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日照实验高级中学2018级物理导学案编写：宋明文审核：陈彦双1第二章恒定电流实验基础理论综合梳理（一）——电路结构、仪器读数及测小灯泡特性曲线一、电压表和电流表的使用电流表的内接法和外接法的比较(1)两种接法的比较内接法外接法电路误差分析电压表示数UV＝UR＋UA＞UR电流表示数IA＝IRR测＝UVIA＞URIR＝R真电压表示数UV＝UR电流表示数IA＝IR＋IV＞IRR测＝UVIA＜URIR＝R真误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用(2)电流表内、外接的选择方法①直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”.②公式计算法当Rx＞RARV时用电流表内接法，当Rx＜RARV时用电流表外接法，当Rx＝RARV时两种接法效果相同.③试触法：如图1，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选用外接法.例1.在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式Rx＝UI计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.练习1.一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量其电阻，用如图所示甲、乙两种电路各测一次，图甲测得的数据是3.0V、3.0mA，图乙测得的数据是2.0V、2.9mA，由此可知，图测得Rx的误差较小，测量值Rx＝.班级：姓名：日照实验高级中学2018级物理导学案编写：宋明文审核：陈彦双2二、滑动变阻器的使用1.滑动变阻器的限流式与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(电源内阻不计)RER＋R0≤U≤E0≤U≤E分压式接法调节范围大负载R上电流调节范围(电源内阻不计)ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER分压式接法调节范围大闭合S前滑片位置b端a端都是为了保护电路元件2.分压式和限流式电路的选择原则(1)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路.(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，应用分压式电路.(3)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即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)，则此时必须选用分压式电路.说明：两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低.例2.某同学想描绘小灯泡的伏安特性曲线，他选择“3V、0.5A”的小灯泡作为研究对象，请回答下面几个问题：(1)下列实验器材中应选择.(填入器材序号)A.电流表(量程0～0.6A,内阻1Ω)B.电流表(量程0～3A，内阻1Ω)C.电压表(量程0～15V，内阻约10kΩ)D.电压表(0～3V，内阻约2kΩ)E.滑动变阻器(阻值0～100Ω)F.滑动变阻器(阻值0～10Ω)G.电源E＝3VH.开关S，导线若干(2)在本实验中要求电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用(选填“分压”或“限流”)式接法，电流表应采用(选填“内”或“外”)接法.(3)在方框中画出实验电路图，并用实线代替导线，将图中的器材连接成可供实验的电路.图3日照实验高级中学2018级物理导学案编写：宋明文审核：陈彦双3练习2.某同学测小灯泡正常发光时的电阻，可供选择的实验仪器如下：小灯泡L(“3.8V0.3A”)电压表V(量程0～5V，内阻5kΩ)电流表A1(量程0～100mA，内阻4Ω)电流表A2(量程0～500mA，内阻0.4Ω)滑动变阻器R1(最大阻值10Ω，额定电流1.0A)滑动变阻器R2(最大阻值500Ω，额定电流0.5A)直流电源E(电动势约为4V，内阻不计)开关S，导线若干(1)在上述器材中，滑动变阻器应选；电流表应选.(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号.三、电压表、电流表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可.(1)0～3V的电压表和0～3A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1V和0.1A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位.(2)对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V.(3)对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A.例3.如图为电流表和电压表的刻度盘.(1)图甲使用0.6A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3A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)图乙使用较小量程时，每小格表示V，图中表针的示数为V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示V，图中表针示数为V.练习3.分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.电表所选量程测量值0～3V0～15V0～3A0～0.6A四、螺旋测微器的原理及读数例4.用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件(选填“A”“B”“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为mm.日照实验高级中学2018级物理导学案编写：宋明文审核：陈彦双4练习4.用螺旋测微器测量某金属丝的直径，如图所示，该金属丝的直径为mm.五、游标卡尺的原理及读数例5.用游标卡尺可以测量某些工件的外径.在测量时，示数如图所示，则读数为mm.练习5.如图所示，游标卡尺的读数是mm；螺旋测微器的读数是mm.练习6．某同学用下列器材描绘额定电压为3．0V小灯泡的伏安特性曲线(要求电压变化从零开始)．A．电流表(0．6A，1Ω)B．电压表(3V，1kΩ)C．滑动变阻器(10Ω，1A)D．电源(4V，内阻不计)(1)请你在实物连接图甲中，把还需要连接的导线补上．(2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“左”或“右”)．(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数逐渐增大，电流表指针却几乎不动，则电路的故障为____________________________．(4)排除故障后，某次测量时电流表的指针位置如图乙所示，其读数为________A．(5)小明完成实验后，由实验数据画出小灯泡的I－U图象，如图丙中实线所示．由图可确定小灯泡在电压为2．0V时的电阻为________Ω(保留两位有效数字)．(6)从图象上可以看出，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是。(7)这表明小灯泡的电阻随温度的升高而。第4条线对齐！日照实验高级中学2018级物理导学案编写：宋明文审核：陈彦双5第二章恒定电流实验基础理论综合梳理（一）课后练习——电路结构、仪器读数及测小灯泡特性曲线1.读出图中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数，螺旋测微器的示数为mm，游标卡尺A的示数为cm，游标卡尺B的示数为cm.2.用伏安法测未知电阻Rx时，若不知Rx的大约数值，为了选择正确的电流表接法以减小误差，可将仪器按如图所示连接，只空出电压表的一个接头K，然后将K分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，则()A.若电流表示数有显著变化，K应接aB.若电流表示数有显著变化，K应接bC.若电压表示数有显著变化，K应接aD.若电压表示数有显著变化，K应接b3.图是小组同学在测绘小灯泡的伏安特性曲线时的实物连接图.(1)根据实物图在虚线框中画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V.所示读数为：①、②、③、④.两组数据得到的电阻分别为和.班级：姓名：日照实验高级中学2018级物理导学案编写：宋明文审核：陈彦双64.为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(大约60Ω)，有以下器材可供选择.电流表：A1(量程0～50mA，内阻约6Ω)电流表：A2(量程0～3A，内阻约0.6Ω)电压表：V1(量程0～3V，内阻约3000Ω)电压表：V2(量程0～15V，内阻很大)滑动变阻器：R1(0～5Ω，允许最大电流2.0A)滑动变阻器：R2(0～1kΩ，允许最大电流0.5A)电源：E(电动势约为3V，内阻不计)单刀单掷开关S一个，导线若干；(1)电流表应选电压表应选，滑动变阻器应选(填字母代号)(2)请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图.(要求测量值的范围尽可能大一些)(3)通过分析，在本实验中Rx的测量值真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).5.兴趣小组为了测量一待测电阻丝的阻值Rx，其阻值约为9Ω，再用千分尺测量该段电阻丝的直径，如图所示，然后再用伏安法精确地测量.实验室里准备了以下器材：A.电压表V1，量程3V，内阻约5kΩB.电压表V2，量程15V，内阻约25kΩC.电流表A1，量程0.6A，内阻约0.2ΩD.电流表A2，量程3A，内阻约0.04ΩE.电源，电动势E＝3VF.滑动变阻器R1，最大阻值5Ω，最大电流为3AG.滑动变阻器R2，最大阻值200Ω，最大电流为1.5AH.开关S、导线若干(1)此电阻丝的直径是mm.(2)在用伏安法测量该段电阻丝的阻值时，要求尽可能准确，并且待测电阻两端的电压从零开始可以连续调节，则在上述提供的器材中电压表应选；电流表应选；滑动变阻器应选.(填器材前面的字母代号)(3)在虚线框内画出用伏安法测量该段电阻丝的阻值时的实验电路图.