高二 第八讲 恒定电流实验一精英班 学生版Word下载.docx

1、（1）在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系.（2）在坐标纸上描出各组数据所对应的点.（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜）（3）将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线.4.拆除电路，整理仪器五、实验注意事项1.由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法.2.因本实验要作出I-U图线，要求测出电压从零变化至U额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法.3.开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到图51-1中的A端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的额定值.4.实验中各组读数要选择均匀，间隔大致相等，作图时两坐标轴的标度要适当，使图线不

2、会偏向一边或过小或过大.5.画I-U曲线时，不能画成折线，而应画成平滑的曲线，偏差较大的点应舍弃.（二）测定金属的电阻率一、实验目的1.掌握电流表、电压表的使用原理及读数方法，滑动变阻器在电路中的两种连接方法.2.练习使用螺旋测微器.3.测定金属的电阻率.由电阻定律可知，金属的电阻率.因此测出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可算出金属导线的电阻率.三、实验器材被测金属导线、刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关及导线若干.1.用螺旋测微器在被测金属导线的三个不同位置各测一次直径，求出d的平均值.2.按图50-2所示

3、的电路图连接好电路.3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度L.图50-24.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路的阻值最大的位置，电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表和电压表的示数I和U的值，记录在下表中.断开S，求出电阻R的平均值.5.将测得的R、L、d的值代入电阻率的计算公式，计算出金属导线的电阻率.6.拆除实验线路，整理器材.1.用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同的位置各测一次，求其平均值；用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，应反复测量三次，求其平均值.2.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此采用电流表外接法.

4、3.用伏安法测电阻时，通过金属导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验中逐渐增大.4.无论滑动变阻器采用限流接法还是分压接法，可根据实验要求或提供的器材规格进行选择.5.为了准确地求出电阻R的平均值，可采用U-I图象法求出其阻值.六、误差分析1.测量电路中电流表和电压表对电阻测量的影响.由于本实验采用电流表外接法，所以R测R真，由 ，所以 测真.2.通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化.3.另外直径测量、长度测量、读数等人为因素也是误差的来源之一.创新方法探究提炼方法展示技巧题型方法一、仪器的选择与电路的设计1.电学实验中仪器的选择

5、方法（1）基本原则安全不损坏实验器材.精确尽可能减少实验误差.方便便于实验操作、读数和数据处理.（2）实验仪器的选取电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流.用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流.电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值，一般两表的指针应指到满偏刻度的12至满偏之间的位置为宜.2.滑动变阻器的两种接法及选择方法例1在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有标有“6 V1.5 W”字样的小灯泡、导线和开关外，还有下列器材：A.直流电源（6 V，内阻不计）；B.直流电流表（量程为3 A，内阻0.1 以下）；C.直流电流表（量程为300 mA，内阻约为5 ）；D.

6、直流电压表（量程为10 V，内阻约为15 k）；E.滑动变阻器（10 ，2 A）；F.滑动变阻器（1 k，0.5 A）.实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.（1）实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_.（均用序号表示）（2）在虚线框内画出实验电路图.图50-3甲（3）试将图50-3甲所示的器材连成实物电路.图50-3乙 二、螺旋测微器1.构造：图50-4为常用的螺旋测微器，它的测砧A和固定刻度G固定在框架F上，旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在G上.图50-42.原理：精密螺纹的螺距是0.5 mm，即K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，

7、可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm，即可动刻度每转过一等份，P前进或后退0.01 mm.因此，从可动刻度旋转了多少等份就知道长度变化了多少个0.01 mm.用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读到0.001 mm（即毫米的千分位），因此螺旋测微器又称为千分尺.图50-53.读数方法：先从固定刻度G上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数（注意估读），即有：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数精确度（注意单位为mm）.如图50-5所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可

8、动刻度上读的示数为14.5格，最后的读数为：2.0 mm+14.50.01 mm=2.145 mm.4.注意事项（1）测量前需校对零点：先使测砧A与测微螺杆并拢，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度是否重合，否则应加以修正.（2）读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.（3）测量时，当螺杆P快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮K，改用微调旋钮K，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮K，并拧紧固定旋钮.这样做既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确.三、伏安

9、法测电阻1.原理：部分电路欧姆定律.2.电流表外接法，如图50-6所示.（1）R测=图50-6系统误差使得测量值偏小.（2）系统误差原因：电压表分流.图50-7（3）适用于测小阻值电阻.因为Rx相对于RV越小， 表分流越小，误差越小.3.电流表内接法，如图50-7所示. （1） 使得测量值偏大.电流表 分压.（3）适用于测大阻值电阻，因为Rx越大，表分压越小，误差越小.4.内外接法的选用方法（1）在知道Rx、RV、RA的大约值时，可用估算法：时，选外接法； 时，选内接法.图50-8（2）在不知道Rx、RV、RA的大约值时，可用试触法.如图50-8所示，触头分别接触a、b，如表变化大，说明表分压

10、大，应选外接法；如表分流大，应选内接法.例2在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的电源是一节内阻不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 .使用的电压表有3 V（内阻约为3 k）和15 V（内阻约为15 k）两个量程，电流表有0.6 A（内阻约为0.1 ）和3 A（内阻约为0.02 ）两个量程；供限流用的滑动变阻器有最大阻值分别为10 、100 、1500 的三种，可供选择的实验电路有如图50-9甲、乙所示的两种.用螺旋测微器测金属丝的直径如图50-9丙所示，则：（1）螺旋测微器的示数是_mm.（2）为减小电阻的测量误差，应选用_图所示的电路.（3）为在测量中

11、便于调节，应选用最大阻值为_的滑动变阻器.（4）电压表的量程应选用_V.（5）电流表的量程应选用_A.图50-9体验成功1.（徐州市2010届第一次质检）在探究“决定导线电阻因素” 的实验中，需要进行以下测量.（1）用螺旋测微器测得导线的直径如图50-10 甲所示.其示数是_mm图50-10甲（2）欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为12 ，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些.下列器材中电流表应选用的是（填选项代号，下同）_，电压表应选用的是_，滑动变阻器应选用的是_.在50-10乙给出的方框内画出应采用的电路图.A.电池组E（6 V，内阻很小）B.电流表（03 A

12、，内阻0.0125 ） C.电流表（00.6 A，内阻0.125 ）D.电压表（03 V，内阻3 k）E.电压表（06 V，内阻6 k）F.滑动变阻器R1（05 ，2 A） 图50-10乙G.滑动变阻器R2（01000 ，1 A）H.开关、导线 2.（2007年重庆理综卷）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图50-11所示的方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后：（1）若电压表的示数为2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_.（2）若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线为

13、_.图50-11（3）若反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为_.金典预测演练经典创新展望高考1.在用伏安法测电阻时，若电流表的内阻为1 ，电压表的内阻为5000 ，Rx约为10 ，则图甲、乙两个电路中哪个测量结果较为准确？该电路的系统误差使得测量值比真实值偏大还是偏小？（）A.甲电路，偏大B.甲电路，偏小C.乙电路，偏大 D.乙电路，偏小2.在如图所示的电路中，电流表和电压表的示数分别为10 mA和2 V，电压表的内阻为1000 ，则待测电阻Rx的真实值应为（）A.150 B.200 C.250 D.300 3.许多精密仪器中常常采用如图所

14、示的电路精确地调节某一电阻两端的电压，图中R1、R2是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻R0（阻值约为500 ）两端的电压进行粗调和微调.已知两滑动变阻器的最大阻值分别为200 和10 ，下列关于R1、R2的说法正确的是（）A.如果R1=200 ，R2=10 ，则调节R1起粗调作用B.如果R1=10 ，R2=200 ，则调节R11起微调作用C.如果R1=200 ，R2=10 ，则调节R2起粗调作用D.如果R1=10 ，R2=200 ，则调节R2起微调作用4.在“测定金属的电阻率”的实验中，用刻度尺测得电阻丝的长度为60.00 cm，测得电阻丝的直径如图甲所示，运用伏安法测得的电压、电流如图

15、乙所示.根据图中示数计算出电阻率的大小为_ m.（结果保留两位有效数字）5.某同学测绘标有“4.8 V0.3 A”字样的小灯泡的电功率P随电压U变化的图象，要使小灯泡两端的电压从0到4.8 V连续变化，为了使测量尽可能地准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有：A.电流表（量程为0.6 A，内阻约为1 ）；B.电流表（量程为3 A，内阻约为0.2 ）；C.电压表（量程为6 V，内阻约为2 k）；D.电压表（量程为15 V，内阻约为4.5 k）；E.滑动变阻器（阻值范围为020 ，额定电流为2 A）；F.滑动变阻器（阻值范围为02 k，额定电流为0.5A）；G.电池组（电动势为6 V，内阻约为

16、1 ）.（1）选用的器材代号为_.（2）在图甲所示的虚线框中画出实验电路图.（3）根据实验测量的数据描出P-U图象，如图乙所示，小灯泡在1.5 V电压下的阻值为_. 甲 乙 6.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，通过实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡的电流和电压）：（1）该同学漏填了U=1.20 V时对应的电流I，请根据如图甲所示的指针位置，读出电流表的示数，并在上表空格中填上相应的示数.甲（2）在如图乙所示的虚线框中画出实验电路图. 乙可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围为010 ）、电源、小灯泡、开关、导线若干.（3）在图丙所示的坐标中画出小灯泡

17、的U-I曲线.丙7.需要测量电流表的内阻r1，实验室中有下列器材可供选用：在下列设计的四个电路图中，选出你认为最合适的在对应的横线上写出r1的表达式，并说明所用符号的物理意义；认为不合适的在对应的横线上写出理由.A图：_B图：_；C图：D图：_ _.8.用下列器材测量一待测电阻Rx的阻值（9001000 ）：电源E（具有一定内阻，电动势约为9.0 V）；电压表（量程为1.5 V，内阻r1=750 ）；电压表（量程为5 V，内阻r2=2500 ）；滑动变阻器R（最大阻值约为100 ）；单刀单掷开关S，导线若干.（1）测量中要求电压表的示数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原

18、理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）.（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上连线.（3）若电压表的示数用U1表示，电压表的示数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为：_.9.要测量一长度为L、直径为D的电阻丝的阻值.（1）用多用电表粗测该段电阻丝的阻值.用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“10”位置的多用电表测量，发现指针偏转角度太大，这时应将选择旋钮指向欧姆挡“_”位置；调零后测量，其表盘及指针所指位置如图所示，则此段电阻丝的电阻为_.（2）现在需要进一步精确测量该电阻丝的阻值.实验室备有下列器材：A.量程为0.6 A、内阻为0.5 的电流表；B.量程为3 A、内阻为0.1

19、的电流表；C.量程为3 V、内阻为6 k的电压表；D.量程为15 V、内阻为30 k的电压表；E.阻值范围为1 k的滑动变阻器R1；F.阻值范围为50 的滑动变阻器R2；G.蓄电池的电动势为6 V，内阻很小；H.开关一个，导线若干.为使测量结果尽可能准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_.（填仪器的代号）若选择了最合适的器材，采用最恰当的实验电路进行实验测量，电流表的示数是I，电压表的示数是U，则该电阻丝的电阻率=_.10.有一根细而均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，如图甲所示.此样品的长L约为3 cm，电阻约为100 ，已知这种材料的电阻率为，且该样品的内径太小而无法直接

20、测量.现提供以下实验器材：A.20等分刻度的游标卡尺；B.螺旋测微器；C.电流表（量程为50 mA，内阻r1=100 ）；D.电流表（量程为100 mA，内阻r2约为40 ）；E.滑动变阻器R1（010 ，额定电流为2 A）；F.直流电源E（电动势为12 V，内阻很小）；G.导电材料样品R2（长L约为3 cm，电阻R2约为100 ）；H.开关一只，导线若干.请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数L= _mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图丙所示，其示数D=_ mm.（2）在虚线框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材的字母.（3）用已知物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d（写出推导过程）.