高二物理暑假專題 電學(xué)實(shí)驗(yàn)2 魯教版

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1、高二物理暑假專題 電學(xué)實(shí)驗(yàn)2 魯教版 一. 本周教學(xué)內(nèi)容： 暑假專題：電學(xué)實(shí)驗(yàn)（2） 二. 半偏法測(cè)電阻： 1. 電路： 2. 測(cè)量值： 1） 2） 3. 真實(shí)值： 1）中： 經(jīng)復(fù)雜計(jì)算可得： 即：測(cè)量值偏大 誤差根源： ，與r的電阻影響 減小誤差的方法： 減小的阻值，但不能無(wú)限制減少，當(dāng)時(shí)，僅剩與r分E，此時(shí)誤差最小。 2）中： 經(jīng)復(fù)雜計(jì)算得： 方法一： 即測(cè)量值偏小 誤差根源：的電阻值 減小誤差方法：增大的阻值 討論：阻值增大，導(dǎo)致電路電流減小，為使得電流為，需增大電源的E。 方法二：

2、即：測(cè)量值偏小 分析：要減少誤差應(yīng)增加，其它分析同方法一。 方法三： 誤差= 即：要減小誤差需減少的比值，由于為定值，只好增大E，此處與方法一、二的分析是統(tǒng)一的。 三. 改裝電表： （一）改裝電表的算法： 1. 電流表改裝成電壓表 （1）原理：利用串聯(lián)電阻的分壓作用。 （2）分壓電阻的計(jì)算：設(shè)電流表滿偏電流為，內(nèi)阻為，滿偏電壓為，利用串聯(lián)電阻的分壓作用，可將電流表串一電阻使電流表改裝成電壓表，設(shè)電壓表量程為U，則，分壓電阻。 2. 電流表擴(kuò)大量程 （1）原理：利用并聯(lián)電阻的分流作用。 （2）分流電阻的計(jì)算：將電流的量程擴(kuò)大到I，要并聯(lián)的電阻為，由并聯(lián)電路電壓相等有，

3、，。 （二）校對(duì)方法： 1. 電路： 2. 計(jì)算： 對(duì)改裝電表的影響： （三）半偏法 1）中： ①對(duì)的影響 由知 所串入電阻偏大，導(dǎo)致電路電流偏小，示數(shù)偏小，即讀數(shù)偏小。 ②對(duì)的影響 由知 所并入電阻偏大，分流偏小，示數(shù)偏大，即讀數(shù)偏大。 2）中： ①對(duì)的影響： 由知 所串入電阻偏小，導(dǎo)致電路電流偏大，示數(shù)偏大，即讀數(shù)偏大。 ②對(duì)的影響： 由知 所并入電阻偏小，分流偏大，示數(shù)偏小，即讀數(shù)偏大。 【典型例題】 例1. 如果兩個(gè)電流表的滿偏電流均為，內(nèi)阻，欲將其改裝成量程分別為3V和15V的電壓表，則： （1）分別串聯(lián)的電阻為多大？

4、 （2）將改裝后的電壓表串聯(lián)后測(cè)電路中電阻的電壓時(shí)，指針的偏角有何關(guān)系，示數(shù)有何關(guān)系？ 解題方略： （1） 改裝成3V應(yīng)串電阻 （2）將兩只電壓表串聯(lián)后測(cè)電壓，即如圖所示連接，因流過(guò)表頭的電流相同，故偏角，而電壓表內(nèi)阻有關(guān)系，，故電壓表示數(shù)之比也為U1：U2=1：5。 評(píng)點(diǎn)：電流表改裝成電壓表的問(wèn)題要注意串聯(lián)電阻電壓的分配關(guān)系，同時(shí)注意電壓表的電壓到量程時(shí)，表頭內(nèi)的電流就到滿偏。 例2. （2001年全國(guó)高考題）下圖中E為電源，其電動(dòng)勢(shì)為E，為滑線變阻器，為電阻箱，A為電流表，用此電路，經(jīng)以下步驟可近似測(cè)得A的內(nèi)阻；①閉合，斷開(kāi)，調(diào)節(jié)，使電流表讀數(shù)等于其量程；②保持

5、不變，閉合，調(diào)節(jié)，使電流表讀數(shù)等于，然后讀出的值，取。 （1）按上圖所示電路在下圖所給出的實(shí)物圖中畫(huà)出連接導(dǎo)線。 （2）真實(shí)值與測(cè)得值之差除以真實(shí)值叫做測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差，即。試導(dǎo)出它與電源電動(dòng)勢(shì)E、電流表量程及電流表內(nèi)阻的關(guān)系式。 （3）若，真實(shí)值約為30Ω，要想使測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差不大于5%，電源電動(dòng)勢(shì)最小應(yīng)為多少伏？ 解題方略：首先題中給出了實(shí)驗(yàn)電路圖，讓連接實(shí)物圖，只要正確識(shí)別各元件的結(jié)構(gòu)，找出兩圖中符號(hào)與實(shí)物元件間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，連接相應(yīng)的導(dǎo)線即完成連接，第二要求相對(duì)誤差，就要理解什么是相對(duì)誤差，還需要弄清本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因，閉合，斷開(kāi)時(shí)，電流表讀數(shù)；保持不變，閉合，調(diào)

6、節(jié)，當(dāng)電流表讀數(shù)等于時(shí)，題中取，即認(rèn)為中電流也為，總電流仍為，實(shí)際上，當(dāng)并聯(lián)后，閉合電路的總電阻減小了，總電流，中電流大于，所以將小于，這就造成本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量值小于實(shí)際值，產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)誤差，只要我們利用兩個(gè)步驟的電路，用閉合電路歐姆定律，找出的實(shí)際關(guān)系，問(wèn)題就解決了。 答案：（1）連線如下圖所示 （2）由閉合電路歐姆定律對(duì)步驟①有 對(duì)步驟②有 解得 （3）由（2）所得及題中要求，可知因此，，故電源電動(dòng)勢(shì)的最小值為6V。 例3. 如圖所示，將一個(gè)改裝的電流表接入電路和進(jìn)行校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)待測(cè)表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏大一些，如表頭G的是準(zhǔn)確的，出現(xiàn)的誤差可能是下述哪種原因引起的（

7、 ） A. 的測(cè)量值比真實(shí)值偏大 B. 的測(cè)量值比真實(shí)值偏小 C. 所并聯(lián)的比公式計(jì)算出的偏小 D. 所并聯(lián)的比公式計(jì)算出的偏大 解題方略：待測(cè)表的讀數(shù)偏大，表明通過(guò)待測(cè)表的G的電流比標(biāo)準(zhǔn)表的G的電流強(qiáng)度大，使G的指針偏轉(zhuǎn)較大，反映了支路分去的電流太少，即太大，由并聯(lián)電路，有，所以，在與I準(zhǔn)確時(shí)，的阻值偏大或偏小，直接反映了的測(cè)量比真實(shí)值是偏大還是偏小，所以選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。 同理，當(dāng)為準(zhǔn)確的，則也相對(duì)準(zhǔn)確，由上述分析偏大，即，此時(shí)通過(guò)G的電流大，待測(cè)表的指針偏轉(zhuǎn)就大，所以選項(xiàng)D正確。 答案：AD 【模擬試題】 1. 如圖所示，一個(gè)電流表上裝有四個(gè)接頭A、B、

8、C、D分別接到電流表G和兩個(gè)分流電阻上，如果用一個(gè)銅片把B和C連接起來(lái)，則電流表能夠量度的最大電流為1.5A，如果把A和B以及C和D分別用銅片連接起來(lái)，則電流表能夠量度的最大電流為3A，已知，求當(dāng)四個(gè)接頭不連結(jié)任何銅片時(shí)，電流表所能量度的最大電流是_______A。 2. 用標(biāo)準(zhǔn)安培表對(duì)改裝安培表進(jìn)行校準(zhǔn)，如圖所示電路，要求從10mA校準(zhǔn)到50mA，已知電源電動(dòng)勢(shì)2V，內(nèi)阻不計(jì)，則定值電阻阻值應(yīng)是____________Ω，電阻的額定功率為_(kāi)_________W，滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍是_________Ω。 3. 有一個(gè)電壓表，量程已知，內(nèi)阻為。另有一電池（電動(dòng)勢(shì)未知，但不超過(guò)電

9、壓表的量程，內(nèi)阻可忽略），請(qǐng)用這只電壓表和電池，再用一個(gè)電鍵和一些連接用的導(dǎo)線，設(shè)計(jì)測(cè)量某一高值電阻的實(shí)驗(yàn)方法（已知的值與相差不大） （1）在矩形框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。 （2）簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)量步驟和需記錄數(shù)據(jù)，導(dǎo)出高值電阻的計(jì)算式。 4. 某電壓表的內(nèi)阻在20kΩ~50kΩ之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用器材：待測(cè)電壓表（量程3V），電流表（量程200μA），電流表（量程5mA），電流表（量程0.6A），滑動(dòng)變阻器R（最大阻值1kΩ），電源E（電動(dòng)勢(shì)4V），電鍵K。 （1）所提供的電流表中，應(yīng)選用___________（填寫(xiě)字母代號(hào)）。 （2）為了盡量減小誤差，要求測(cè)量多組數(shù)

10、據(jù)，試在下圖中畫(huà)出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖（其中電源和電鍵及其連線已畫(huà)出）。 5. （2000年全國(guó)）從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表的內(nèi)阻，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)出多組數(shù)據(jù)。 （1）在虛線方框中畫(huà)出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。 （2）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算，則所用的表達(dá)式為=_____________，式中各符號(hào)的意義是：__________________。 [參考答案] http://www.DearEDU.com 1. 1A 2. 40 0.1 0~160 3. （1）如圖 （2） 4. （1） （2）如圖 5. （1）如圖 （2） 表示通過(guò)電流表的電流，表示通過(guò)電流表的電流，表示電流表的內(nèi)阻。