二十二恒定电流的实验.docx

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二十二恒定电流的实验

专题二十二：

恒定电流实验

一、实验仪器的选择

根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提，一般遵循以下三原则：

⑴安全性原则：

通过电源，电流表，电压表，电阻类器件的电流（）其最大允许电流

⑵准确性原则：

一般电流表，电压表指针超过满偏的（），欧姆表（）左右

⑶操作性原则：

实验时需考虑调节方便，便于操作，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，在二者都能满足实验要求的情况下，一般尽量选择阻值小的

二测量电路的选择

选用限流电路还是选用分压电路的一般原则

（1）在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻，R0大于RX，一般在2—5倍为好。

如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多，两种电路都可以对用电器的电压（电流）进行有效控制，可任选其中一种电路。

此时从节省电能和电路简单考虑，应选限流电路。

（2）在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1RX—0.5RX之间为好。

分压电路①

②

③

三．电流表内接法与电流表外接法的比较

电流表

原理图

测量值与真实

值的关系

测量结果

误差分析

适用情况

内

接

法

外

接

法

读数问题

测量仪器的读数规则为：

测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，

①最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读.如最小刻度是1mm的刻度尺——测量误差出现在毫米的十分位上（即毫米的下一位），估读到十分之几毫米．

②最小分度是“2”或“5”的仪器，误差出现在同一位上，最小一格分别分成两格或5格估读

请画出小灯泡的伏安特性曲线的实验电路图。

巩固练习：

1．如图所示，电流表的示数是A，电压表的示数是V.

2．某同学研究三种导电元件的伏安特性，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I-U图线，如图所示，下列说法正确的是

A．图

（1）的元件可以作为标准电阻使用

B．图

（2）的阻值随电压升高而增大

C．图（3）的阻值随电压升高而增大

D．只有图

（2）才是可能的。

3．两个电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示。

由图可知，两电阻的阻值之比R1：

R2等于

A．1：

3B.3：

1C.1：

D.

：

1

4．如图所示，滑动变阻器R1的最大阻值是200欧，定值电阻的阻值R2=300欧，A、B两端的电压恒定，且UAB=8V。

当开关S断开时，移动滑片P，R2两端的电压变化范围是，当开关S闭合时，移动滑片P，R2两端的电压变化范围是

5．为了测定小灯泡的伏安特性曲线，需要测得的电压范围尽可能大些，如从0~4V或0~3.8V．为此，应选下图中的那个电路？

6、一个小灯泡上标有“4V2W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I-U图线，现有下列器材供选用：

A.电压表（0～5V，内阻10KΩ）

B.电压表（0～10V，内阻20KΩ）

C.电流表（0～0.3A，内阻1Ω）

D.电流表（0～0.6A，内阻0.4Ω）

E.滑动变阻器（10Ω，2A）

F.学生电源（直流6V，还有开关.导线）

（1）实验中所用电压表应选______，电流表应选用________（用序号字母表示）

（2）为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求的电路图。

（3）某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图所示），若直接用电动势为3V.内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是_____W。

测定金属的电阻率的实验，画出实验电路图。

注意事项：

巩固练习：

1、某电压表的内阻在20～50k之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：

待测电压表

（量程3V）；

电流表

（量程200A）；

电流表

（量程5mA）；

电流表

（量程0.6A）；

滑动变阻器R（最大阻值1k）；

电源（电动势4V）；

电键S。

⑴所提供的电流表中，应选用______（填写字母代号）。

⑵为了尽量减小误差，要求测多组数据，画出符合要求的实验电路（其中电源和电键及其连线已画出）

2、运用R=U/I和R=ρL/S的实验原理测定金属丝的电阻率，某同学总结如下几点，你认为正确的是[]

A．选定金属丝接入电路的长度越长，金属丝上的电压降越大。

B．金属丝两端的电压越高，其电阻越大。

C．金属丝电阻随温度改变而改变。

D．选定金属丝长度一经固定，这段长度的电阻就为定值。

3、测定一根粗细均匀的阻值约为几欧的金属丝的电阻率可供选择的实验器材如下：

A．伏特表（03伏，内阻3千欧）

B．伏特表（015伏，内阻20千欧）

C．安培表（00.6安，内阻1欧）

D．安培表（03安，内阻0.2欧）

E．滑动变阻器（020欧，I允=1.00安）

F．滑动变阻器（0100欧，I允=0.60安）

G．6伏电池组

H．电键、导线若干

①电路实验时应选用器材：

______（填序号）

②画出试验原理图。

4、用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：

待测电阻Ｒｘ（阻值约200Ω，额定功率0.05Ｗ）

电压表Ｖ１（量程0～1Ｖ，内阻10ｋΩ）电压表Ｖ２（量程0～10Ｖ，内阻100ｋΩ）

电流表A（量程0～50ｍA，内阻30Ω）

电源Ｅ１（电动势3Ｖ，额定电流1A，内阻不计）

电源Ｅ２（电动势12Ｖ，额定电流2A，内阻不计）

滑动变阻器（电阻0～10Ω，额定电流2A）

开关及导线若干

为使测量尽量准确，要求进行多次测量，请你在方框中画出实验电路原理图，其中，电源选用________，电压表选用________.

1、电流表中有电流通过时电流表的指针就会发生偏转。

当通过的电流等于电流表内线圈所允许的最大电流时，电流表的指针偏转到最大刻度处，这时的电流叫做电流表的，用符号表示。

如果电流表的内阻rg，则电流表能够承受的最大电压Ug=（满偏电流；Ig；Ig·rg）

2、利用课本图所示的电路测定电流表的内电阻rg时，应先调节电位器R，使其阻值，然后闭合电开关，调整的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度。

再闭合开关，这时流过电流表的电流将，调整的阻值，使电流表的指针偏转到正好是满刻度的一半，而另一半的电流必通过。

根据并联电路的特点可知，电流表的内阻rg=。

以上分析的前提条件是：

接入电阻箱R＇后，干路电流。

而要做到这一点，只有当R比R＇时才行，所以利用半偏法测电流表内阻时必须满足的条件是RR＇（最大；S1；R；S2；小于满偏电流Ig；电阻箱；R＇；R＇；不变；大很多；远大于）

3、已知电流表的内阻rg，满偏电流为Ig，若把这个电流表改装成量程为U的电压表，则必须在电流表上联一个阻值为R=的电阻。

（串；

）

请复述电表改装验的实验目的，实验原理，实验器材，实验步骤并画出实验电路图。

巩固练习：

1、测电流表的内阻的实验中备有的器材有

A、电流表（量程0~10mA）.

B、标准电压表（量程0~5V）.

C、电阻箱（阻值范围0~9999Ω）.

D、电阻箱（阻值范围0~99999）.

E、电源（电动势2V，有内阻）.

F、电源（电动势6V，有内阻）.

G、滑动变阻器（组值范围0~50Ω，额定电流1.5A）

还有若干开关和导线.

（1）如果采用图8-3所示的电路测定电流表G的内阻，并且要想得到较高的精确度，那么从以上备用的器件中，可变电阻R1应选用，可变电阻R2应选用，电源E应选用。

（用字母代号填写）

（2）如果实验要进行的步骤有

A．合上S1

B．合上S2

C．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大。

D．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度。

E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半。

F．记下R2的阻值。

把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序写在下面横线上：

（3）如果在步骤F中所得R2的阻值为600Ω，则被测电流表rg的内阻的测量值为Ω。

（4）电流表内阻的测量值r测与其真实值r真的大小关系是r测r真.（填“>”“<”“=”）

请复述测电源电动势及其内阻的实验目的，原理，步骤并画出实验电路图：

巩固练习：

1、室中现有器材如实物图1所示，有：

电池E，电动势约10V，内阻约1Ω；

电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω；

电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；

电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω；滑线变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S，导线若干。

要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻。

（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？

答：

________。

（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。

（3）你要读出的物理量是_________。

用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_______。

2、验室有如下器材：

电流表A1：

满偏电流约500μA（有刻度无刻度值），内阻约600Ω

电流表A2：

量程0－300μA，内阻RA2=1000Ω

电流表A3：

量程0－1mA，内阻RA3=100Ω

电压表V：

量程0－15V，内阻13kΩ

定值电阻：

阻值R0=1kΩ

滑动变阻器：

R=0－5Ω，额定电流2A

电池：

电动势3V，内阻不计，电键，导线等。

要求设计一个电路能多测几组实验数据，从而较精确地测出A1表的内阻rg和满偏电流Ig。

（1）在方框内画出测量所使用的电路图，并注明各元件符号。

（2）应读取的物理量是_______________________

（3）用这些量表示的A1表的满偏电流的表达式Ig=

A1表的内阻的表达式rg=

3、测量一只电压表的内阻RV。

提供的器材有：

待测电压表V（量程0—3V，内阻约为3kΩ）；电阻箱R0（阻值0—9999.9Ω）；滑动变阻器R1（阻值0—20Ω，额定电流为1A）；滑动变阻器R2（0—1500Ω，额定电流为0.5A）；电源E（电动势为6V，内阻为0.5Ω）；电键S及导线若干。

①如果采用如图所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R应选用。

②在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为：

A.合上电键S；

B.使滑动触头P处于最左端，R′的阻值调至最大；

C.保持滑动变阻器的解头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱的此时阻值R2′

D.调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时阻值R1′；

③用测得的物理量表示电压表内阻应为；

④在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值。

4、学要测量一电压表V1的内阻．提供的器材有：

电压表V1（量程3V，内阻约2k）；

电压表V2（量程10V，内阻约5k）；直流电源E（电动势约10V，内阻不计）；

滑动变阻器R（最大阻值为20，额定电流为1A）；定值电阻两个（R1=5.0k，R2=20.0k）；开关S及导线若干。

该同学设计了实验测量电路，通过改变滑动变阻器R的值，测量多组电压表V1的读数U1和电压表V2的读数U2，最终求出电压表V1的内阻。

①请在图甲中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整；

②实验中定值电阻应选用___________（填字母代号）；

③该同学在实验中测出7组对应的数据（见下表）请在图乙坐标中，描点作出U1～U2的图线；

物理量

1

2

3

4

5

6

7

U2/V

1.8

3.1

4.8

6.3

8.0

8.5

9.7

U1/V

0.50

0.90

1.30

1.70

2.00

2.40

2.70

请复述练习使用多用电表的实验目的，原理，步骤。

巩固练习：

1．某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是。

如果要用这支多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是。

2．如下图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。

其中，电流表的满偏电流为300μA，内阻rg=100Ω，调零电阻最大值R=50kΩ，串联的定值电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V。

用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是

A．30～80kΩB.3～8kΩ

C.300～800ΩD.30～80Ω

3.用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时，首先把选择开关拨

到挡，然后把多用电表联在电路中，则电流应从表笔流入，从表笔流出。

4．调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是

A．这个电阻值很小

B．这个电阻值很大

C．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量。

D．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量。

5用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据图1所示的表盘，被测电阻阻值为Ω若将该表选择旋钮置于1mA挡测电流，表盘仍如图1所示，则被测电流

为mA。

6、

（1）一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100。

用×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到_____档。

如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_____，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值______Ω。

（2）某研究性学习小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如图2所示的R∝1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=_______V，r=____Ω。