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第十一章电路及其应用本章小结
构建知识网络
归纳专题小结
专题1测量电阻的创新实验测量电阻的基础方法是伏安法测电阻,除此以外,还有很多方法,例如:安安法测电阻、伏伏法测电阻、比较法测电阻、替代法测电阻、半偏法测电阻等.不管哪种方法,都综合应用了欧姆定律、电阻定律和串并联电路的规律等,下面重点说明半偏法测电阻.
1.电流半偏法:如图甲所示,断开S2、接通S1,把滑动变阻器R1由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节,使电流表的指针达到满偏;此后保持R1阻值不变,接通S2,调整电阻箱R2的阻值,使电流表的指针恰好偏转到满刻度的一半,读出电阻箱R2的阻值,则RA=R2.此方法要求待测电阻RA较小,并配以足够大的滑动变阻器及合适的电源电压.测量值偏小.
2.电压半偏法:如图乙所示,闭合S,使电阻箱R2的阻值为零,调节滑动变阻器R1,使电压表满偏;保持R1阻值不变,调节R2,使电压表半偏,则RV=R2.此方法要求待测电阻RV较大,并配以较小的滑动变阻器及合适的电源电压,测量值偏大.
例1电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表V(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),直流电源E(电压为6V),开关两个,导线若干.
(1)图中虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整.
(2)根据设计的电路图,补充完整实验步骤:①闭合S1,移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;②闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;③____________________________;④读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻.(3)用这种方法测出的电压表内阻记为R′V,与电压表内阻的真实值RV相比,R′V____RV(填“”“=”或“”),主要理由是__________________________.
解析:(1)因滑动变阻器阻值较小,所以选择滑动变阻器的分压接法.实验电路图如图所示.
(2)③保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏.(3)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,R0分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV′RV(其他合理说法同样正确).答案:(1)见解析(2)见解析(3)电压表所在支路电阻增大,分得的电压增大
例2某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的直径和电阻.试回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,测量结果如图甲所示,则该圆柱体的直径为d=______mm.(2)某同学利用多用电表粗测出该金属圆柱体的电阻为15Ω,为了更精确地测量其电阻,他设计了如图乙所示的电路图,实验步骤如下,请将下列内容补充完整.①闭合开关S1,将开关S2接a处,调整滑动变阻器的触头到适当位置,待电流表示数稳定后读出电流表的示数.某次实验中电流表的示数如图丙所示,则此次电流表的示数I=______A;(电流表选用0.6A量程)
②然后又将开关S2接b处,保持滑动变阻器的触头位置不变,调节电阻箱,使电流表示数与①相同,电阻箱此时的示数如图丁所示,则电阻箱此时的阻值为R1=__________Ω;③被测电阻R2的阻值R2=__________Ω.
解析:(1)螺旋测微器的读数为d=5mm+31.0×0.01mm=5.310mm(5.309~5.311均可).(2)①电流表的量程是0.6A,由于每小格的读数为0.02A,应进行估读,即应估读到0.01A,所以读数为I=0.36A.②电阻箱的读数为R1=(0×100+1×10+6×1+0×0.1)Ω=16.0Ω.③根据欧姆定律可知,当电流表示数不变时,说明待测电阻与电阻箱的阻值相等,所以R2=R=16.0Ω.答案:(1)5.310(5.309~5.311均可)(2)①0.36②16.0③16.0
专题2电路故障的分析方法1.用电压表检查故障(1)断路故障判断:用电压表与电源并联,若有示数,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则说明该段电路中有断点.(2)短路故障判断:用电压表与电源并联,若有示数,再逐段与用电器并联,若电压表示数为零,则说明该段电路被短路.
2.用欧姆表检查故障用欧姆表检查故障,一定要注意将待测部分与电路断开.若测得某段电路的电阻为零,说明该部分短路;若测得某段电路的电阻无穷大,说明该部分断路.
例3如图是某同学连接的实验实物图,合上开关S后,发现灯A、B都不亮,如果只有一处电路有故障.他采用下列两种方法检查故
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