高中物理電學經(jīng)典實驗及總結(jié)(參考版)
2025-04-07 02:39本頁面
【正文】 注意檢查安培表的內(nèi)外接法是否正確導線不能接在滑動變阻器的支架或滑動頭上，不能穿越用電器，不能有交叉線.圖1021圖1023第 17 頁 共 17 頁。可見，電動勢的測量值與真實值相等，而內(nèi)阻的測量值大于真值。③在圖線上任選一點Q進行修正：如圖2—2，Q點的橫坐標IQ不變，（UQ+IQRA）做為修正后Q/點的縱坐標，連接P和Q/得修正后的U—I圖線為b線。圖1022第二種測量電路：如圖1022和1023中的a線,分別為測量電路和由此測量電路畫出的路端電壓與電流強度的關(guān)系圖線，誤差分析方法如下：①根據(jù)測量電路分析誤差原因：本測量電路產(chǎn)生誤差的原因是由于安培表的分壓使得伏特表的讀數(shù)小于電源的路端電壓所致。.④比較兩條圖線的縱截距和斜率：因圖線的縱截距等于電源電動勢，圖線斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻。因此，圖線與橫軸的交點P為準確點，不須修正。誤差分析方法如下：圖1021圖1020①根據(jù)測量電路分析誤差原因：本測量電路產(chǎn)生誤差的原因是由于伏特表的分流使得安培表的讀數(shù)I小于干路總電流所致。在兩種電路中，由于伏特表的分流和安培表的分壓引起的誤差是不同的，我們可以用圖線修正法簡潔明快的分析兩種電路引起的測量誤差。圖1019【解析】由于現(xiàn)有器材中有電流表和電壓表，其估計阻值比現(xiàn)有電壓表的內(nèi)阻大或相近，因此，若用滑動變阻器調(diào)節(jié)待測電阻的電流和電壓，只能采用分壓接法，如圖1019（否則變阻器不能實現(xiàn)靈敏調(diào)節(jié)）.為了確定各儀表、元件的量程和規(guī)格，首先對待測電阻的額定電壓和電流作出估算：最大電流為Im＝A＝510－4 A＝500μA；最大電壓Um＝20 ，現(xiàn)有兩個電流表內(nèi)阻相近，由內(nèi)阻所引起的系統(tǒng)誤差相近，而量程0~1000 μA接入電路時，只能在指針半偏轉(zhuǎn)以下讀數(shù)，引起的偶然誤差較大，故選用量程為0~300 ，待測電阻上的最大實際電壓約為310－440103 V＝12 V，故應選用量程為15 V的電壓表，由于在如圖所示的電路中，要實現(xiàn)變阻器在較大范圍內(nèi)靈敏調(diào)節(jié)，電源電壓應比待測電阻的最大實際電壓高，故電源應選輸出電壓為24 V一種（其額定電流也遠大于電路中的最大實際電流，故可用）.關(guān)于變阻器的選擇，由于采用分壓接法，~50 Ω的變阻器接入電路，通過它的最小電流（對應于待測電路斷開）約為24／50 A＝ A，50 W＝ W，遠大于其額定功率；而0~2 kΩ的變阻器接入電路，其最大電流（對應于滑動鍵靠近圖134中變阻器A端） A， ~2 kΩ的變阻器.【總結(jié)】本題處理過程相對復雜，但只要按照“儀器選擇測量電路選擇控制電路選擇”這樣的順序逐個突破，將復雜的過程逐一分解，遵循前面所提出的各種選擇方法，題目也就迎刃而解了，因此說，基礎(chǔ)知識是關(guān)鍵，復雜題目只是基礎(chǔ)知識的合成?！窘馕觥繄D1016方案一：應用伏安法測電阻，見圖1016.選R2，還是選R1，可改裝成3V左右的電壓表；R1與G表，這樣小的電壓表既不能安全實驗，也不能進行精確測量. 電流表外接而不內(nèi)接，、A2誠然都能滿足安全的要求，但小量程表讀數(shù)相對誤差要小得多，顯然這是精確原則的應用.圖1017 R3作為控制線路的主元件，其控制電壓方便與否，與R，為了線路簡單、經(jīng)濟，控制電路適宜用限流接法，這主要是出于實驗操作是否方便的考慮. 方案二：. 原理：令Rx短路，調(diào)R1，測得I1后，由全電路歐姆定律得E=I1（r+R1+0+RA）接著去掉短路線，可得I2，同理得E=I2（r+R1+Rx+RA）可求Rx.圖1018 討論：用R1為何不用R2？顯然是考慮了測量方便問題，主要是考慮了節(jié)省器材原則，這也可以說是經(jīng)濟原則的應用. 方案三：歐姆表原理測電阻，見圖1018. 原理：先讓ab短路，調(diào)R1使A1滿偏，接通S，測得I，則依據(jù)歐姆表原理，RX值為（E/I 5）Ω 討論：用A1不用A2或G，其中值電阻為1Ω；若用G改裝為歐姆表，其中值電阻為10kΩ，與待測電阻比較，其讀數(shù)（或測量結(jié)果）. 【總結(jié)】本題處理過程相對復雜，但只要遵循前面所提出的各種選擇方法，題目也就迎刃而解了，因此說，基礎(chǔ)知識是關(guān)鍵，復雜題目只是基礎(chǔ)知識的合成。（測量結(jié)果偏?。┮覉D實驗時先閉合開關(guān)S’及S，調(diào)整滑動變阻器R02（分壓法連接），使電壓表V滿度；再斷開S’，調(diào)整電阻箱R2，使電壓表V的指針恰好指到半滿度處，讀出此時電阻箱的阻值R，則電壓表V的電阻rV=R。圖1015半值法是上面比例法的一個特例，測電流表內(nèi)阻和測電壓表內(nèi)阻都可以用半值法，電路圖如圖1015所示。以上例子中，甲圖采用限流電路而乙圖采用分壓電路，這是由于電流表內(nèi)阻都較小，若采用分壓電路，則滑動變阻器的阻值必須更小，這時電路近似于短路，是不允許的；而電壓表內(nèi)阻都很大，若采用限流電路，則滑動變阻器的電阻必須更大，這在實際上行不通。測電流表內(nèi)阻時，應調(diào)節(jié)滑動變阻器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=。采用比例法測電阻的依據(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。有很多情況下，被測物體與標準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”。例如，使用天平稱量物體的質(zhì)量，就是把被測物體與砝碼進行比較，砝碼就是質(zhì)量數(shù)準確的標準物體。用比例法測電表內(nèi)阻時，兩個電流表一般是并聯(lián)（據(jù)并聯(lián)分流原理），兩個電壓表一般是串聯(lián)（據(jù)串聯(lián)分壓原理）。（3）伏安法：伏安法的測量依據(jù)是歐姆定律（包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律），需要的基本測量儀器是電壓表和電流表，當只有一個電表時，可以用標準電阻（電阻箱或給一個定值電阻）代替；當電表的內(nèi)阻已知時，根據(jù)歐姆定律I=U/RV，電壓表同時可以當電流表使用，同樣根據(jù)U=IRA，電流表也可以當電壓表用。說明：①在此實驗中的等效性表現(xiàn)在開關(guān)換位后電流表的示數(shù)相同，即當電阻箱的阻值為r時，對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。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。圖1013如圖1013所示。替代法測量電阻精度高，不需要計算，方法簡單，但必須有可調(diào)的標準電阻（一般給定的儀器中要有電阻箱）。用歐姆表可以測量白熾燈泡的冷電阻。電阻測量的方法歸類在高中電學實驗中，涉及最多的問題就是電阻的測量，電阻的測量方法也比較多，最常用的有：（1）歐姆表測量：最直接測電阻的儀表。電路如圖1012所示?！?，安全可行。 確定控制電路 因滑動變阻器的全阻值R0大于被測電阻RX，故首先考慮變阻器的限流接法。【解析】確定電流表、電壓表的量程。例7：用伏安法測量某一電阻Rx的阻值，現(xiàn)有實驗器材如下： A、待測電阻R
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