电学设计性实验课件.ppt

1、AVRx、定值电阻的测定、定值电阻的测定AVRx、伏安法、伏安法.电流表和电压表内阻未给定时a.待测电阻待测电阻RxRxRARA时，时，采用电流表的内接法采用电流表的内接法. .b b. .待测电阻待测电阻RxRxRvRv时，时，采用电流表的外接法采用电流表的外接法. . 【例例1 1】有一个电阻Rx，其阻值大约是25 k.请设 计一实验电路，较为准确测定其阻值.可供选择的 器材如下：电流表A1(0-100A,rA1 2k) 电流表A2(0-500A, rA2 300) 电压表V1 (0-10V,rV1100k） 电压表V2 (0-50V,rV2 500k） 直流稳压电源E（15V，1A） 滑

2、动变阻器 R(1k,1W) 电键K 导线若干 为使测量尽量准确，要求进行多次测量，请画 出实验电路原理图，其中电流表选用_，电压 表选用_若无法判断待测电阻Rx 是大电阻还是小电阻 时，可以采用试触法试触法方法方法：把电压表触头分别接把电压表触头分别接a点和点和b点，并观察点，并观察 电压表和电流表的示数电压表和电流表的示数.bRxVaA【例例2 2】上图中，将电压表的触头接上图中，将电压表的触头接a点时，测点时，测得得 数据为数据为2.7V、3.0mA，接，接b点时，测得数据点时，测得数据为为2.8V、2.0mA，待测电阻的阻值为，待测电阻的阻值为_欧欧.电流表和电压表内阻给定时a.a.电流

3、表内阻电流表内阻R RA A给定时给定时, ,可采用电流表的内接可采用电流表的内接法准确测定待测电阻法准确测定待测电阻R Rx x. .AVRx结论：结论：Rx= b.b.电压表内阻电压表内阻R RV V给定时给定时, ,可采用电流表的外接可采用电流表的外接法准确测定待测电阻法准确测定待测电阻R Rx x. . AVRx结论：结论：Rx= 【例例3 3】用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻R Rx x的阻值的阻值（约（约10001000）, ,实验中备用器材有实验中备用器材有: : 电源电源E E，具有一定内阻，电动势约为，具有一定内阻，电动势约为9.0V9.0V； 电压表电压表V

4、 V1 1，量程为，量程为2V2V，内阻，内阻r r1 1=1000=1000； 电压表电压表V V2 2，量程为，量程为6V6V，内阻，内阻r r2 2=3000=3000； 滑线变阻器滑线变阻器R R，最大阻值约为，最大阻值约为100100； 单刀单掷开关单刀单掷开关S S，导线若干，导线若干(1)(1)测量中要求电压表读数不小于其量程的测量中要求电压表读数不小于其量程的1/3,1/3,试画出测量电阻试画出测量电阻R Rx x的一种实验电路原理图的一种实验电路原理图. .(2)(2)若电压表若电压表V V1 1的读数用的读数用U U1 1表示表示, ,电压表电压表V V2 2的读数的读数用

5、用U U2 2表示表示, ,则由已知量和测得量表示则由已知量和测得量表示R Rx x的公式为的公式为R Rx x=_=_V1V2RxA.V1V2RxB.V2V1RxC.V2V1RxD.【例例4】为了测量一电阻的阻值为了测量一电阻的阻值Rx，现有以下器，现有以下器材：蓄电池材：蓄电池E，电流表，电流表A，电压表，电压表V，滑动变阻器，滑动变阻器R，电阻箱，电阻箱RP，开关，开关S1、S2，导线若干，导线若干. 某活动小组涉及了如图甲所示的电路某活动小组涉及了如图甲所示的电路. 实验的主要步骤：实验的主要步骤： a.闭合闭合S1，断开，断开S2，调节，调节R和和RP，使电流表和，使电流表和电压表示

6、数合适，记下两表示数分别为电压表示数合适，记下两表示数分别为I1、U1； b.闭合闭合S2，保持，保持RP阻值阻值不变，记下电流表和电压不变，记下电流表和电压表示数分别为表示数分别为I2、U2.按电路图在实物图乙上连线；按电路图在实物图乙上连线；写出被测电阻的表达式写出被测电阻的表达式Rx=；由于电流表、电压表都不是理想电表，则被由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻测电阻Rx的测量值的测量值真实值。真实值。【例例5】为了测量一电阻的阻值为了测量一电阻的阻值Rx，现有以，现有以下器材：蓄电池下器材：蓄电池E(内阻不计内阻不计)，电压表，电压表V，电阻，电阻箱箱R，开关，开关S，导线若干，

7、导线若干.某活动小组涉及了如某活动小组涉及了如图甲所示的电路图甲所示的电路.实验的主要步骤：实验的主要步骤： a.将电压表接到电阻箱两端，闭合将电压表接到电阻箱两端，闭合S，调节，调节电阻箱，使电压表示数合适，记下示数为电阻箱，使电压表示数合适，记下示数为U1及及电阻箱的阻值电阻箱的阻值R； b.保持电阻箱的阻值不变保持电阻箱的阻值不变, ,将电压表接到待测电阻将电压表接到待测电阻Rx两两端端, ,记下电压表示数分别为记下电压表示数分别为U2.VVRRx E S (r=0)VVRRx E S (r=0)若电压表为理想电表，被测电阻的表达式若电压表为理想电表，被测电阻的表达式 Rx=；若电压表不

8、是理想电表，则被测电阻若电压表不是理想电表，则被测电阻Rx的的 测量值测量值真实值。真实值。例例6：例例7：现测量一待测电阻的阻值（约现测量一待测电阻的阻值（约100）. A.电源电源E：电动势约为：电动势约为6.0V，内阻忽略不计；，内阻忽略不计； B. 电流表电流表A1 :（量程（量程50mA 内阻为内阻为r1=20）；）； C.电流表电流表A2 :（量程（量程300mA ，内阻约，内阻约r2=4）；）； D.定值电阻定值电阻R0：阻值：阻值R0=20 E.滑动变阻器滑动变阻器R：最大阻值：最大阻值10 F. 单刀单掷开关单刀单掷开关S，导线若干。，导线若干。 要求测量中尽量减小误差，并测

9、多组数据。要求测量中尽量减小误差，并测多组数据。试在虚线框中画出测量电阻试在虚线框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原的一种实验电路原理图理图(原理图中的元件要用题图中相应的字母标注原理图中的元件要用题图中相应的字母标注). 若某次测量中电流表若某次测量中电流表A1的示数为的示数为I1，电流表，电流表A2的示数为的示数为I2，则由已知量和测量量计算，则由已知量和测量量计算Rx的表的表达式为达式为Rx=_。、替代法、替代法VS1R1S2RXR212AS1R1R2S2RX12实验方法：实验方法：利用单刀双掷开关分别将电阻箱和待利用单刀双掷开关分别将电阻箱和待测测 电阻接入电路，用电阻箱替代待测电阻的

10、方电阻接入电路，用电阻箱替代待测电阻的方法法 来测定待测电阻的阻值。来测定待测电阻的阻值。实验步骤如下：实验步骤如下： 按图示连接电路；按图示连接电路； 闭合开关闭合开关S S1 1 ，将单刀双掷开，将单刀双掷开关关S S2 2 拨到拨到1 1端，调节端，调节R R1 1 , ,记录电流记录电流表或电压表的示数；表或电压表的示数； 将将S S2 2 拨到拨到2 2端端, ,保持保持R R1 1不变并不变并调节电阻箱调节电阻箱R R2 2 ，使两次电流表或，使两次电流表或电压表的示数相同，电阻箱电压表的示数相同，电阻箱R R2 2的的示数即为待测电阻的阻值。示数即为待测电阻的阻值。例例8.待测电

11、阻待测电阻Rx的阻值大约是的阻值大约是4050，现，现要准确测量其阻值。提供的器材有：要准确测量其阻值。提供的器材有：A.直流电源直流电源E（电压（电压9V，内阻，内阻r较小但不为零）；较小但不为零）；B.定值电阻定值电阻R0100；C.滑动变阻器滑动变阻器R1（总阻值（总阻值20）；）；E.滑动变阻器滑动变阻器R2（总阻值（总阻值200）；）；F.电流表电流表A(量程量程0100mA，内阻，内阻rA不为零不为零)；G.单刀单掷开关单刀单掷开关S1；H.单刀双掷开关单刀双掷开关S2；I.导线若干。导线若干。 设计一个能够准确测量电阻设计一个能够准确测量电阻Rx阻值的电路。阻值的电路。 计算计算

12、Rx的表达式是的表达式是Rx_（用已知物（用已知物理量和实验测得的物理量表示）。理量和实验测得的物理量表示）。(1)(1)待测电流表、电压表各一只，待测电流表、电压表各一只， 可以测量待测电流表的内阻。可以测量待测电流表的内阻。（如图所示）（如图所示）AV(2)(2)两只电流表，若知道一只的两只电流表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻内阻，就可以测另一只的内阻（如图所示）（如图所示） A A1A A2 2(3)(3)两只电流表内阻都未知，则两只电流表内阻都未知，则 需要一只电阻箱才能测定电需要一只电阻箱才能测定电 表的内阻（如图所示）表的内阻（如图所示） R RA A1 1A A2 2（

13、二）电流表内阻的测定（二）电流表内阻的测定-伏安法伏安法例例9：一个学习小组在实验室中测量一个电流一个学习小组在实验室中测量一个电流计的内阻计的内阻,实验器材有实验器材有:A. 直流电源直流电源E（电动势（电动势3V，内阻约，内阻约1）B. 待测电流计待测电流计G（量程（量程100mA,内阻约内阻约69）C. 电压表电压表 V1 (量程量程3V，内阻约，内阻约3k）D. 电压表电压表 V2 (量程量程15V，内阻约，内阻约30k）E. 滑动变阻器滑动变阻器R1（总阻值（总阻值10，允许通过的最，允许通过的最大电流为大电流为0.5 A）F. 滑动变阻器滑动变阻器R2（总阻值（总阻值1k，允许通过

14、的最，允许通过的最大电流为大电流为0.1 A）G.标准电阻标准电阻R0（阻值为（阻值为20)H. 开关开关S导线若干导线若干选择合适的器材，画出测量电路原理图选择合适的器材，画出测量电路原理图.根据电路原理图，在实物图中正确连线。根据电路原理图，在实物图中正确连线。 通过调节滑动变阻器滑片的位置，可得到电通过调节滑动变阻器滑片的位置，可得到电压表和电流计的多组数据，根据这些数据作出压表和电流计的多组数据，根据这些数据作出的的U-IU-I图像如图丙所示，由作出的图像求得电流图像如图丙所示，由作出的图像求得电流计的内阻的表达式为计的内阻的表达式为RgRg=_,=_,在理论上，在理论上，电流计内阻的

15、测量值电流计内阻的测量值_真实值真实值. .(1)(1)待测电压表、电流表各一只，待测电压表、电流表各一只， 可以测量待测电流表的内阻。可以测量待测电流表的内阻。（如图所示）（如图所示）(2)(2)两只电压表，若知道一只的两只电压表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻内阻，就可以测另一只的内阻（如图所示）（如图所示） (3)(3)两只电压表内阻都未知，则两只电压表内阻都未知，则 需要一只电阻箱才能测定电需要一只电阻箱才能测定电 表的内阻（如图所示）表的内阻（如图所示） AVV V1V V2 2V V1V V2 2R伏安法伏安法【例例1010】从下表中选出适当的实验器材从下表中选出适当的实验

16、器材, ,设计一设计一电路来测量电压表电路来测量电压表V V1 1的内阻的内阻r r1 1 , ,要求方法简捷要求方法简捷, ,有有尽可能高的测量精度尽可能高的测量精度, ,并能测得多组数据。器材如并能测得多组数据。器材如下：下： A. A.待测电压表待测电压表(V(V1 1) )量程量程25V,25V,内阻内阻r r1 1大约大约250k250k； B. B.标准电压表标准电压表(V(V2 2) )量程量程2V,2V,内阻内阻r r2 2 = 20k = 20k； C. C.电流表电流表(A)(A)量程量程0.6A,0.6A,内阻内阻r r3 3 = 0.02 = 0.02； D. D.滑动

17、变阻器滑动变阻器R R 总电阻总电阻1k1k； E. E.稳压电源稳压电源E=30V,E=30V,内阻很小；内阻很小； F. F.电键及导线若干。电键及导线若干。 【例例1111】现要测量某一电压表现要测量某一电压表V V的内阻。给定的内阻。给定的器材有的器材有: :待测电压表待测电压表V V（量程（量程2V2V，内阻约，内阻约4k4k）；）； 电流表电流表mAmA（量程（量程1.2mA1.2mA，内阻约，内阻约500500）；）； 直流电源直流电源E E（电动势约（电动势约2.4V2.4V，内阻不计）；，内阻不计）； 固定电阻固定电阻3 3个：个：R R1 1=4kR=4kR2 2=10k=10k，R R3 3=15k=15k； 电键、导线若干。电键、导线若干。 （要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的（要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半）一半）I.I.试从试从3 3个固定电阻中选用个固定电阻中选用1 1个，与其它器材一个，与其它器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图。起组成测量电路，并画出测量电路的原理图。II.II.电路接通后，若电压表读数为电路接通后，若电压表读数为U U，电流表读，电流表读数为数为I I，则电压表内阻，则电压表内阻R Rv v=_=_。