电学实验2013课件.ppt

1．电学实验电路的基本结构一个完整的电学实验电路往往包括测量电路与控制电路两部分．测量电路：指体现实验原理和测量方法的那部分电路，通常由电表、被测元件、电阻箱等构成．控制电路：指提供电能、控制和调节电流(电压)大小的那部分电路，通常由电源、开关、滑动变阻器等构成． 2．实验电路构思的一般程序(1)审题①实验目的；②给定器材的性能参数．(2)电表的选择根据被测电阻及给定电源的相关信息，如电源的电动势、被测电阻的阻值范围和额定电流等，估算出被测电阻的端电压及通过它的电流的最大值，以此为依据，选定量程适当的电表．(3)控制电路的选择一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式（如图）．限流接法适合测量小电阻和与变阻器总电阻相比差不多或还小的电阻． 例3.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～ 1000Ω）：电源E（电动势约为9V，有一定内 阻）；电压表V1（量程1.5V，内阻r1=750Ω); 电压表V2（量程5V，内阻r2约为2500Ω);滑动变 阻器R（最大阻值为100Ω）；开关S，导线若干。 （1）测量中要求电压表的读数不小于量程的1/3，试画出实验中测量电阻Rx的异种原理图。 （2）若电压表V1的读数为U1，V2的读数为U2，则 用已知量和测的量表示待测电阻Rx的阻值的计算公式是 —————————— （2004年全国） 答案：（1）原理图如图所示. （2）待测电阻RX阻值的计算公式为： V2 Rx R S E V1 4.电阻箱或定值电阻当电表用 （1）电阻箱作电压表用，如图所示：可测得电流表A2的内阻R2＝（I1-I2)R/I2 图中电阻箱R可测得电压为（I1-I2)R （2）电阻箱作电流表用 如图所示，若已知R及RV,则测得干路电流为： A2 A1 R R RV V I 5.比较法测电阻 如图所示，测得电阻箱R1的阻值及A1表、A2表的示数I1、I2，可得Rx=I2R1/I1. 若考虑电表内阻的影响，则 I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2) A2 A1 U R1 Rx 6.替代法测电阻 如图所示，①S接1，调节R2，读出电流表示数为I； ②S接2，保持R2不变，调节电阻箱R1，使电流表示数也为I。 由上可得：RX=R1 R2 Rx R1 S 1 2 该方法的优点是消除了电表内阻对测量结果的影响 缺点是电阻箱内阻不可以连续调节。 三．半偏法测量电流表的内阻 1.原理 　　半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻． 2.电路 3.步骤 1.先闭合S1 ，调节R1使电流表指针满偏. 2.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值. 3.若R1＞100R2 ，有Rg=R2 S1 S2 R1 R2 ． ． ． ． ． ． G 4.误差分析 　　在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开关S2时，调节R2使电流表半偏，即通过电流表的电流为Ig/2，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，即比Ig稍大，这样通过R2的电流将大于Ig/2，因此电流表内阻的测量值小于真实值． 5.半偏法测电压表的内阻 R测R真 1.把电阻箱R0的阻值调到0，把滑动变阻器的触头P滑到a端． 3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值. 4.若RRV ，有Rg=R0 2.闭合开关S，调节R使电压表指针满偏. V R a b S R0 P ． ． ． 半偏法测电压表的内阻 半偏法测电流表的内阻 电路 实验条件 实验步骤 1.把滑动变阻器的触头P滑到a端．把电阻箱R0的阻值调到0 1.把滑动变阻器R1的电阻调到最大，把电阻箱R2的阻值调到0 2.闭合开关S，调节R使电压表指针满偏. 2.先闭合S1 ，调节R1使电流表指针满偏. 3.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值,则Rg=R2. 3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值,则RV=R0. S1 S2 R1 R2 ． ． ． ． ． ． G V R a b S R0 P ． ． ． 原理 Pa间的总电压基本不变 并联分流 干路中的电流基本不变 串联分压 误差分析 并联分流 满偏时Pa之间电阻 半偏时Pa之间电阻 串联分压 S1 S2 R1 R2 ． ． ． ． ． ． G V R a b S R0 P ． ． ． 仪器选择 ． V R