逍遥学能 2013-08-29 15:45
一. 教学内容：实验 电流表 电压表 伏安法测电阻
二. 要点：
1. 理解并掌握电流表和电压表的制作原理，会将电流计改装成电流表和电压表。
2. 理解并掌握伏安法测电阻的原理，并会合理选择实验电路。
［重点、难点解析］
一、电流表和电压表
1. 灵敏电流计
我们所应用的灵敏电流计，其主要参数有三个：
（1）电流计的电阻Rg，通常叫电流计的内阻。
（2）满偏电流：即电流表指针偏转到最大刻度时的电流 Ig，也叫电流表的量程。
（3）满偏电压：电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压Ug，也叫电压量程。
2. 电压表
电流表的电压量程
即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻 ，由并联电路的特点得
所以， 就可算出电阻的阻值。
由于电压表、电流表本身具有内阻，接入电路测量时也不可避免改变了被测电路中的电压和电流，给测量带来了误差。为了减小这种误差，电压表和电流表的位置有两种接法?D?D电流表内接法和外接法。
2. 电流表内接法
如图所示即为电流表的内接法，设电压表和电流表的内阻分别为 Rv和RA。
① 。
3. 电流表外接法
①如图所示即为电流表的外接法.
测量值小于真实值。
②因为电压表内阻的分流作用引起系统误差，要减小系统误差，应满足 。若RX>RO，则为大电阻；若RX< RO，则为小电阻。
③如果待测电阻的大体数值无法已知，则可用试探法进行试探。若电流表示数变化明显，则用内接法；若电压表示数变化明显，则用外接法。
5. 滑动变阻器的两种接法
（1）限流电路如图所示，其中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流。移动滑动变阻器的滑动片P可以改变连入电路中的阻值，从而控制负载R中的电流大小，上图中滑动触头滑至B端时，连入电路中的电阻值为最大值，此时电流最小，因此，在一些具体电路中，在闭合电键前，应使P移至B端。
（2）
（3）两种电路的比较：负载上的电压调节范围不同。设电源的电动势为E，内阻不计。则在（1）图中负载上的电压变化范围为E；则在（2）图中负载上的电压变化范围为0～
（5）为了调节方便（即调节过程中电流表、电压表的示数变化明显），在限流电路中，所选的滑动变阻器R与待测电阻Rx的阻值相差不太大；分压电路中，所选的滑动变阻器R的阻值要小一些较好。
【典型例题
例1.
例2. 如图所示，一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图（a）（b）两种电路各测一次，用（a）图所测数据为3.0 V，3.0mA，用（b）图测得的数据是2.9V，4.0mA，由此可知，用 图测得Rx的误差较小，测量值 Rx＝ .
解：比较两次测量的数据，电压表的变化较小，说明电流表分压不明显，即电流表内阻 。所以采用（a）图测量时误差较小，且
【点拨】待测电阻Rx的大小是相对的，当 ，即认为是大电阻，这时电流表与R：串联时分压很小，故采用内接法时误差较小。而当 时，即认为是小电阻，这时电压表与R：并联时分流很小，故采用外接法误差较小。
例3. 一个电阻R，其阻值大约在40 ～50 之间，现要进一步测量其电阻，手边现有下图所示器材如下：
电源E（电动势12 V，内阻为0.5 ）；
电压表（0～3 V～15 V，内阻约10 k ）；
电流表（0～0.6 A～3 A，内阻约1 ）；
滑动变阻器R1（阻值0～10 ，额定电流2 A）；
滑动变阻器R2（阻值0～1700 ，额定电流0.3 A）；
电键S和导线若干。
（1）电压表的量程应选 ，电流表的量程应选 ，滑动变阻器应选用 。
（2）请画出实验电路图。
（3）用笔画线代替导线，在实物图上连好实验电路。
。所以电流表量程应选0～0.6 A。分别将待测电阻与电压表内阻、电流表内阻相比较可知，属于 的情况，所以测量电路应采用电流表外接法，实验电路图如下图所示。
在实物图上连线应按下列顺序：如下图，从电源正极开始，依次画线①②③，然后再依次画线④⑤⑥，最后画线⑦⑧。
启迪 该题是设计用“伏安法”测电阻电路的典型题目，希望同学们通过该题把握：①电路设计中分析问题的思路。②器材选取、电路设计的一般原则。③电路连线的原则：先连主干，再连分支，做到脉络清晰。
【模拟
1、用伏安法测电阻时，电压表、电流表有两种接法，测量电阻值用Rc表示，如下图所示，则 （ ）
A. 当 时，采用（a）接法，且
C. 当 时，采用（a）接法，且
2、用伏安法测量未知电阻的阻值时，不知Rx的大概值，为选择正确的电路以减小误差，按图所示的电路将仪器连接好，并空出电压表的一个接头K，将K与a点接触一下，电表的示数为“2.8V 4.0Ma”；将K与b点接触一下，电表的示数为“2.7V 5.0mA”，则K与
点接触实验误差较小，此时电阻的测量值为 ，测量值比真实值偏 。
3、用伏安法测量一个定值电阻，实验所备器材如下：
A. 待测电阻R（约100欧）
B. 直流毫安表：0?D100mA，内阻50欧
C. 直流电压表：0?D3V，内阻5千欧
D. 直流电压输出电压：4V，内阻不计
E、滑动变阻器：0?D15欧，允许最大电流1A
F、电键一个，导线若干
（1）根据器材规格和实验要求，设计并画出实验电路图。
（2）按照设计的电路图连好实物图
4、用伏安法测量一个定值电阻，实验所备器材如下；
A. 待测电阻R（约5欧）
B. 直流电流表：0?D0.6A，内阻l欧
C. 直流电压表：0?D3V，内阻5千欧
D. 直流电压输出电压：9V，内阻不计
E. 滑动变阻器：0?D6欧，额定电流5A
F. 电键一个，导线若干
（1）根据器材规格和实验要求，设计并画出实验电路图。
（2）按照设计的电路图连好实物图
5、在“测量金属电阻率”的实验中，实验所备器材如下
A. 电源：干电池一节（1.5V），内阻不计
B. 金属丝电阻（约为3欧）
C. 直流电流表：0?D0.6A，内阻0.1欧
D. 直流电流表：0?D3A，内阻0.02欧
E. 直流电压表：0?D3V，内阻3千欧
F. 直流电压表：0?D15V，内阻15千欧
G. 滑动变阻器：0一10欧，
H. 滑动变阻器：0?D1500欧
（1）本实验采用限流电路，电压表选 ，电流表选 ，滑动变阻器选 。
（2）本实验采用电流表 接，以减小实验误差。
（3）在提供的框图中画出实验电路图。连接实物图。
（3）连接实物图
【试题答案】
1. AD 2. a ,700, 大
3. （1）
（2）略
4. 同3题
5. （1）E，C，G （2）外 （3）滑动变阻器限流接法，安培表外接。图略。
6. B，C，E
滑动变阻器分压接法，安培表外接。图略