人教版物理必修3-1恒定電流(實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)) 課件上學(xué)期

1、電阻的測量,,電阻的定義:,內(nèi)接法：,外接法：,一、電流表和電壓表的連接方式,1、外接法:,（1）測量值與真實(shí)值的關(guān)系,∴,①測量值R測是被測電阻的實(shí)際的真實(shí)值和電壓表自身的阻值(內(nèi)阻)并聯(lián)而得到的阻值，因此是小于真實(shí)值的．②造成誤差的原因：電壓表的分流作用（電流表的內(nèi)阻對(duì)測量結(jié)果不產(chǎn)生影響）．,(3)因此 當(dāng)　　 時(shí)，即測量阻值較小的電阻時(shí)，電壓表的分流作用小，采用電流表外接法．,(2)誤差分析,2．內(nèi)接法:,（1）測量值與真實(shí)

2、值的關(guān)系,∴,①測量值是被測電阻的真實(shí)值和電流表內(nèi)阻的串聯(lián)值，大于真實(shí)值．②造成誤差的原因：電流表的分壓作用（電壓表的內(nèi)阻對(duì)測量結(jié)果不產(chǎn)生影響）．,(3)應(yīng)用在　　　　　　時(shí)，即測量阻值較大的電阻時(shí)，電流表的分壓作用小，采用電流表內(nèi)接法．,(2)誤差分析,例題:,[例1]:為了較準(zhǔn)確地測量一待測電阻RX=20Ω的阻值,現(xiàn)有一電壓表其阻值為1KΩ,和一阻值為0.2Ω的電流表,電流表應(yīng)選擇哪一種連接方法?,[結(jié) 論]：1當(dāng)RX

3、/ RA>RV/RX時(shí),應(yīng)選內(nèi)接法2當(dāng)RX/ RA<RV/RX時(shí),應(yīng)選外接法3當(dāng)RX/ RA<RV/RX時(shí),兩種接法都可以,例2：已知電流表的內(nèi)阻約為0.1?，電壓表的內(nèi)阻約為４k?，若待測電阻約為２? ，用伏安法測其電阻應(yīng)采用電流表　　接法．,外,200?,,20?,兩種接法都可!,,內(nèi),,3、試觸法,利用伏安法測電阻時(shí)，若不知待測電阻。可采用下述方法選擇正確電路以減小誤差。可將儀器按下圖接好，并空出伏特表的一個(gè)

4、接頭P，將P分別與a，b 兩點(diǎn)接觸一下，如果安培表示數(shù)變化，則P 應(yīng)接在————處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，則P 應(yīng)接在 —處。,b,a,例2: 某同學(xué)按如圖所示電路測量一未知電阻.閉合開關(guān)后，先把電壓表接在c點(diǎn)上，兩表的讀數(shù)分別為：U1=3.0V，I1=0.38A；然后把電壓表接在b點(diǎn)上，兩表的讀數(shù)分別為：U2=2.0V，I2=0.4A. (1)為了盡可能減小測量誤差，電壓表連線應(yīng)接在b、c中的 點(diǎn)

5、上，此時(shí)測得的電阻值R= Ω.,試觸法,5.0,b,,1:為了較準(zhǔn)確地測量一待測電阻RX=20Ω的阻值,現(xiàn)有一電壓表其阻值為5KΩ,和一阻值為0.2Ω的電流表,應(yīng)選擇哪一種電路?2:如圖,用伏安法測電阻R0時(shí),MN接在恒定電壓上,當(dāng)K接a時(shí)電壓表示數(shù)10V,電流表示數(shù)0.2A;當(dāng)K接b時(shí),電壓表示數(shù)12V,電流表示數(shù)0.15A,為了較準(zhǔn)確地測定R0,K應(yīng)接在_____點(diǎn), R0的真實(shí)值為________Ω.,,二、滑線變阻器

6、的連接方式:,1、認(rèn)識(shí)滑動(dòng)變阻器。,（1）滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造,A、B、C、D四個(gè)接線柱，P為滑動(dòng)觸頭，AB間為電阻可忽略不計(jì)的粗金屬桿。CD間為繞制的電阻絲，電阻絲彼此絕緣。,2.原理：根據(jù)電阻定律 阻值與導(dǎo)體長度成正比，改變接入電路中的電阻絲的長度就實(shí)現(xiàn)改度電阻的目的。,3.滑線變阻器的連接,(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器作為定值電阻使用時(shí)，把C、D連入電路，此時(shí)電阻為滑動(dòng)變阻器的電阻最大值，滑動(dòng)觸頭P在任何位置都不能改變

7、電阻值。,(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器作為可變電阻使用時(shí)，其功能有二，（一）通過改變變阻器電阻改變電路電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路電流的控制。（二）通過變阻器改變電阻、改變用電器的電壓，起調(diào)壓器的作用。,4.分壓電路的分析,設(shè)滑動(dòng)變阻器的的總阻值為r總，被測電阻的的阻值為R，變阻器CP間電阻為r?時(shí),CP間總電阻,,若R＞＞r,無論P(yáng)在什么位置 RCP=r?,二、滑線變阻器的連接方式:,R,R,1、Rx兩端電壓的調(diào)節(jié)范圍：,限流式：,,分壓式：,0~U,

8、a,b,a,b,2、限流電路和分壓電路的選擇：（1）若要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)，即大范圍內(nèi)測量時(shí)，必須采用 .（2）若采用限流式不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，即滑線變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測電阻上的電流（或電壓）仍超過電流表（或電壓表）的量程，或超過待測電阻的額定電流，則必須選用分壓式。（3）限流式適合測量阻值小的電阻（一般比滑限電阻器的總阻值小）。分壓式適合測量阻值較大的電阻（一

9、般比滑線電阻器的總阻值大）。若待測的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大的多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從一端滑到另一端時(shí)，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不大時(shí)，應(yīng)采用分壓電路。,分壓接法,例3、圖為用伏安法測量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，規(guī)格如下： 待測電阻Rx（約100?) 直流毫安表（量程0～50 mA,r=10 ?) 直流電壓表（量程0～3V,內(nèi)阻5k?) 直流電源（電壓輸出3V,內(nèi)阻

10、不計(jì)） 劃線變阻器（阻值0～100 ?,允許最大電流1A) 開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干條 根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，畫出實(shí)驗(yàn)原理圖并在本題的實(shí)物圖上連線。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3,3,mA,+,+,_,Rx,10,50,15,三、連接實(shí)物圖的基本方法：(1)參照實(shí)物位置，畫好實(shí)驗(yàn)電路圖；(2)分析各元件連接

11、方式，明確電表量程；(3)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始， 到開關(guān)，再到滑動(dòng)變阻器等，按順序以單線連接方式將 主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來，然后再將要并聯(lián) 的元件并聯(lián)到電路中。(4)電壓表應(yīng)并聯(lián)，電流表應(yīng)串聯(lián)，且電流應(yīng)由正接線柱流入,負(fù)接線柱流出。(5)變阻器觸頭的位置應(yīng)保證電路中用電器安全為原則，即保證加在用電器兩端電壓應(yīng)盡量小。(6)連線不能交叉。連好實(shí)物圖后，對(duì)照電路圖再檢查一遍。,四、實(shí)驗(yàn)器材

12、的選擇1、儀器選擇一般應(yīng)考慮的因素：（1）安全性原則 如電流或電壓不能超過電流表或電壓表的量程；（2）精確性原則 表的指針盡可能在中心刻度附近；（3）經(jīng)濟(jì)性原則（便于操作） 在保證安全可靠，能滿足實(shí)驗(yàn)要求的前提下，應(yīng)減小額外的電能耗，實(shí)驗(yàn)要便于操作。,,,2、選擇儀器的的一般步驟：,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求及所給器材畫出合理的原理圖,,根據(jù)原理圖先找出實(shí)驗(yàn)中唯一性器材,,估算待測電路中?,U的最小、最大值，考慮能

13、否半偏以上，選擇合適量程的電壓、電流表及滑動(dòng)變阻器,例4、有一個(gè)待測電阻RX，其阻值約為40~60?之間，需要進(jìn)一步測定其阻值，手中現(xiàn)有下列器材： 電池組E：電動(dòng)勢(shì)9V，內(nèi)阻0.5 ?； 電壓表V：量程0~15V，內(nèi)阻20K ? ； 電流表A1：量程0~50mA，內(nèi)阻約4 ?； 電流表A2：量程0~300mA，內(nèi)阻約4 ? ； 滑動(dòng)變阻器R1： 0~20? ，額定電流1

14、A； 滑動(dòng)變阻器R2： 0~1700? ，額定電流0.3A; 電鍵一只,導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)要求能多測幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),而且要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)盡量準(zhǔn)確,（1）在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并按電路圖連接實(shí)物圖（2）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表是______，滑動(dòng)變阻器是______.,A2,R1,小結(jié)：一、電流表和電壓表的連接方式二、滑線變阻器的連接方式:分壓式與限流式三、連接實(shí)物圖的基本方法四、實(shí)驗(yàn)器材的選擇,練習(xí)1、（

15、2000全國高考題）從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。,（1）在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)出所用器材的代號(hào)。（2）若選測量數(shù)據(jù)中一組計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為r1= ,式中各符號(hào)的意義是 。,練習(xí)2、有一根細(xì)長而均勻的金屬材料樣品，截面為外方（正方形）內(nèi)圓，如

16、圖所示。此金屬材料質(zhì)量約為0.1～0.2kg，長約30 cm，電阻約為20Ω。已知這種金屬的電阻率為ρ,密度為ρo。因管線內(nèi)徑太小，無法直接測量，請(qǐng)根據(jù)以下器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測量其內(nèi)徑。 A．毫米刻度尺; B．螺旋測微器; C．電流表（300mA,10Ω）; D．電流表（3A，0.1Ω）; E．電壓表（3V,6kΩ）; F．滑動(dòng)變阻器（2 kΩ，0.