電學(xué)實驗設(shè)計.ppt

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1、電學(xué)實驗設(shè)計姜堰二中錢宏春一、常見實驗電路的組成：電流表外接法電流表內(nèi)接法知識回顧①若，則選用電流表的內(nèi)接法；②若，則選用電流表的外接法。①要求電表讀數(shù)從零開始變化；②滑動變阻器的總阻值比Rx小太多③用限流接法時電路中出現(xiàn)的最小電流超過電流表的量程.選擇分壓式接法的幾種情況：二、電學(xué)實驗設(shè)計遵循的基本原則1.安全性原則2.精確性原則3.可操作性（方便性）原則1.電路設(shè)計例1小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大。某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線。實驗可供選擇的器材有：A．小燈泡（“2.5V,1.2W”）B．電流表(量程:0～0

2、.6A,內(nèi)阻1Ω)C．電壓表(量程:0～3V,內(nèi)阻未知)D．滑動變阻器(0～5Ω,額定電流0.5A)E．滑動變阻器(0～10Ω,額定電流1A)F．滑動變阻器(0～1000Ω,額定電流2A)G．電源(E=3V,內(nèi)阻不計)H．開關(guān)一個和導(dǎo)線若干（1）本題應(yīng)選擇的滑動變阻器是。VA（3）按照方框中正確的電路圖，若電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，則小燈泡兩端的實際電壓U燈是多少？U燈=U-IrA（2）要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，請你選擇合理方案并畫出你設(shè)計的電路圖。VA？（思考：如果電流表的內(nèi)阻未知，電壓表的內(nèi)阻已知，我們又應(yīng)如何設(shè)計電路，說

3、說你的理由。）在用伏安法測電阻時，應(yīng)注意：①若電流表內(nèi)阻已知，電壓表內(nèi)阻未知，應(yīng)選用內(nèi)接法?？上螂娏鞅矸謮鹤饔靡鸬南到y(tǒng)誤差。②若電壓表內(nèi)阻已知，電流表內(nèi)阻未知，應(yīng)選用外接法?？上螂妷罕矸至髯饔靡鸬南到y(tǒng)誤差?！感〗Y(jié)」器材代號規(guī)格電流表A1量程為100mA，內(nèi)阻r1待測(約5Ω)電流表A2量程為500μA，內(nèi)阻r2＝1000Ω電壓表V量程為3V，內(nèi)阻r3＝10kΩ電阻R1阻值約20Ω，與電源串聯(lián)，起保護(hù)作用滑動變阻器R2總阻值約50Ω電源E電動勢為3V，內(nèi)阻很小開關(guān)S導(dǎo)線若干AR11A2①測量電流表的內(nèi)阻，按常規(guī)方法應(yīng)用伏安法。因為待測

4、電流表本身可以測出通過自身內(nèi)部的電流，只需將電壓表并聯(lián)在待測電流表兩端即可。但本題中即使待測電流表滿偏，其兩端的電壓也僅為0.5V，遠(yuǎn)小于題目提供的電壓表的量程3V。估電壓表讀數(shù)將存在很大偶然誤差。②將已知內(nèi)阻的電流表當(dāng)成電壓表使用，實際也是伏安法的一種推廣形式。是我們在電路設(shè)計中經(jīng)常用到的一種方法。「小結(jié)」思考在上題中，如果沒有給出電流表A2，但提供了以下3只已知阻值的電阻。若仍然需要高精度地測量電流表A1的內(nèi)阻，你認(rèn)為可以怎樣設(shè)計實驗方案，請談?wù)勀愕脑O(shè)計思路，并畫出實驗電路圖。A．定值電阻R1(阻值5Ω)；B．定值電阻R2(阻值25Ω)；C

5、．定值電阻R3(阻值1000Ω)；VA1R2r1=U/I–R2①本題通過給電流表串聯(lián)一個阻值適當(dāng)定值電阻R2解決了電流表和電壓表量程不匹配的問題，這也是電學(xué)實驗設(shè)計中一個常用的手法。②常見的解決量程不匹配問題的方法還有就是進(jìn)行電表改裝?！感〗Y(jié)」例3現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢E約為9V，內(nèi)阻r約為50Ω，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖所示的電路進(jìn)行實驗，圖中電壓表量程大于電源電動勢，且對電路的影響可不考慮，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω。2.數(shù)據(jù)處理VR（1）你認(rèn)為既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的處理數(shù)據(jù)的方法是。線性圖像

6、法（2）該同學(xué)在實驗中，通過改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，如下表：U(V)2.93.35.06.77.51/U(V-1)0.340.300.200.150.13R(Ω)2025501001501/R（×10-2Ω-1）5.04．02．01．00.7請從表格中選取你所需要的數(shù)據(jù)，建立恰當(dāng)坐標(biāo)系，畫出相應(yīng)線性圖像。并利用圖像求出電源電動勢和內(nèi)阻。答案由閉合電路歐姆定律得整理得作出的圖像，利用圖像斜率和截距即可。1/U(V-1)1/R(×10-2Ω-1)0.200.3000.100.355.04.03.02.01.0我們在物理實驗中常用的數(shù)據(jù)處理方法

7、就是畫線性圖像，利用圖像斜率和截距的物理意義求解相關(guān)物理量?！感〗Y(jié)」3.實驗設(shè)計的基本思路謝謝！