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2019年高考物理專題復(fù)習(xí)《電學(xué)實(shí)驗(yàn)》專題講義
(一)變壓器的構(gòu)造與原理(理想變壓器)
(二)理想變壓器中的接個(gè)關(guān)系(電壓、電流、功率與線圈匝數(shù)的關(guān)系)
(三)變壓器的動(dòng)態(tài)分析
(四)電能的輸送
二、新課講解
(一)考點(diǎn)
1、多用表的使用
2、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、電表的改裝問(wèn)題
3、電源、電表的選擇,電流表的內(nèi)外接法
4、滑動(dòng)變阻器的兩種接法
5、電阻測(cè)量的方法
(二)重難點(diǎn)
1、電表的改裝
2、電源及電表的選擇
3、電流表的兩種接法和滑動(dòng)變阻器的兩種接法分析
(三)易混點(diǎn)
電路中的各種元件的選擇及接法
3、 例題精析
(一)多用表
1、電流表原理和主要參數(shù)
電流表G是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的,且指什偏角θ與電流強(qiáng)度I成正比,即θ=kI,故表的刻度是均勻的。電流表的主要參數(shù)有,表頭內(nèi)阻Rg:即電流表線圈的電阻;滿偏電流Ig:即電流表允許通過(guò)的最大電流值,此時(shí)指針達(dá)到滿偏;滿偏電壓U:即指針滿偏時(shí),加在表頭兩端的電壓,故Ug=IgRg
2、電壓表的改裝
(1)原理:很小,不能直接換刻度測(cè)電壓,需要串聯(lián)一個(gè)如圖所示的分壓電阻。
(2)分壓電阻的計(jì)算:由串聯(lián)電路的特點(diǎn)知:
則:
因?yàn)殡妷簲U(kuò)大表頭量程的倍數(shù):所以
注:相同的表頭改裝成的不量程的電壓表串聯(lián),指針偏轉(zhuǎn)角度相同。
3、電流表的改裝
(1)原理:很小,不能直接換刻度測(cè)電流,需要并聯(lián)一個(gè)如圖所示的分流電阻。
(2)分流電阻的計(jì)算:由并聯(lián)電路的特點(diǎn)知?jiǎng)t:因?yàn)殡娏鲾U(kuò)大表頭量程的倍數(shù):所以
注:相同表頭改裝成量程不同的電流表并聯(lián),指針偏轉(zhuǎn)角度相同。
4、電流表、電壓表的讀數(shù)規(guī)則:
電流表量程一般有兩種——0.1~0.6A,0~3A;電壓表量程一般有兩種——0~3V,0~15V。如圖10-1所示:
圖10-1
因?yàn)橥粋€(gè)電流表、電壓表有不同的量程,因此,對(duì)應(yīng)不同的量程,每個(gè)小格所代表的電流、電壓值不相同,所以電流表、電壓表的讀數(shù)比較復(fù)雜,測(cè)量值的有效數(shù)字位數(shù)比較容易出錯(cuò)。下面是不同表,不同量程下的讀數(shù)規(guī)則:
電壓表、電流表若用0~3V、0~3A量程,其最小刻度(精確度)分別為0.1V、0.1A,為10分度儀表讀數(shù),讀數(shù)規(guī)則較為簡(jiǎn)單,只需在精確度后加一估讀數(shù)即可。
如圖所示,電壓表讀數(shù)為1.88V,電流表讀數(shù)為0.83A。若指針恰好指在2上,則讀數(shù)為2.00V(或A)。
電壓表若用0~15V量程,則其最小刻度為0.5V,為2分度儀表讀數(shù),所讀數(shù)值小數(shù)點(diǎn)后只能有一位小數(shù),也必須有一位小數(shù)。
如圖所示,若指針指在整刻度線上,如指在10上應(yīng)讀做10.0V,指在緊靠10刻度線右側(cè)的刻度線上(即表盤上的第21條小刻度線)讀數(shù)為10.5V,若指在這兩條刻度線間的中間某個(gè)位置,則可根據(jù)指針靠近兩刻度線的程度,分別讀做10.1V,或10.2V,或10.3V,或10.4V,即使是指在正中央,也不能讀做10.25V,若這樣,則會(huì)出現(xiàn)兩位不準(zhǔn)確的數(shù),即小數(shù)點(diǎn)后的2和5,不符合讀數(shù)規(guī)則,如上圖中所示,讀數(shù)應(yīng)為9.3V。
電流表若用0-0.6A量程,則其最小刻度為0.02A,為5分度儀表讀數(shù),其讀數(shù)規(guī)則與0—15V電壓表相似,所讀數(shù)值小數(shù)點(diǎn)后只能有兩位小數(shù),也必須有兩位小數(shù)。
如上圖所示,電流表讀數(shù)為0.17A,若指針指在第11條刻度線上,則讀數(shù)為0.22A,指在第10條刻度線上,讀數(shù)為0.20A,指在第12條刻度線上,讀數(shù)為0.24A。
5、多用表的使用:
歐姆表的改裝:
(1)主要部件:表頭、可調(diào)電阻、電源、紅黑表筆等。電路如圖。
(2)原理:由閉合電路歐姆定律得:, ,
與不成正比,時(shí),。
(3)刻度盤的特點(diǎn):
①零刻度線在最右端,從右向左讀數(shù);
②刻度不均勻,前疏后密。中值電阻附近誤差小。
注:因歐姆表示數(shù)為零時(shí):,中值時(shí):,則。
(4)使用方法:
①首先機(jī)械調(diào)零;
②再歐姆調(diào)零,即兩表筆直接短接,調(diào)整,讓指針指在歐姆表盤最右端零刻度處;
③連接被測(cè)電阻,讀出刻度盤示數(shù),,其中為檔位倍數(shù)。若指針偏右,需縮小倍數(shù),選小的檔位;若指針偏左,需放大倍數(shù),選大的檔位。
④每換一次檔位,需重新調(diào)零。
(二)滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分析
滑動(dòng)變阻器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的儀器,近幾年高考電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)命題對(duì)其應(yīng)用多次直接或滲透考查.如何選擇滑動(dòng)變阻器的接法設(shè)計(jì)控制電路仍是歷屆考生應(yīng)考的難點(diǎn).
圖12-3
滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的特點(diǎn):如圖10-2所示的兩種電路中,滑動(dòng)變阻器(最大阻值為R0)對(duì)負(fù)載RL的電壓、電流強(qiáng)度都起控制調(diào)節(jié)作用,通常把圖(a)電路稱為限流接法,圖(b)電路稱為分壓接法.
圖10-2
負(fù)載RL上電壓調(diào)節(jié)范圍(忽略電源內(nèi)阻)
負(fù)載RL上電流調(diào)節(jié)范圍(忽略電源內(nèi)阻)
相同條件下電路消耗的總功率
限流接法
E≤UL≤E
≤IL≤
EIL
分壓接法
0≤UL≤E
0≤IL≤
E(IL+Iap)
比較
分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大
分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大
限流電路能耗較小
①限流法.如圖(a)所示,待測(cè)電阻上電壓調(diào)節(jié)范圍為.顯然,當(dāng)R0<
>RL時(shí),滑動(dòng)觸頭在從b向a滑動(dòng)的過(guò)程中,先是電流表、電壓表的示數(shù)變化不大,后來(lái)在很小的電阻變化范圍內(nèi),電流表、電壓表的讀數(shù)變化很快,也不方便讀數(shù),只有當(dāng)RL與R0差不多大小時(shí),才能對(duì)電流、電壓有明顯的調(diào)控作用.在同樣能達(dá)到目的的前提下,限流法較為省電,電路連接也較為簡(jiǎn)單.
②分壓法.如圖(b)所示,待測(cè)電阻上電壓調(diào)節(jié)范圍為0~E,且R0相對(duì)于RL越小,R上的電壓變化的線性就越好.當(dāng)R0>>RL時(shí),盡管UL變化范圍仍是0~E,但數(shù)據(jù)幾乎沒(méi)有可記錄性,因?yàn)樵谶@種情況下,滑片從左端滑起,要一直快到右端時(shí),電壓表上示數(shù)一直幾乎為零,然后突然上升到E,對(duì)測(cè)量幾乎沒(méi)有用處.因此,分壓接法要用全阻值較小的滑動(dòng)變阻器。
滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法:兩種電路均可調(diào)節(jié)負(fù)載電阻電壓和電流的大小,但在不同條件下,調(diào)節(jié)效果大不一樣,滑動(dòng)變阻器以何種接法接入電路,應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮,靈活選取.
1.下列三種情況必須選用分壓式接法
(1)要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如:測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路),即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí),必須采用分壓接法.
(2)當(dāng)用電器的電阻RL遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0時(shí),必須采用分壓接法.因?yàn)榘磮D(b)連接時(shí),因RL>>R0>Rap,所以RL與Rap的并聯(lián)值R并≈Rap,而整個(gè)電路的總阻值約為R0,那么RL兩端電壓UL=IR并=Rap,顯然UL∝Rap,且Rap越小,這種線性關(guān)系越好,電表的變化越平穩(wěn)均勻,越便于觀察和操作.
(3)若采用限流接法,電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過(guò)RL的額定值時(shí),只能采用分壓接法.
2.下列情況可選用限流式接法
(1)測(cè)量時(shí)對(duì)電路中的電流或電壓沒(méi)有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié),只是小范圍內(nèi)測(cè)量,且RL與R0相差不大或RL略小于R0,采用限流式接法.
(2)電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小,不能滿足分壓式接法的要求時(shí),采用限流式接法.
(3)沒(méi)有很高的要求,僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí),可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素優(yōu)先采用限流式接法.
圖10-3
例1:如圖10-3所示,滑動(dòng)變阻器電阻最大值為R,負(fù)載電阻R1=R,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì).
(1)當(dāng)K斷開,滑動(dòng)頭c移動(dòng)時(shí),R1兩端的電壓范圍是多少?
(2)當(dāng)K閉合,滑動(dòng)頭c移動(dòng)時(shí),R1兩端的電壓范圍是多少?
(3)設(shè)R的長(zhǎng)度ab=L,R上單位長(zhǎng)度的電阻各處相同,a、c間
長(zhǎng)度為x,當(dāng)K接通后,加在R1上的電壓U1與x的關(guān)系如何?
【審題】電鍵斷開或閉合導(dǎo)致電路出現(xiàn)兩種截然不同的控制電路:限流和分壓,把握限流和分壓電路的原理是關(guān)鍵
【解析】(1)若K斷開,則該控制電路為滑動(dòng)變阻器的限流接法,故≤U1≤E
(2)若K閉合,則該控制電路為滑動(dòng)變阻器的分壓接法,故0≤U1≤E
(3)U1=IR并,R并=,I= 得:U1=
【總結(jié)】該題考察兩種控制電路的原理即兩者獲取的控制電壓范圍不同
例2:用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的器材規(guī)格如下:待測(cè)電阻Rx(約100 Ω);直流電流表(量程0~10 mA、內(nèi)阻50 Ω);直流電壓表(量程0~3 V、內(nèi)阻5 kΩ);直流電源(輸出電壓4 V、內(nèi)阻不計(jì));滑動(dòng)變阻器(0~15 Ω、允許最大電流1 A);開關(guān)1個(gè),導(dǎo)線若干.根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
【審題】本題只需要判斷測(cè)量電路、控制電路的接法,各儀器的量程和電阻都已經(jīng)給出,只需計(jì)算兩種接法哪種合適。
圖10-5
【解析】用伏安法測(cè)量電阻有兩種連接方式,即電流表的內(nèi)接法和外接法,由于Rx<,故電流表應(yīng)采用外接法.在控制電路中,若采用變阻器的限流接法,當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大,通過(guò)負(fù)載的電流最小,Imin==24 mA>10 mA,此時(shí)電流仍超過(guò)電流表的量程,故滑動(dòng)變阻器必須采用分壓接法.如圖10-5所示.
【總結(jié)】任一種控制電路必須能保證電路的安全,這是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的首要原則 ,限流接法雖然簡(jiǎn)潔方便,但必須要能夠控制電路不超過(guò)電流的額定值,同時(shí),能夠保證可獲取一定的電壓、電流范圍,該題中,即便控制電流最小值不超過(guò)電流表的量程,因滑動(dòng)變阻器全阻值相對(duì)電路其它電阻過(guò)小,電流、電壓變化范圍太小,仍不能用限流接法。
(三)實(shí)驗(yàn)電路和電學(xué)儀器的選擇
(1)電路的選擇
①安培表內(nèi)、外接電路的選擇
由于電壓表的分流作用和電流表的分壓作用,造成表的示數(shù)與通過(guò)負(fù)載的電壓或電流真實(shí)值之間產(chǎn)生誤差,為減小此系統(tǒng)誤差,應(yīng)慎重選擇電流表的內(nèi)外接法,選擇方法如下:
1、直接比較法:
當(dāng)待測(cè)電阻阻值Rx<>RA時(shí),安培表分壓很小,選擇安培表內(nèi)接電路。
2、臨界值計(jì)算比較法:
當(dāng)待測(cè)電阻阻值與電壓表、電流表的阻值相差不多時(shí),如何確定被測(cè)電阻R是較大還是較小呢?我們要計(jì)算兩種接法的相對(duì)誤差,可用與相比較.
當(dāng)即時(shí),宜采用電流表外接法;
當(dāng)即時(shí),宜采用電流表內(nèi)接法;
而時(shí),電流表內(nèi)外接法效果是一樣的.此時(shí)的被測(cè)電阻值R我們稱為臨界電阻。
3、測(cè)試判斷法(試觸法)
若Rx、RA、RV的大小關(guān)系事先沒(méi)有給定,可借助試觸法確定內(nèi)、外接法.具體做法是:
如圖10-6所示組成電路,其中電流表事先已經(jīng)接好,拿電壓表的一個(gè)接線柱去分別試觸M、N兩點(diǎn),觀察先后兩次試觸時(shí)兩電表的示數(shù)變化情況。
如果電流表的示數(shù)變化比電壓表示數(shù)變化明顯(即),說(shuō)明接M點(diǎn)時(shí)電壓表分流作用引起的誤差大于接N點(diǎn)時(shí)電流表分壓作用引起的誤差,這時(shí)應(yīng)采用內(nèi)接法(即電壓表接N點(diǎn))。
圖10-6
如果電壓表的示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化明顯(即),說(shuō)明接N點(diǎn)時(shí)電流表分壓作用引起的誤差大于接M點(diǎn)時(shí)電壓表分流作用引起的誤差,這時(shí)應(yīng)采用外接法(即電壓表接M點(diǎn)).
(口決:“大內(nèi)偏大,小外偏小”,即內(nèi)接法適合測(cè)大電阻且系統(tǒng)誤差偏大,即測(cè)量值大于真實(shí)值,外接法適合測(cè)小電阻且系統(tǒng)誤差偏小,即測(cè)量值小于真實(shí)值,)
②控制電路(即滑動(dòng)變阻器的接法)的選擇,見(jiàn)難點(diǎn)2
(2)電路實(shí)驗(yàn)器材和量程的選擇,應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):
①電路工作的安全性,即不會(huì)出現(xiàn)電表和其它實(shí)驗(yàn)器材因過(guò)載毀壞現(xiàn)象。
②能否滿足實(shí)驗(yàn)要求(常常要考慮便于多次測(cè)量求平均值)。
③選擇器材的一般思路是:首先確定實(shí)驗(yàn)條件,然后按電源—電壓表—電流表—變阻器順序依次選擇。根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表.首先保證流過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過(guò)使用量程,然后合理選擇量程,務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏度的左右),以減少測(cè)讀誤差.根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍需選擇滑動(dòng)變阻器,注意流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流不超過(guò)它的額定值,對(duì)大阻值的變阻器,如果是滑動(dòng)頭稍有移動(dòng),使電流、電壓有很大變化的,不宜采用.應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來(lái)選擇儀器,對(duì)于這種情況,只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理,才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇.總之,最優(yōu)選擇的原則是:
a、 方法誤差盡可能小.
b、實(shí)現(xiàn)較大范圍的靈敏調(diào)節(jié).
c、在大功率裝置(電路)中盡可能節(jié)省能量;在小功率電路里,在不超過(guò)用電器額定值的前提下,適當(dāng)提高電流、電壓值,以提高測(cè)試的準(zhǔn)確度.
根據(jù)以上原則,電學(xué)儀器的選擇有如下建議:
1、電源的選擇:選擇直流電源,應(yīng)根據(jù)用電器的需要來(lái)確定,一般考慮用電器所需的電壓、電路中的電流、電源電動(dòng)勢(shì)和允許電流等.在不超過(guò)待測(cè)器材所允許的最大電壓值的情況下,選擇電動(dòng)勢(shì)較大的電源(以獲得更多的測(cè)量數(shù)據(jù))。在相同電動(dòng)勢(shì)情況下,通常選擇內(nèi)電阻較小的電源(以獲得較穩(wěn)定的路端電壓),測(cè)電源內(nèi)阻除外。
2、電表的選擇:在不超過(guò)電表量程的條件下,選擇量程較小的電表(以便測(cè)量時(shí)示數(shù)能在滿刻度的2/3左右)。
3、滑動(dòng)變阻器的選擇:要由電路中所要求或可能出現(xiàn)的電流、電壓的范圍來(lái)選定變阻器,實(shí)際流過(guò)變阻器的電流不得超過(guò)其額定值;如要通過(guò)變阻器的電阻改變來(lái)讀取不同的電流、電壓值時(shí),要注意避免變阻器滑片稍有移動(dòng)電流或電壓就會(huì)有很大變化的出現(xiàn),也要避免出現(xiàn)滑片從一頭滑到另一頭,電流或電壓幾乎沒(méi)有變化的情況.
若控制電路確定為限流接法,則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用與實(shí)驗(yàn)電路中其它電阻的總阻值相差不大的;若控制電路確定為分壓接法,則應(yīng)選用在額定電流允許的條件下阻值較小的滑動(dòng)變阻器。
(四)電阻測(cè)量的方法歸類
在高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,涉及最多的問(wèn)題就是電阻的測(cè)量,電阻的測(cè)量方法也比較多,最常用的有:
(1)歐姆表測(cè)量:最直接測(cè)電阻的儀表。但是一般用歐姆表測(cè)量只能進(jìn)行粗測(cè),為下一步的測(cè)量提供一個(gè)參考依據(jù)。用歐姆表可以測(cè)量白熾燈泡的冷電阻。
(2)替代法:替代法的測(cè)量思路是等效的思想,可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效。替代法測(cè)量電阻精度高,不需要計(jì)算,方法簡(jiǎn)單,但必須有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻(一般給定的儀器中要有電阻箱)。
替代法是用與被測(cè)量的某一物理性質(zhì)等效,從而加以替代的方法。
圖10-13
如圖10-13所示。
先把雙刀雙擲開關(guān)S2扳到1,閉合S1,調(diào)整滑動(dòng)變阻器,使電流表指針指到某一位置,記下此時(shí)的示數(shù)I(最好為一整數(shù))。再把開關(guān)S2扳到2,調(diào)整電阻箱R0,使得電流表指針仍指到示數(shù)I。讀出此時(shí)電阻箱的阻值r,則未知電阻Rx的阻值等于r。
說(shuō)明:①在此實(shí)驗(yàn)中的等效性表現(xiàn)在開關(guān)換位后電流表的示數(shù)相同,即當(dāng)電阻箱的阻值為r時(shí),對(duì)電路的阻礙作用與未知電阻等效,所以未知電阻Rx的阻值等于r。
②替代法是一種簡(jiǎn)捷而準(zhǔn)確度很高的測(cè)量電阻的方法,此方法沒(méi)有系統(tǒng)誤差,只要電阻箱和電流表的精度足夠高,測(cè)量誤差就可以忽略。
(3)伏安法:伏安法的測(cè)量依據(jù)是歐姆定律(包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律),需要的基本測(cè)量?jī)x器是電壓表和電流表,當(dāng)只有一個(gè)電表時(shí),可以用標(biāo)準(zhǔn)電阻(電阻箱或給一個(gè)定值電阻)代替;當(dāng)電表的內(nèi)阻已知時(shí),根據(jù)歐姆定律I=U/RV,電壓表同時(shí)可以當(dāng)電流表使用,同樣根據(jù)U=IRA,電流表也可以當(dāng)電壓表用。
(4)比例法:如果有可以作為標(biāo)準(zhǔn)的已知電阻的電表,可以采用比例法測(cè)電表的電阻。用比例法測(cè)電表內(nèi)阻時(shí),兩個(gè)電流表一般是并聯(lián)(據(jù)并聯(lián)分流原理),兩個(gè)電壓表一般是串聯(lián)(據(jù)串聯(lián)分壓原理)。
所謂“比例法”是:要測(cè)量某一物體的某一物理量,可以把它與已知準(zhǔn)確數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)物體進(jìn)行比較。例如,使用天平稱量物體的質(zhì)量,就是把被測(cè)物體與砝碼進(jìn)行比較,砝碼就是質(zhì)量數(shù)準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)物體。天平的結(jié)構(gòu)是等臂杠桿,因此當(dāng)天平平衡時(shí),被測(cè)物體的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)物體的質(zhì)量是相等的,這就省去了進(jìn)一步的計(jì)算。
有很多情況下,被測(cè)物體與標(biāo)準(zhǔn)物體的同一物理量間的關(guān)系并不是相等,而是在滿足一定條件下成某種比例的關(guān)系,這種方法又稱為“比例法”。
圖10-14
例如,測(cè)電流表和電壓表的內(nèi)阻,如果有可以作為標(biāo)準(zhǔn)的已知電阻的電表,都可以使用比例法。采用比例法測(cè)電阻的依據(jù)是:串聯(lián)電路電壓與電阻成正比,并聯(lián)電路電流與電阻成反比。電壓表可顯示電阻兩端的電壓值,電流表可顯示電阻中通過(guò)的電流,所以測(cè)電流表內(nèi)阻應(yīng)把兩電流表并聯(lián),測(cè)電壓表內(nèi)阻應(yīng)把兩電壓表串聯(lián),電路圖分別如圖10-14(甲)、(乙)所示。
測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R01,使兩電流表的指針都有較大偏轉(zhuǎn),記錄下兩電表的示數(shù)I1和I2,根據(jù)并聯(lián)電路分流原理,若已知電流表A1的內(nèi)阻為r1,則電流表A2的內(nèi)阻r2=。
測(cè)電壓表內(nèi)阻時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R02,使兩電壓表的指針都有較大偏轉(zhuǎn),記錄下兩電表的示數(shù)U1和U2,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理,若已知電壓表V1的內(nèi)阻r1,則電流表V2的內(nèi)阻r2=。
以上例子中,甲圖采用限流電路而乙圖采用分壓電路,這是由于電流表內(nèi)阻都較小,若采用分壓電路,則滑動(dòng)變阻器的阻值必須更小,這時(shí)電路近似于短路,是不允許的;而電壓表內(nèi)阻都很大,若采用限流電路,則滑動(dòng)變阻器的電阻必須更大,這在實(shí)際上行不通。
(5)半值法(半偏法)。
半值法是上面比例法的一個(gè)特例,測(cè)電流表內(nèi)阻和測(cè)電壓表內(nèi)阻都可以用半值法,電路圖如圖10-15所示。
圖10-15
甲圖實(shí)驗(yàn)時(shí)先斷開開關(guān)S’,閉合S,調(diào)整滑動(dòng)變阻器R01(限流法連接),使電流表A滿度(即指針指滿刻度處);再閉合S’,調(diào)整電阻箱R1,使電流表A的指針恰好指到半滿度處,讀出此時(shí)電阻箱的阻值R,則電流表A的電阻rA=R。(測(cè)量結(jié)果偏?。?
乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)先閉合開關(guān)S’及S,調(diào)整滑動(dòng)變阻器R02(分壓法連接),使電壓表V滿度;再斷開S’,調(diào)整電阻箱R2,使電壓表V的指針恰好指到半滿度處,讀出此時(shí)電阻箱的阻值R,則電壓表V的電阻rV=R。(測(cè)量結(jié)果偏大)
四、總結(jié)課堂,指出考點(diǎn),布置作業(yè)。
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