高三物理电学实验专题教案

发布时间：2020-03-03 17:43:00 来源：范文大全收藏本文下载本文手机版

高二物理电学实验（鲁教版）

【本讲教育信息】

一.教学内容：

电学实验（2）

二.半偏法测电阻：

1.电路：

2.测量值： 1）Rv测R1

2）Rg测R1

3.真实值：

1）中：

RVRR21RVR21ERVIVRVR21R22rRVR21 (RVR1)R21RVR1R21IE(RVR1)V2(RVR1)R21Rr22RVR1R21经复杂计算可得：

RVR1R21(R22r)R1RV测

R21R22r即：测量值偏大误差根源：

R21，R22与r的电阻影响 RVR1R21(R22r)

R21(R22r) 11R21R22r减小误差的方法： R11

减小R21，R22的阻值，但不能无限制减少，当R220时，仅剩R21与r分E，此时误差最小。

2）中：

EIgRRrg2R1Rg IRR11ggE2R1RgRgR2rR1Rg经复杂计算得：方法一：Rg R1(R2r)

(R2r)R1R1R1R测 R11R2r

即测量值偏小

误差根源：R2的电阻值减小误差方法：增大R2的阻值

讨论：R2阻值增大，导致电路电流减小，为使得电流为Ig，需增大电源的E。方法二：

RgR1Rg

Rg1R2即：测量值偏小

分析：要减少误差应增加R2，其它分析同方法一。方法三：误差=

RgR1RgIgERg IgRgE的比值，由于IgRg为定值，只好增大E，此处与方法

一、二即：要减小误差需减少的分析是统一的。

三.改装电表：

（一）改装电表的算法：

1.电流表改装成电压表

（1）原理：利用串联电阻的分压作用。（2）分压电阻的计算：设电流表满偏电流为Ig，内阻为Rg，满偏电压为Ug，利用串联电阻的分压作用，可将电流表串一电阻R串使电流表改装成电压表，设电压表量程为U，则IgUgRgUUgR串，分压电阻R串UUgUgRg(U1)Rg。 Ug

2.电流表扩大量程

（1）原理：利用并联电阻的分流作用。（2）分流电阻的计算：将电流的量程扩大到I，要并联的电阻为R并，由并联电路电压相等有，IgRg(IIg)R并，R并

（二）校对方法：

1.电路：

IgRgIIg。

2.计算：

|标准表示数改装表示数|100%

标准表示数对改装电表的影响：

（三）半偏法

1）中：R测Rg ①对的影响

由R串(V1)Rg知 Vg所串入电阻偏大，导致电路电流偏小，②对由R并的影响

示数偏小，即读数偏小。

IgRgIIg知

所并入电阻偏大，分流偏小，2）中：R测Rg ①对的影响：

示数偏大，即读数偏大。

由R串(V1)Rg知 Vg示数偏大，即

读数偏大。所串入电阻偏小，导致电路电流偏大，②对由R并的影响：

IgRgIIg知

所并入电阻偏小，分流偏大，

示数偏小，即读数偏大。

【典型例题】

例1.如果两个电流表的满偏电流均为Ig3mA，内阻Rg100，欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表，则：

（1）分别串联的电阻R1和R2为多大？

（2）将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角1和2有何关系，示数U1和U2有何关系？解题方略：

（1）UgIgRg31031000.3V

改装成3V应串电阻

R1UUgIg30.3900 3310 R2UUgIg150.34900 3310（2）将两只电压表串联后测电压，即如图所示连接，因流过表头的电流相同，故偏角而电压表内阻RV

1、RV2有关系，RV1/RV21/5，故电压表示数之比也为U1：U2=1：12，5。

评点：电流表改装成电压表的问题要注意串联电阻电压的分配关系，同时注意电压表的电压到量程时，表头内的电流就到满偏。

例2.（2001年全国高考题）下图中E为电源，其电动势为E，R1为滑线变阻器，R2为电阻箱，A为电流表，用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA；①闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；②保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于I0，然后读出R2的值，取RAR2。 2

（1）按上图所示电路在下图所给出的实物图中画出连接导线。

（2）真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即

RAR2。试导出它RA与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。（3）若I010mA，真实值RA约为30Ω，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？

解题方略：首先题中给出了实验电路图，让连接实物图，只要正确识别各元件的结构，找出两图中符号与实物元件间的对应关系，连接相应的导线即完成连接，第二要求相对误差，就要理解什么是相对误差，还需要弄清本实验产生误差的原因，闭合K1，断开K2时，电流表读数I0E；保持R1不变，闭合K2，调节R2，当电流表读数等于I0/2时，题中R1RA取RAR2，即认为R2中电流也为I0/2，总电流仍为I0，实际上，当R2与RA并联后，闭合电路的总电阻减小了，总电流II0，R2中电流大于I0/2，所以R2将小于RA，这就造成本实验的测量值R2小于实际值RA，产生了实验误差，只要我们利用两个步骤的电路，用闭合电路欧姆定律，找出R2与RA的实际关系，问题就解决了。答案：（1）连线如下图所示

（2）由闭合电路欧姆定律对步骤①有

EI0

R1RA对步骤②有

IR2E0

RR2RAR22R1ARAR2解得RAR2I0RA

RAEI0RA1010330I0V6V，（3）由（2）所得及题中要求，可知RA5%因此，E0.050.05E故电源电动势的最小值为6V。

例3.如图所示，将一个改装的电流表接入电路和进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些，如表头G的Ig是准确的，出现的误差可能是下述哪种原因引起的（

）

A.Rg的测量值比真实值偏大 B.Rg的测量值比真实值偏小

\'C.所并联的R并比公式R并IgRgIIgIgRgIIg\'计算出的R并偏小

\'D.所并联的R并比公式R并\'计算出的R并偏大

解题方略：待测表的读数偏大，表明通过待测表的G的电流比标准表的G的电流强度大，使G的指针偏转较大，反映了R并支路分去的电流太少，即R并太大，由并联电路UgU并，有IgRg(IIg)R并，所以R并IgRgIIg，在Ig与I准确时，R并的阻值偏大或偏小，直接反映了Rg的测量比真实值是偏大还是偏小，所以选项A正确，B错误。

\'\'同理，当Rg为准确的，则R并也相对准确，由上述分析R并偏大，即R并R并，此时通过G的电流大，待测表的指针偏转就大，所以选项D正确。

答案：AD

【模拟试题】

1.如图所示，一个电流表上装有四个接头A、B、C、D分别接到电流表G和两个分流电阻R1和R2上，如果用一个铜片把B和C连接起来，则电流表能够量度的最大电流为1.5A，如果把A和B以及C和D分别用铜片连接起来，则电流表能够量度的最大电流为3A，已知R1R2R，求当四个接头不连结任何铜片时，电流表所能量度的最大电流是_______A。

2.用标准安培表对改装安培表

进行校准，如图所示电路，要求从10mA校准到50mA，已知电源电动势2V，内阻不计，则定值电阻R2阻值应是____________Ω，电阻R2的额定功率P2为__________W，滑动变阻器R1阻值变化范围是_________Ω。

3.有一个电压表，量程已知，内阻为RV。另有一电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略），请用这只电压表和电池，再用一个电键和一些连接用的导线，设计测量某一高值电阻Rx的实验方法（已知Rx的值与RV相差不大）（1）在矩形框中画出实验电路图。

（2）简要写出测量步骤和需记录数据，导出高值电阻Rx的计算式。

4.某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：待测电压表（量程3V），电流表

（量程200μA），电流表

（量程5mA），电流表（量程0.6A），滑动变阻器R（最大阻值1kΩ），电源E（电动势4V），电键K。

（1）所提供的电流表中，应选用___________（填写字母代号）。

（2）为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在下图中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。

5.从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。

器材（代号）电流表（电流表（电压表（电阻R1 电池（E）电键（S）导线若干）））规格量程10mA，内阻r1待测（约40Ω）量程500μA，内阻r2=750Ω 量程10V，内阻r3=10kΩ 阻值约100Ω，作保护电阻用总阻值约50Ω 电动势1.5V，内阻很小的内阻r1，要求方法简捷，滑动变阻器R2

（1）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。