高考物理知識歸納(五)
------------------------電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題
測電動勢和內(nèi)阻
(1)直接法:外電路斷開時(shí),用電壓表測得的電壓U為電動勢E ;U=E
(2)通用方法:AV法測要考慮表本身的電阻,有內(nèi)外接法;
①單一組數(shù)據(jù)計(jì)算,誤差較大
②應(yīng)該測出多組(u,I)值,最后算出平均值
③作圖法處理數(shù)據(jù),(u,I)值列表,在u--I圖中描點(diǎn),最后由u--I圖線求出較精確的E和r。
(3)特殊方法 (一)即計(jì)算法:畫出各種電路圖
(一個(gè)電流表和兩個(gè)定值電阻)
(一個(gè)電流表及一個(gè)電壓表和一個(gè)滑動變阻器)
(一個(gè)電壓表和兩個(gè)定值電阻)
(二)測電源電動勢ε和內(nèi)阻r有甲、乙兩種接法,如圖
甲法中所測得ε和r都比真實(shí)值小,ε/r測=ε測/r真;
乙法中,ε測=ε真,且r測= r+rA。
(三)電源電動勢ε也可用兩阻值不同的電壓表A、B測定,單獨(dú)使用A表時(shí),讀數(shù)是UA,單獨(dú)使用B表時(shí),讀數(shù)是UB,用A、B兩表測量時(shí),讀數(shù)是U,則ε=UAUB/(UA-U)。
電阻的測量
AV法測:要考慮表本身的電阻,有內(nèi)外接法;多組(u,I)值,列表由u--I圖線求。怎樣用作圖法處理數(shù)據(jù)
歐姆表測:測量原理
兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx后通過電表的電流為 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對應(yīng),因此可指示被測電阻大小
使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程(大到小)、歐姆調(diào)零、測量讀數(shù)時(shí)注意擋位(即倍率)、撥off擋。
注意:測量電阻時(shí),要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。
電橋法測:
半偏法測表電阻: 斷s2,調(diào)R1使表滿偏; 閉s2,調(diào)R2使表半偏.則R表=R2;
一、測量電路( 內(nèi)、外接法 ) 記憶決調(diào) “內(nèi)”字里面有一個(gè)“大”字
R測==RX+RA > RX
適于測大電阻
Rx >
外
R測=<Rx
適于測小電阻
RX <
當(dāng)Rv、RA及Rx末知時(shí),采用實(shí)驗(yàn)判斷法:
動端與a接時(shí)(I1;u1) ,I有較大變化(即)說明v有較大電流通過,采用內(nèi)接法
動端與c接時(shí)(I2;u2) ,u有較大變化(即)說明A有較強(qiáng)的分壓作用,采用內(nèi)接法
測量電路( 內(nèi)、外接法 )選擇方法有(三)
①Rx與 Rv、RA粗略比較 ② 計(jì)算比較法 Rx 與 比較
③當(dāng)Rv、RA及Rx末知時(shí),采用實(shí)驗(yàn)判斷法:
電路圖
電壓變化范圍
電流變化范圍
優(yōu)勢
選擇方法
限流
二、供電電路( 限流式、調(diào)壓式 )
~E
~
電路簡單
附加功耗小
Rx比較小、R滑 比較大,
R滑全>n倍的Rx
通電前調(diào)到最大
調(diào)壓
0~E
0~
電壓變化范圍大
要求電壓
從0開始變化
Rx比較大、R滑 比較小
R滑全>Rx/2
通電前調(diào)到最小
以“供電電路”來控制“測量電路”:采用以小控大的原則
電路由測量電路和供電電路兩部分組成,其組合以減小誤差,調(diào)整處理數(shù)據(jù)兩方便
R滑唯一:比較R滑與Rx 控制電路
Rx<R滑<10 Rx 限流方式
分壓接法
R滑≈Rx兩種均可,從節(jié)能角度選限流
R滑不唯一:實(shí)難要求確定控制電路R滑
實(shí)難要求:①負(fù)載兩端電壓變化范圍大。
②負(fù)載兩端電壓要求從0開始變化。
③電表量程較小而電源電動勢較大。
有以上3種要求都采用調(diào)壓供電。
無特殊要求都采用限流供電
按題設(shè)實(shí)驗(yàn)要求組裝電路,畫出電路圖,能把實(shí)物接成實(shí)驗(yàn)電路,精心按排操作步驟,過程中需要測?物理量,結(jié)果表達(dá)式中各符號的含義.
(1)選量程的原則:測u I,指針超過1/2, 測電阻刻度應(yīng)在中心附近.
(2)方法: 先畫電路圖,各元件的連接方式(先串再并的連線順序)
明確表的量程,畫線連接各元件,鉛筆先畫,查實(shí)無誤后,用鋼筆填,
先畫主電路,正極開始按順序以單線連接方式將主電路元件依次串聯(lián),后把并聯(lián)無件并上.
(3)注意事項(xiàng):表的量程選對,正負(fù)極不能接錯(cuò);導(dǎo)線應(yīng)接在接線柱上,且不能分叉;不能用鉛筆畫
用伏安法測小電珠的伏安特性曲線:測量電路用外接法,供電電路用調(diào)壓供電。
(4)實(shí)物圖連線技術(shù)
無論是分壓接法還是限流接法都應(yīng)該先把伏安法部分接好;即:先接好主電路(供電電路).
對限流電路,只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線,從電源正極開始,把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程,滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。
對分壓電路,應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來,然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭,比較該接頭和滑動觸頭兩點(diǎn)的電勢高低,根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的情況,將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。
三、選實(shí)驗(yàn)試材(儀表)和電路,
實(shí)物連線的總思路 分壓(滑動變阻器的下兩個(gè)接線柱一定連在電源和電鍵的兩端)
畫出電路圖→連滑動變阻器→
限流(一般連上一接線柱和下一接線柱)
(兩種情況合上電鍵前都要注意滑片的正確位
電表的正負(fù)接線柱
→連接總回路: 總開關(guān)一定接在干路中
導(dǎo)線不能交叉
微安表改裝成各種表:關(guān)健在于原理
首先要知:微安表的內(nèi)阻、滿偏電流、滿偏電壓。
采用半偏法先測出表的內(nèi)阻;最后要對改裝表進(jìn)行較對。
(1)改為V表:串聯(lián)電阻分壓原理
(n為量程的擴(kuò)大倍數(shù))
(2)改為A表:串聯(lián)電阻分流原理
(n為量程的擴(kuò)大倍數(shù))
(3)改為歐姆表的原理
兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx后通過電表的電流為 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對應(yīng),因此可指示被測電阻大小
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