G、蓄電池（電動(dòng)勢(shì)為6V） H、電鍵、導(dǎo)線 為了較準(zhǔn)確測(cè)量Rx的阻值，保證器材的安全，以便操作方便，電壓表、電流表應(yīng)選擇________，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖?！緦忣}】本題中待側(cè)電阻的額定功率、電阻估計(jì)值已知，可估算通過(guò)電阻的電流及其兩端電壓，是選擇電流表、電壓表量程的關(guān)鍵，另外，電流表的內(nèi)外接法及滑動(dòng)變阻器的接法也需要計(jì)算確定。【解析】確定電流表、電壓表的量程。被測(cè)電阻Rx的額定電壓、額定電流分別為 則電流表選用A1，電壓表選用V1 圖1012 確定電流表的內(nèi)、外接法 計(jì)算臨界電阻 ，RXR，則安培表必須外接。 確定控制電路 因滑動(dòng)變阻器的全阻值R0大于被測(cè)電阻RX，故首先考慮變阻器的限流接法。 限流接法：RX上限流取值范圍為： 最?。? 最大：I額= 那么，滑動(dòng)變阻器的阻值（滑動(dòng)頭移動(dòng)時(shí)）不得小于 。～，安全可行?！ ∪舨捎米冏杵鞯姆謮航臃?，因R0RX，會(huì)操作不方便，因此應(yīng)選擇變阻器的限流接法。電路如圖1012所示。【總結(jié)】本題需要選擇電流表、電壓表量程以及測(cè)量電路和控制電路，解題時(shí)為避免混亂，可分步選擇，將題目分解，既明確，又不易遺漏。電阻測(cè)量的方法歸類在高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，涉及最多的問(wèn)題就是電阻的測(cè)量，電阻的測(cè)量方法也比較多，最常用的有：（1）歐姆表測(cè)量：最直接測(cè)電阻的儀表。但是一般用歐姆表測(cè)量只能進(jìn)行粗測(cè)，為下一步的測(cè)量提供一個(gè)參考依據(jù)。用歐姆表可以測(cè)量白熾燈泡的冷電阻。（2）替代法：替代法的測(cè)量思路是等效的思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效。替代法測(cè)量電阻精度高，不需要計(jì)算，方法簡(jiǎn)單，但必須有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻（一般給定的儀器中要有電阻箱）。替代法是用與被測(cè)量的某一物理性質(zhì)等效，從而加以替代的方法。圖1013如圖1013所示。先把雙刀雙擲開關(guān)S2扳到1，閉合S1，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使電流表指針指到某一位置，記下此時(shí)的示數(shù)I（最好為一整數(shù)）。再把開關(guān)S2扳到2，調(diào)整電阻箱R0，使得電流表指針仍指到示數(shù)I。讀出此時(shí)電阻箱的阻值r，則未知電阻Rx的阻值等于r。說(shuō)明：①在此實(shí)驗(yàn)中的等效性表現(xiàn)在開關(guān)換位后電流表的示數(shù)相同，即當(dāng)電阻箱的阻值為r時(shí)，對(duì)電路的阻礙作用與未知電阻等效，所以未知電阻Rx的阻值等于r。②替代法是一種簡(jiǎn)捷而準(zhǔn)確度很高的測(cè)量電阻的方法，此方法沒有系統(tǒng)誤差，只要電阻箱和電流表的精度足夠高，測(cè)量誤差就可以忽略。（3）伏安法：伏安法的測(cè)量依據(jù)是歐姆定律（包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律），需要的基本測(cè)量?jī)x器是電壓表和電流表，當(dāng)只有一個(gè)電表時(shí)，可以用標(biāo)準(zhǔn)電阻（電阻箱或給一個(gè)定值電阻）代替；當(dāng)電表的內(nèi)阻已知時(shí)，根據(jù)歐姆定律I=U/RV，電壓表同時(shí)可以當(dāng)電流表使用，同樣根據(jù)U=IRA，電流表也可以當(dāng)電壓表用。（4）比例法：如果有可以作為標(biāo)準(zhǔn)的已知電阻的電表，可以采用比例法測(cè)電表的電阻。用比例法測(cè)電表內(nèi)阻時(shí)，兩個(gè)電流表一般是并聯(lián)（據(jù)并聯(lián)分流原理），兩個(gè)電壓表一般是串聯(lián)（據(jù)串聯(lián)分壓原理）。所謂“比例法”是：要測(cè)量某一物體的某一物理量，可以把它與已知準(zhǔn)確數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)物體進(jìn)行比較。例如，使用天平稱量物體的質(zhì)量，就是把被測(cè)物體與砝碼進(jìn)行比較，砝碼就是質(zhì)量數(shù)準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)物體。天平的結(jié)構(gòu)是等臂杠桿，因此當(dāng)天平平衡時(shí)，被測(cè)物體的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)物體的質(zhì)量是相等的，這就省去了進(jìn)一步的計(jì)算。有很多情況下，被測(cè)物體與標(biāo)準(zhǔn)物體的同一物理量間的關(guān)系并不是相等，而是在滿足一定條件下成某種比例的關(guān)系，這種方法又稱為“比例法”。圖1014例如，測(cè)電流表和電壓表的內(nèi)阻，如果有可以作為標(biāo)準(zhǔn)的已知電阻的電表，都可以使用比例法。采用比例法測(cè)電阻的依據(jù)是：串聯(lián)電路電壓與電阻成正比，并聯(lián)電路電流與電阻成反比。電壓表可顯示電阻兩端的電壓值，電流表可顯示電阻中通過(guò)的電流，所以測(cè)電流表內(nèi)阻應(yīng)把兩電流表并聯(lián)，測(cè)電壓表內(nèi)阻應(yīng)把兩電壓表串聯(lián)，電路圖分別如圖1014（甲）、（乙）所示。測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R01，使兩電流表的指針都有較大偏轉(zhuǎn)，記錄下兩電表的示數(shù)I1和I2，根據(jù)并聯(lián)電路分流原理，若已知電流表A1的內(nèi)阻為r1，則電流表A2的內(nèi)阻r2=。測(cè)電壓表內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R02
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