【物理】2019届一轮复习鲁科版第八章电学实验基础学案 11页

基础课3　电学实验基础 ‎　电流表、电压表的读数及改装 ‎1．两种电表的读数方法 电流表 电压表 符号 参数 量程：0～0.6 A，0～3 A 内阻：小于1 Ω 量程：0～3 V，0～15 V 内阻：3 kΩ，15 kΩ 读数 方法 视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读，3 A量程估读到最小分度的，0.6 A 量程的估读到最小分度的 视线垂直于刻度盘表面，一般都需估读，3 V量程估读到最小分度的，15 V 量程的估读到最小分度的 ‎2.电表的改装 改装成电压表 改装成电流表 内部电路 改装原理 串联分压 并联分流 改装后的量程 U＝Ig(R＋Rg)‎ I＝Ig 量程扩大的倍数 n＝ n＝ 接入电阻的阻值 R＝－Rg＝(n－1)Rg R＝＝ 改装后的总内阻 RV＝Rg＋R＝nRg RA＝＝ 校对电路 改装成的电流表 改装成的电压表 ‎1．[电压表、电流表和电阻箱的读数](1)①图1所示的电流表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。‎ ‎②图2所示的电压表使用较小量程时，每小格表示________V，图中指针的示数为________V。若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________ V，图中表针指示的是________V。‎ ‎　　　　　　 图1　　　　　　　　　图2‎ ‎(2)旋钮式电阻箱如图3所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______Ω。今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是________。若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为________。‎ 图3‎ 解析　(1)①电流表使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，指针的示数为0.44 A；当换用3 A量程时，每一小格为0.1 A，指针示数为2.20 A。‎ ‎②电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，指针示数为1.40 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，指针示数为7.0 V。‎ ‎(2)电阻为1 987 Ω。最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2×9 999 Ω＝19 998 Ω。故两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。‎ 答案　(1)①0.02　0.44　0.1　2.20　②0.1　1.40　0.5　7.0　(2)1 987　将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0　0～19 998 Ω ‎2．[电流表、电压表的改装]小明在实验室测量某金属丝的电阻率时，经分析需要一个量程为6 V的电压表与一个量程为0.6 A的电流表，但实验室为其提供的器材有两个满偏电流为Ig＝3 mA、内阻为Rg＝120 Ω的电流表，两个最大阻值为9 999.9 Ω的电阻箱。现用以上器材改装成满足上述要求的电压表和电流表，要得到量程为6 V的电压表需将__________联的电阻箱调到__________Ω，要得到量程为0.6 A的电流表需将__________联的电阻箱调到__________ Ω。‎ 解析　要将提供的电流表改装成量程为6 V的电压表，应串联一个电阻，设应串联电阻的阻值为R1，则Ug＝IgRg＝3×10－3×120 V＝0.36 V，UR1＝U－Ug＝6 V－0.36 V＝5.64 V，根据串联电路中的电压分配关系可得R1＝Rg＝×120 Ω＝1 880 Ω，即应串联一个1 880 Ω的电阻，故串联的电阻箱应调到1 880 Ω。‎ 要将提供的电流表改装成量程为0.6 A的电流表，应并联一个电阻，设应并联电阻的阻值为R2，则IR2＝I－Ig＝0.6 A－3×10－3 A＝0.597 A，根据并联电路中的电流分配关系可得R2＝Rg＝×120 Ω＝0.6 Ω，即应并联一个0.6 Ω的电阻，故并联的电阻箱应调到0.6 Ω。‎ 答案　串　1 880　并　0.6‎ ‎　测量电路与控制电路的选择与设计 ‎1．测量电路 ‎(1)电流表的内接法和外接法的比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压 电压表分流 U测＝Ux＋UA I测＝Ix＋IV 电阻 测量值 R测＝＝Rx＋RA＞Rx，测量值大于真实值 R测＝＝＜Rx，测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx 适用于 测量 大阻值电阻 小阻值电阻 ‎(2)两种电路的选择 ‎①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大、小外偏小”。‎ ‎ ②临界值计算法：‎ Rx＜时，用电流表外接法；‎ Rx＞时，用电流表内接法。‎ ‎③实验试探法：按图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。‎ ‎2．控制电路 ‎(1)滑动变阻器的限流式接法和分压式接法 ‎　方式 内容　　‎ 限流式接法 分压式接法 对比说明 两种接法电路图 串、并联关系不同 负载R上电压调节范围 ≤U≤E ‎0≤U≤E 分压电路调节范围大 负载R上电流调节范围 ≤I≤ ‎0≤I≤ 分压电路调节范围大 闭合S前滑片P位置 b端 a端 都是为了保护电路元件 ‎(2)必须选用分压式的“3种情况”‎ ‎①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，既若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。‎ ‎②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压式接法。‎ ‎③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。‎ ‎1．[测量电路的选择]在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表的内阻约为2 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图4(a)或(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则__________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。‎ 图4‎ 解析　由于＝＝10，而＝＝20，可见>，应采用题图(a)电路测量更准确，即Rx1更接近待测电阻的真实值；由于Rx1＝，其中R真＝，而U>UR，I＝IR，则Rx1>R真，即测量值Rx1大于真实值；又由于Rx2＝，R真＝，其中U＝UR，I>IR，则Rx2