高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專(zhuān)訓(xùn)）熱點(diǎn)專(zhuān)題《電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解答思路與方法》課件

《高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專(zhuān)訓(xùn)）熱點(diǎn)專(zhuān)題《電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解答思路與方法》課件》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專(zhuān)訓(xùn)）熱點(diǎn)專(zhuān)題《電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解答思路與方法》課件（53頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題能有效地考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)造性思維電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題能有效地考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)造性思維能力，在高考中的考查頻率很高。不少學(xué)生面對(duì)這類(lèi)題感到無(wú)從能力，在高考中的考查頻率很高。不少學(xué)生面對(duì)這類(lèi)題感到無(wú)從下手。實(shí)際上，只要做到下手。實(shí)際上，只要做到“三個(gè)明確三個(gè)明確”“”“兩個(gè)選擇兩個(gè)選擇”，問(wèn)題便可，問(wèn)題便可迎刃而解。迎刃而解。 一、明確題目的要求一、明確題目的要求 解答一道電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，首先要認(rèn)真審清題意，看清題目解答一道電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，首先要認(rèn)真審清題意，看清題目的要求。即要看清題目要求測(cè)定什么物理量，驗(yàn)證、探究什么物的要求。即要看清題目要求測(cè)定什么物理量，驗(yàn)證、探究什么

2、物理規(guī)律，或者要求設(shè)計(jì)達(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn)的電路等。對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的要理規(guī)律，或者要求設(shè)計(jì)達(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn)的電路等。對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的要求明確了，才能保證解題思路正確、明朗，方法對(duì)頭。求明確了，才能保證解題思路正確、明朗，方法對(duì)頭。 二、明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理二、明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理 測(cè)量電路、控制電路、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇，實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)量電路、控制電路、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇，實(shí)驗(yàn)方法、步驟的確定，數(shù)據(jù)處理、誤差分析等問(wèn)題，都是從實(shí)驗(yàn)原步驟的確定，數(shù)據(jù)處理、誤差分析等問(wèn)題，都是從實(shí)驗(yàn)原理派生出來(lái)的，只有明確實(shí)驗(yàn)原理，其他問(wèn)題才可得以解理派生出來(lái)的，只有明確實(shí)驗(yàn)原理，其他問(wèn)題才可得以解決。如果設(shè)計(jì)測(cè)定型實(shí)驗(yàn)，應(yīng)弄清待測(cè)物理量可通過(guò)哪些

3、決。如果設(shè)計(jì)測(cè)定型實(shí)驗(yàn)，應(yīng)弄清待測(cè)物理量可通過(guò)哪些規(guī)律、公式求得，與哪些物理量有直接聯(lián)系，可用哪些物規(guī)律、公式求得，與哪些物理量有直接聯(lián)系，可用哪些物理量定量地表示，用何種方法測(cè)定相關(guān)量，進(jìn)而得出待求理量定量地表示，用何種方法測(cè)定相關(guān)量，進(jìn)而得出待求量。如果設(shè)計(jì)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，應(yīng)弄清在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，量。如果設(shè)計(jì)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，應(yīng)弄清在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，何種定量關(guān)系成立，才能使待驗(yàn)證的結(jié)論成立。對(duì)于設(shè)計(jì)何種定量關(guān)系成立，才能使待驗(yàn)證的結(jié)論成立。對(duì)于設(shè)計(jì)符合一定標(biāo)準(zhǔn)的電路問(wèn)題，則應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求和相關(guān)物符合一定標(biāo)準(zhǔn)的電路問(wèn)題，則應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求和相關(guān)物理規(guī)律，器材的規(guī)格、性能等，合理選擇、連接電路。理

4、規(guī)律，器材的規(guī)格、性能等，合理選擇、連接電路。 三、明確設(shè)計(jì)電路的原則三、明確設(shè)計(jì)電路的原則 設(shè)計(jì)電路一般應(yīng)遵循設(shè)計(jì)電路一般應(yīng)遵循“安全性安全性”原則、原則、“精確性、方精確性、方便性便性”原則，兼顧原則，兼顧“運(yùn)用儀器少，耗電少運(yùn)用儀器少，耗電少”等三條原則。等三條原則。 (1)安全性原則安全性原則 選用儀器組成電路，首先要保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。例如選用儀器組成電路，首先要保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。例如通過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不得超過(guò)其量通過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不得超過(guò)其量程，滑動(dòng)變阻器、被測(cè)電阻不得超過(guò)其額定電流程，滑動(dòng)變阻器、被測(cè)電阻不得超過(guò)其額定電流(額定功率額定功率)

5、等，使實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。等，使實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。 (2)精確性、方便性原則精確性、方便性原則 “精確精確”是指選用儀器組成實(shí)驗(yàn)電路時(shí)要盡可能減小測(cè)量誤是指選用儀器組成實(shí)驗(yàn)電路時(shí)要盡可能減小測(cè)量誤差，提高精確度。例如所用電流表、電壓表的指針應(yīng)有較大的偏差，提高精確度。例如所用電流表、電壓表的指針應(yīng)有較大的偏轉(zhuǎn)，一般應(yīng)使指針偏轉(zhuǎn)在滿(mǎn)刻度的轉(zhuǎn)，一般應(yīng)使指針偏轉(zhuǎn)在滿(mǎn)刻度的1/3以上，以減小因讀數(shù)引起的以上，以減小因讀數(shù)引起的偶然誤差。偶然誤差。 “方便方便”是指實(shí)驗(yàn)中便于調(diào)節(jié)控制，便于讀數(shù)。例如應(yīng)根據(jù)是指實(shí)驗(yàn)中便于調(diào)節(jié)控制，便于讀數(shù)。例如應(yīng)根據(jù)電路可能出現(xiàn)的電流、電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器。對(duì)大阻值的滑電路可能出

6、現(xiàn)的電流、電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器。對(duì)大阻值的滑動(dòng)變阻器，如果滑片稍有移動(dòng)就使電路中的電流、電壓有很大變動(dòng)變阻器，如果滑片稍有移動(dòng)就使電路中的電流、電壓有很大變化，則不宜采用。對(duì)于滑動(dòng)變阻器，還要權(quán)衡用分壓式電路還是化，則不宜采用。對(duì)于滑動(dòng)變阻器，還要權(quán)衡用分壓式電路還是限流式電路。對(duì)于什么條件下用分壓式電路，什么條件下用限流限流式電路。對(duì)于什么條件下用分壓式電路，什么條件下用限流式電路，在下面的式電路，在下面的“選擇控制電路選擇控制電路”中有詳細(xì)講述。中有詳細(xì)講述。 (3)運(yùn)用儀器少，耗電少原則運(yùn)用儀器少，耗電少原則 在達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，各?xiàng)指標(biāo)均符合要求的前提下，還在達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，各?xiàng)指標(biāo)均符合

7、要求的前提下，還應(yīng)注意運(yùn)用的儀器盡量少和節(jié)約電能。例如控制電路有限應(yīng)注意運(yùn)用的儀器盡量少和節(jié)約電能。例如控制電路有限流式與分壓式兩種調(diào)節(jié)電路，若這兩種調(diào)節(jié)電路均能滿(mǎn)足流式與分壓式兩種調(diào)節(jié)電路，若這兩種調(diào)節(jié)電路均能滿(mǎn)足要求，從消耗功率小，節(jié)約電能的角度，則應(yīng)選用限流式要求，從消耗功率小，節(jié)約電能的角度，則應(yīng)選用限流式電路。電路。 四、選擇測(cè)量電路四、選擇測(cè)量電路 1用伏安法測(cè)電阻或用電器的電功率時(shí)電流表內(nèi)接用伏安法測(cè)電阻或用電器的電功率時(shí)電流表內(nèi)接或外接的選擇或外接的選擇 (2)若已知電流表內(nèi)阻，而不知電壓表內(nèi)阻，應(yīng)采用若已知電流表內(nèi)阻，而不知電壓表內(nèi)阻，應(yīng)采用“電電流表內(nèi)接法流表內(nèi)接法”；若已

8、知電壓表內(nèi)阻，而不知電流表內(nèi)阻，應(yīng)；若已知電壓表內(nèi)阻，而不知電流表內(nèi)阻，應(yīng)采用采用“電流表外接法電流表外接法”。若電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻均為已。若電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻均為已知，采用內(nèi)接、外接均可。實(shí)驗(yàn)中讀出電表的示數(shù)后，根據(jù)知，采用內(nèi)接、外接均可。實(shí)驗(yàn)中讀出電表的示數(shù)后，根據(jù)已知電表的內(nèi)阻進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以消除電表內(nèi)阻影響造成已知電表的內(nèi)阻進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以消除電表內(nèi)阻影響造成的系統(tǒng)誤差。若不定量計(jì)算由電表內(nèi)阻影響造成的系統(tǒng)誤差，的系統(tǒng)誤差。若不定量計(jì)算由電表內(nèi)阻影響造成的系統(tǒng)誤差，則應(yīng)按則應(yīng)按(1)確定連接方式。確定連接方式。 典例典例1圖圖71甲、乙是兩組同樣的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，甲、乙是兩

9、組同樣的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻R的阻值，每組器材中包括：電池、滑的阻值，每組器材中包括：電池、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、待測(cè)電阻動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、待測(cè)電阻R、開(kāi)關(guān)，若干導(dǎo)、開(kāi)關(guān)，若干導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)(圖中未標(biāo)出圖中未標(biāo)出)。圖圖71 (1)如果待測(cè)電阻如果待測(cè)電阻R的阻值比電壓表的內(nèi)阻不是小很多，的阻值比電壓表的內(nèi)阻不是小很多，但待測(cè)電阻但待測(cè)電阻R的阻值比電流表的內(nèi)阻大很多，試在圖的阻值比電流表的內(nèi)阻大很多，試在圖71甲甲中連線(xiàn)，使之成為測(cè)量電路；如果待測(cè)電阻中連線(xiàn)，使之成為測(cè)量電路；如果待測(cè)電阻R的阻值比電流的阻值比電流表的內(nèi)阻不是大很多，但待測(cè)電阻表的內(nèi)阻不是大

10、很多，但待測(cè)電阻R的阻值比電壓表的內(nèi)阻的阻值比電壓表的內(nèi)阻小很多，試在圖小很多，試在圖71乙中連線(xiàn)，使之成為測(cè)量電路。乙中連線(xiàn)，使之成為測(cè)量電路。 (2)如果已知上述電壓表的內(nèi)阻為如果已知上述電壓表的內(nèi)阻為RV和電流表的內(nèi)阻為和電流表的內(nèi)阻為RA，要求盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，對(duì)圖，要求盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，對(duì)圖71甲和圖乙連成的甲和圖乙連成的測(cè)量電路，分別寫(xiě)出計(jì)算待測(cè)電阻的表達(dá)式測(cè)量電路，分別寫(xiě)出計(jì)算待測(cè)電阻的表達(dá)式(用測(cè)得的量和用測(cè)得的量和給出的電表內(nèi)阻來(lái)表示給出的電表內(nèi)阻來(lái)表示)。 解析解析用伏安法測(cè)電阻是一種基本測(cè)量方法，其原理用伏安法測(cè)電阻是一種基本測(cè)量方法，其原理是歐姆定律。為了減小測(cè)量的

11、系統(tǒng)誤差，要注意電流表內(nèi)接是歐姆定律。為了減小測(cè)量的系統(tǒng)誤差，要注意電流表內(nèi)接法和外接法的選擇。法和外接法的選擇。圖圖72 (1)當(dāng)待測(cè)電阻當(dāng)待測(cè)電阻R的阻值比電流表的內(nèi)阻大很多時(shí)，應(yīng)的阻值比電流表的內(nèi)阻大很多時(shí)，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，實(shí)物連接如圖采用電流表內(nèi)接法，實(shí)物連接如圖72甲所示?；瑒?dòng)變阻甲所示?；瑒?dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，以增加可調(diào)范圍，多測(cè)幾組器應(yīng)采用分壓式接法，以增加可調(diào)范圍，多測(cè)幾組I、U值，值，從而得出電阻的多個(gè)測(cè)量值，再求出平均值，以減小偶然從而得出電阻的多個(gè)測(cè)量值，再求出平均值，以減小偶然誤差。誤差。 當(dāng)待測(cè)電阻當(dāng)待測(cè)電阻R的阻值比電壓表的內(nèi)阻小很多時(shí)，應(yīng)采的阻值比電壓表的

12、內(nèi)阻小很多時(shí)，應(yīng)采用電流表外接法，實(shí)物連接如圖乙所示?；瑒?dòng)變阻器也采用電流表外接法，實(shí)物連接如圖乙所示。滑動(dòng)變阻器也采用分壓式接法。用分壓式接法。答案答案見(jiàn)解析見(jiàn)解析圖圖73圖圖74 (2)儀器選擇儀器選擇 用電流表的滿(mǎn)偏電流乘以?xún)?nèi)阻確定電壓表的量程。用電流表的滿(mǎn)偏電流乘以?xún)?nèi)阻確定電壓表的量程。若沒(méi)有合適的電壓表，可采用已知內(nèi)阻的電流表代替若沒(méi)有合適的電壓表，可采用已知內(nèi)阻的電流表代替(安安安安法法)或采用定值電阻乘以通過(guò)的電流計(jì)算出電壓?；虿捎枚ㄖ惦娮璩艘酝ㄟ^(guò)的電流計(jì)算出電壓。 用電壓表的量程除以?xún)?nèi)阻確定電流表的量程。若沒(méi)用電壓表的量程除以?xún)?nèi)阻確定電流表的量程。若沒(méi)有合適的電流表，可采用已知

13、內(nèi)阻的電壓表代替有合適的電流表，可采用已知內(nèi)阻的電壓表代替(伏伏法伏伏法)或或采用定值電阻分流確定通過(guò)電壓表的電流。采用定值電阻分流確定通過(guò)電壓表的電流。 典例典例2某電流表的內(nèi)阻在某電流表的內(nèi)阻在0.10.2 之間，現(xiàn)要測(cè)量之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，可選用的器材如下：其內(nèi)阻，可選用的器材如下： A待測(cè)電流表待測(cè)電流表A1(量程量程0.6 A) B電壓表電壓表V1(量程量程3 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約2 k) C滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1(最大電阻最大電阻10 ) D定值電阻定值電阻R2(阻值阻值5 ) E電源電源E(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)4 V) F開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干及導(dǎo)線(xiàn)若干 (1)在虛線(xiàn)框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；

14、在虛線(xiàn)框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖； (2)若測(cè)得電壓表若測(cè)得電壓表V1的讀數(shù)為的讀數(shù)為U，電流表，電流表A1的讀數(shù)為的讀數(shù)為I，則，則電流表電流表A1內(nèi)阻的表達(dá)式為內(nèi)阻的表達(dá)式為RA1_。圖圖75 3用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，電流表兩種接法的用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，電流表兩種接法的選擇選擇 用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻有如圖用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻有如圖76甲、乙所示兩甲、乙所示兩種接法。根據(jù)閉合電路的歐姆定律列方程分析求解，可得下種接法。根據(jù)閉合電路的歐姆定律列方程分析求解，可得下面的結(jié)論：面的結(jié)論：圖圖76 若考慮電壓表內(nèi)阻若考慮電壓表內(nèi)阻RV、電流表內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻RA的影響，用圖的影響，

15、用圖6甲甲接法測(cè)量時(shí)有接法測(cè)量時(shí)有 r測(cè)測(cè)rRV/(RVr) E測(cè)測(cè)RVE/(RVr) 可見(jiàn)內(nèi)阻的測(cè)量值可見(jiàn)內(nèi)阻的測(cè)量值r測(cè)測(cè)小于真實(shí)值小于真實(shí)值r，絕對(duì)誤差為，絕對(duì)誤差為|r|rr測(cè)測(cè)r2/(RVr) 相對(duì)誤差為相對(duì)誤差為|r|/rr/(RVr) 電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值E測(cè)測(cè)小于真實(shí)值小于真實(shí)值E，絕對(duì)誤差為，絕對(duì)誤差為|E|EE測(cè)測(cè)rE/(RVr) 相對(duì)誤差為相對(duì)誤差為|E|/Er/(RVr) 從以上分析可以看出，用圖從以上分析可以看出，用圖76甲電路測(cè)量，電動(dòng)勢(shì)與甲電路測(cè)量，電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值，相對(duì)誤差的大小取決于電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值，相對(duì)誤差的大小取決于電

16、壓表的內(nèi)阻，與電流表的內(nèi)阻無(wú)關(guān)。的內(nèi)阻，與電流表的內(nèi)阻無(wú)關(guān)。 對(duì)于用圖對(duì)于用圖76乙電路測(cè)量，作類(lèi)似分析可知，乙電路測(cè)量，作類(lèi)似分析可知，r測(cè)測(cè)RAr，E測(cè)測(cè)E。可見(jiàn)內(nèi)阻的測(cè)量值偏大，絕對(duì)誤差為。可見(jiàn)內(nèi)阻的測(cè)量值偏大，絕對(duì)誤差為|r|r測(cè)測(cè)rRA，相對(duì)誤差為，相對(duì)誤差為|r|/rRA/r?？梢?jiàn)用圖乙電路測(cè)量，。可見(jiàn)用圖乙電路測(cè)量，電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與真實(shí)值相同，不產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。內(nèi)阻的測(cè)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與真實(shí)值相同，不產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。內(nèi)阻的測(cè)量值偏大，其大小取決于電流表的內(nèi)阻量值偏大，其大小取決于電流表的內(nèi)阻RA，與，與RV無(wú)關(guān)。所無(wú)關(guān)。所以：以： (1)若電源內(nèi)阻較小若電源內(nèi)阻較小(與電流表的內(nèi)阻相近

17、與電流表的內(nèi)阻相近)應(yīng)選用圖甲應(yīng)選用圖甲電路；若電源內(nèi)阻很大電路；若電源內(nèi)阻很大(與電壓表的內(nèi)阻相近與電壓表的內(nèi)阻相近)應(yīng)選用圖乙電應(yīng)選用圖乙電路。路。 應(yīng)該指出的是，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，一般是測(cè)量干電應(yīng)該指出的是，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，一般是測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。若用圖乙電路測(cè)量，雖然電動(dòng)勢(shì)不產(chǎn)生池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。若用圖乙電路測(cè)量，雖然電動(dòng)勢(shì)不產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，但電流表內(nèi)阻系統(tǒng)誤差，但電流表內(nèi)阻RA往往與電池內(nèi)阻往往與電池內(nèi)阻r相差不大，所相差不大，所以測(cè)內(nèi)阻的相對(duì)誤差會(huì)很大。用圖甲電路測(cè)量，雖然電動(dòng)勢(shì)以測(cè)內(nèi)阻的相對(duì)誤差會(huì)很大。用圖甲電路測(cè)量，雖然電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都有相對(duì)誤差，但和內(nèi)阻都有相對(duì)誤差，但

18、RV遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于r的條件很易得到滿(mǎn)足，的條件很易得到滿(mǎn)足，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的相對(duì)誤差都很小，所以在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的相對(duì)誤差都很小，所以在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，一般都采用圖甲電路測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。一般都采用圖甲電路測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 (2)若已知電壓表內(nèi)阻，而不知電流表內(nèi)阻，應(yīng)采用圖若已知電壓表內(nèi)阻，而不知電流表內(nèi)阻，應(yīng)采用圖甲電路，以消除甲電路，以消除RV帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。 (3)若已知電流表內(nèi)阻，而不知電壓表內(nèi)阻，應(yīng)采用圖若已知電流表內(nèi)阻，而不知電壓表內(nèi)阻，應(yīng)采用圖乙電路，以消除乙電路，以消除RA帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。 (4)電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻

19、均為已知，原則上甲、乙電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻均為已知，原則上甲、乙兩種接法均可用，但應(yīng)注意消除兩種接法均可用，但應(yīng)注意消除RA、RV帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。若不定量考慮電表內(nèi)阻的影響，則應(yīng)按若不定量考慮電表內(nèi)阻的影響，則應(yīng)按(1)選擇接法。選擇接法。 典例典例3在做在做“測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材供選用：備有下列器材供選用： A干電池一節(jié)干電池一節(jié)(電動(dòng)勢(shì)約為電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V) B直流電流表直流電流表(量程量程00.6 A3 A,0.6 A擋內(nèi)阻為擋內(nèi)阻為0.10 ，3 A擋內(nèi)阻為擋內(nèi)阻為0.025 ) C直流電壓表直流電壓表(量

20、程量程03 V15 V,3 V擋內(nèi)阻為擋內(nèi)阻為5 k，15 V擋內(nèi)阻為擋內(nèi)阻為25 k) D滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(阻值范圍阻值范圍015 ，允許最大電流為，允許最大電流為1 A) E滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器(阻值范圍阻值范圍01 000 ，允許最大電流為，允許最大電流為0.5 A)F電鍵電鍵G導(dǎo)線(xiàn)若干導(dǎo)線(xiàn)若干H電池夾電池夾圖圖77 (1)將選定的器材按實(shí)驗(yàn)要求的電路將選定的器材按實(shí)驗(yàn)要求的電路(系統(tǒng)誤差較小系統(tǒng)誤差較小)，在如圖在如圖77所示的實(shí)物圖上連線(xiàn)。所示的實(shí)物圖上連線(xiàn)。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，畫(huà)出的根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，畫(huà)出的UI圖象如圖圖象如圖78所示，可所示，可知待測(cè)電池的內(nèi)阻為知待測(cè)電池的內(nèi)阻

21、為_(kāi) 。 (3)按本實(shí)驗(yàn)要求的電路測(cè)出的按本實(shí)驗(yàn)要求的電路測(cè)出的E測(cè)測(cè)_E真真，r測(cè)測(cè)_r真真。(填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)圖圖78 解析解析(1)連接圖如圖連接圖如圖79所示。此問(wèn)涉及三點(diǎn)：儀所示。此問(wèn)涉及三點(diǎn)：儀器的選擇，應(yīng)選器的選擇，應(yīng)選A、B(00.6 A)、C(03 V)、D、F、G、H。電路設(shè)計(jì)，要求系統(tǒng)誤差較小，因干電池的內(nèi)阻很小，與電路設(shè)計(jì)，要求系統(tǒng)誤差較小，因干電池的內(nèi)阻很小，與直流電流表直流電流表(0.6 A擋擋)的內(nèi)阻相近，應(yīng)采用電流表外接法的內(nèi)阻相近，應(yīng)采用電流表外接法(相對(duì)相對(duì)于電源而言于電源而言)。連接實(shí)物圖，要按設(shè)計(jì)的電路順序連線(xiàn)。連接實(shí)物

22、圖，要按設(shè)計(jì)的電路順序連線(xiàn)。圖圖79答案答案(1)如圖如圖79所示所示(2)1(3)小于小于小于小于 五、選擇控制電路五、選擇控制電路 對(duì)滑動(dòng)變阻器的兩種接法對(duì)滑動(dòng)變阻器的兩種接法兩種控制電路的比較與選兩種控制電路的比較與選擇歸納如下表。擇歸納如下表。EIL限限流流式式電路消耗電路消耗的總功率的總功率負(fù)載負(fù)載RL上的電上的電流調(diào)節(jié)范圍流調(diào)節(jié)范圍負(fù)載負(fù)載RL上的電上的電壓調(diào)節(jié)范圍壓調(diào)節(jié)范圍電路圖電路圖分壓式電路的電壓、電流調(diào)節(jié)范圍大，但電路消耗的分壓式電路的電壓、電流調(diào)節(jié)范圍大，但電路消耗的功率較大功率較大比比較較E(ILIaP)0ULE分分壓壓式式電路消耗電路消耗的總功率的總功率負(fù)載負(fù)載RL上

23、的電上的電流調(diào)節(jié)范圍流調(diào)節(jié)范圍負(fù)載負(fù)載RL上的電上的電壓調(diào)節(jié)范圍壓調(diào)節(jié)范圍電路圖電路圖 滑動(dòng)變阻器以何種方式接入電路中，應(yīng)遵循安全性、精確滑動(dòng)變阻器以何種方式接入電路中，應(yīng)遵循安全性、精確性、方便性、節(jié)能性的原則，綜合考慮，靈活選用。性、方便性、節(jié)能性的原則，綜合考慮，靈活選用。在下列三種情況下必須采用分壓式接法：在下列三種情況下必須采用分壓式接法： (1)要求通過(guò)被控制部分的電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)始調(diào)節(jié)要求通過(guò)被控制部分的電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)始調(diào)節(jié)(例如測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性，從零刻度開(kāi)始校對(duì)改裝后的電表例如測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性，從零刻度開(kāi)始校對(duì)改裝后的電表等等)，即大范圍測(cè)量時(shí)，必須采用分壓式接法

24、。，即大范圍測(cè)量時(shí)，必須采用分壓式接法。 (2)當(dāng)用電器的電阻當(dāng)用電器的電阻RL遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的電阻R0，且實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)要求電壓變化范圍較大要求電壓變化范圍較大(或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù))時(shí)，必須采用分時(shí)，必須采用分壓式接法。壓式接法。 (3)若采用限流式接法，電路中的實(shí)際電壓若采用限流式接法，電路中的實(shí)際電壓(或電流或電流)的最小的最小值仍超過(guò)值仍超過(guò)RL的額定電壓的額定電壓(或電流或電流)時(shí)，只能采用分壓式接法。時(shí)，只能采用分壓式接法。 在下列三種情況下可采用限流式接法：在下列三種情況下可采用限流式接法： (1)測(cè)量時(shí)電路中的電流、電壓沒(méi)有從零開(kāi)始調(diào)節(jié)的

25、要測(cè)量時(shí)電路中的電流、電壓沒(méi)有從零開(kāi)始調(diào)節(jié)的要求，只是小范圍的測(cè)量，且求，只是小范圍的測(cè)量，且RL與與R0接近，或接近，或RL略小于略小于R0時(shí)，時(shí)，采用限流式接法。采用限流式接法。 (2)電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿(mǎn)足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法。能滿(mǎn)足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法。 (3)沒(méi)有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析，沒(méi)有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析，兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素，采用限流兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素，采用限流式接法。式接法。 典例典例4有一電阻有一電

26、阻Rx，其阻值在，其阻值在100200 之間，額之間，額定功率為定功率為0.25 W，現(xiàn)用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)量它的電阻值，現(xiàn)用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)量它的電阻值，實(shí)驗(yàn)室中備有下表中所列器材：實(shí)驗(yàn)室中備有下表中所列器材：開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)12 VE直流電源直流電源阻值范圍阻值范圍020 R滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器量程量程010 V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為20 kV2電壓表電壓表量程量程05 V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為10 kV1電壓表電壓表量程量程03 mA，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為0.001 A2電流表電流表量程量程050 mA，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為20 A1電流表電流表規(guī)格規(guī)格代號(hào)代號(hào)器材器材 (1)為了保護(hù)被測(cè)電阻不被

27、燒壞，實(shí)驗(yàn)中電阻兩端的為了保護(hù)被測(cè)電阻不被燒壞，實(shí)驗(yàn)中電阻兩端的電壓應(yīng)控制在電壓應(yīng)控制在_ V以下，電壓表應(yīng)選以下，電壓表應(yīng)選_。 (2)為了保護(hù)被測(cè)電阻，通過(guò)它的電流應(yīng)控制在為了保護(hù)被測(cè)電阻，通過(guò)它的電流應(yīng)控制在_ A以下，電流表應(yīng)選以下，電流表應(yīng)選_。 (3)根據(jù)題意畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。根據(jù)題意畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。 解析解析待測(cè)電阻的阻值范圍較大，在待測(cè)電阻的阻值范圍較大，在100200 之之間，又有功率限制。應(yīng)據(jù)功率、電阻的大小范圍估算電流、間，又有功率限制。應(yīng)據(jù)功率、電阻的大小范圍估算電流、電壓。電壓。圖圖710答案答案(1)5V1(2)0.035A1(3)如圖如圖710所示所示專(zhuān)題練習(xí)專(zhuān)題練

28、習(xí)1(2013濟(jì)南模擬濟(jì)南模擬)為了測(cè)量某待測(cè)電阻為了測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值的阻值(約為約為30 )。有以下一些器材可供選擇：。有以下一些器材可供選擇：電流表：電流表：A1(量程量程050 mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約10 ) A2(量程量程03 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.12 )電壓表：電壓表：V1(量程量程03 V，內(nèi)阻很大，內(nèi)阻很大) V2(量程量程015 V，內(nèi)阻很大，內(nèi)阻很大)電源電源E(電動(dòng)勢(shì)約為電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.2 )定值電阻定值電阻R(20 ，允許最大電流，允許最大電流1.0 A)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1(010 ，允許最大電流，允許最大電流2.0 A)滑動(dòng)變阻器滑

29、動(dòng)變阻器R2(01 k，允許最大電流，允許最大電流0.5 A)單刀單擲開(kāi)關(guān)單刀單擲開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干(1)電流表應(yīng)選電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選器應(yīng)選_(填字母代號(hào)填字母代號(hào))。(2)請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出測(cè)量電阻請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖的實(shí)驗(yàn)電路圖(要求所測(cè)量值要求所測(cè)量值范圍盡可能大范圍盡可能大)。 (3)某次測(cè)量中，電壓表示數(shù)為某次測(cè)量中，電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)為時(shí)，電流表示數(shù)為I，則計(jì)，則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為Rx_。解析：解析：(1)首先，選取唯一性器材：電源首先，選取唯一性器材：電源E(電動(dòng)

30、勢(shì)約為電動(dòng)勢(shì)約為3 V、內(nèi)阻約為內(nèi)阻約為0.2 )，定值電阻，定值電阻R(20 ，允許最大電流，允許最大電流1.0 A)，單，單刀單擲開(kāi)關(guān)刀單擲開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干。一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干。電源電動(dòng)勢(shì)約為電源電動(dòng)勢(shì)約為3 V，所以電壓表選擇，所以電壓表選擇V1(量程量程03 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻很大很大)；待測(cè)電阻；待測(cè)電阻Rx的阻值約為的阻值約為30 ，流過(guò)，流過(guò)Rx最大電流為最大電流為3 V/30 0.1 A100 mA，如果電流表選擇，如果電流表選擇A2(量程量程03 A，內(nèi)阻約內(nèi)阻約0.12 )，指針偏轉(zhuǎn)很小，測(cè)量不準(zhǔn)確，所以只能選擇，指針偏轉(zhuǎn)很小，測(cè)量不準(zhǔn)確，所以只能選擇A1(量程量程050 mA

31、，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約10 )；滑動(dòng)變阻器；滑動(dòng)變阻器R2的全值電阻的全值電阻太大，操作不便，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選太大，操作不便，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1(010 、允許最、允許最大電流大電流2.0 A)。(2)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求所測(cè)量值范圍盡可能大，所以滑動(dòng)變阻器因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求所測(cè)量值范圍盡可能大，所以滑動(dòng)變阻器R1要采用分壓接法；因?yàn)榇郎y(cè)電阻要采用分壓接法；因?yàn)榇郎y(cè)電阻Rx的阻值遠(yuǎn)小于電壓表的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表要外接；為了使流過(guò)電流表的電流不超內(nèi)阻，所以電流表要外接；為了使流過(guò)電流表的電流不超過(guò)其最大量程即過(guò)其最大量程即50 mA，應(yīng)與待測(cè)電阻串聯(lián)一個(gè)定值電阻，應(yīng)與待測(cè)電阻串聯(lián)一個(gè)定值電阻R起

32、保護(hù)電路。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示。起保護(hù)電路。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示。2某待測(cè)電阻某待測(cè)電阻Rx的阻值約為的阻值約為20 ，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：A電流表電流表A1(量程量程150 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻r110 )；B電流表電流表A2(量程量程20 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻r230 )；C定值電阻定值電阻R010 ；D滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R，最大阻值為，最大阻值為10 ；E電源電源E，電動(dòng)勢(shì)為，電動(dòng)勢(shì)為4 V(內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻不計(jì))；F開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干。及導(dǎo)線(xiàn)若干。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表A1的讀數(shù)為的讀數(shù)為I1，電流表，電流表A2的讀數(shù)為的讀數(shù)為I2，用，用已知量和測(cè)得的物理量表示已知

33、量和測(cè)得的物理量表示Rx，則，則Rx_。3要測(cè)量電壓表要測(cè)量電壓表V1的內(nèi)阻的內(nèi)阻RV，其量程為，其量程為2 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為2 k。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流表電流表A，量程，量程0.6 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.1 ；電壓表電壓表V2，量程，量程5 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻5 k；定值電阻定值電阻R1，阻值，阻值30 ；定值電阻定值電阻R2，阻值，阻值3 k；滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R3，最大阻值，最大阻值100 ，額定電流，額定電流1.5 A；電源電源E，電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.5 ；開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干。一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干。(1)有人擬將待測(cè)電壓表有人擬將待測(cè)電

34、壓表V1和電流表和電流表A串聯(lián)接入串聯(lián)接入電壓合適的測(cè)量電路中，測(cè)出電壓合適的測(cè)量電路中，測(cè)出V1的電壓和電流，的電壓和電流，再計(jì)算出再計(jì)算出RV。該方案實(shí)際上不可行，其最主要。該方案實(shí)際上不可行，其最主要的原因是的原因是_；(2)請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V1的內(nèi)的內(nèi)阻阻RV的實(shí)驗(yàn)電路。要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)須在同一電路中，且的實(shí)驗(yàn)電路。要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)須在同一電路中，且在不增減元件的條件下完成。試畫(huà)出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖在不增減元件的條件下完成。試畫(huà)出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖(圖圖711中電源與開(kāi)關(guān)已連好中電源與開(kāi)關(guān)已

35、連好)，并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號(hào)；，并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號(hào)；(3)由上問(wèn)寫(xiě)出由上問(wèn)寫(xiě)出V1的內(nèi)阻的內(nèi)阻RV的表達(dá)式，說(shuō)明式中各測(cè)量量的物理意的表達(dá)式，說(shuō)明式中各測(cè)量量的物理意義。義。圖圖7114某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室有如下器材：室有如下器材：A待測(cè)干電池；待測(cè)干電池；B表頭表頭G(量程量程3 mA，內(nèi)阻，內(nèi)阻r120 )；C電流表電流表A(量程量程0.6 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻r20.2 )；D滑動(dòng)變阻器甲滑動(dòng)變阻器甲(最大阻值最大阻值10 )；E滑動(dòng)變阻器乙滑動(dòng)變阻器乙(最大阻值最大阻值100 )；F定值電阻定值電

36、阻(R1100 )；G定值電阻定值電阻(R2500 )；H定值電阻定值電阻(R31.5 k)；I開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干。及導(dǎo)線(xiàn)若干。(1)由于沒(méi)有電壓表，他決定用表頭和定值電阻改裝，定值電阻由于沒(méi)有電壓表，他決定用表頭和定值電阻改裝，定值電阻應(yīng)選用應(yīng)選用_，為了方便并能較準(zhǔn)確地測(cè)量，滑動(dòng)，為了方便并能較準(zhǔn)確地測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用變阻器應(yīng)選用_。(填寫(xiě)各器材前的序號(hào)填寫(xiě)各器材前的序號(hào))(2)請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。(3)若某次測(cè)量中表頭若某次測(cè)量中表頭G的示數(shù)為的示數(shù)為I1，電流表，電流表A的示數(shù)為的示數(shù)為I2，改變，改變滑動(dòng)變阻器阻值后，表頭滑動(dòng)變阻器阻值后，表頭G的示數(shù)為的示數(shù)為

37、I1，電流表，電流表A的示數(shù)為的示數(shù)為I2，則電源的內(nèi)阻則電源的內(nèi)阻r_，電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)E_。解析：解析：(1)改裝后的電壓表的量程應(yīng)比一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)改裝后的電壓表的量程應(yīng)比一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)(約為約為1.5 V)略大些。將三個(gè)定值電阻略大些。將三個(gè)定值電阻R1、R2、R3分別代入分別代入U(xiǎn)Ig(r1R)中得到中得到0.36 V、1.56 V、4.56 V，故定值電阻應(yīng)選，故定值電阻應(yīng)選R2(G)；從精確性原則出發(fā)，滑動(dòng)變阻器最大阻值應(yīng)盡可能；從精確性原則出發(fā)，滑動(dòng)變阻器最大阻值應(yīng)盡可能小些，故選甲小些，故選甲(D)。(2)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。課時(shí)跟蹤檢測(cè)課時(shí)跟蹤檢測(cè)見(jiàn)見(jiàn)“課時(shí)跟蹤課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十八）檢測(cè)（二十八）”