資源簡介

(共22張PPT)
伏安法的應用
6個電學課內實驗：
1．探究導體電阻與其影響因素(包括材料)的關系
2．練習使用多用電表
3．測定電池的電動勢和內阻
4．探究電磁感應的產生條件
5．探究感應電流方向的規律
6．探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系
經常考、但只設1--2個小問！
輪流出題、每次必考！
核心任務:
電阻測量
可能會考查
部分課外實驗：研究小燈炮的伏安特性曲線
回顧：
K接1時，測量值 ；
K接2時，測量值 ；
(填“偏大”或“偏小”)
伏安法測電阻
存在系統誤差
任務一：伏安法測電阻——內接外接的選擇
（精確原則：減小誤差、提高精度）（21.06高考）
偏大
偏小
作業點評：21.06高考小李在實驗室測量一電阻Rx的阻值.
因電表內阻未知,用如圖甲所示的電路來判定電流表該內接還是外接.正確連線后,合上開關S,將滑動變阻器的滑片P移至合適位置.單刀雙擲開關K擲到1,電壓表的讀數U1=1.65 V,電流表的示數如圖乙所示,其讀數I1=　　　A;將K擲到2,電壓表和電流表的讀數分別為U2=1.75 V,I2=0.33 A.由此可知應采用電流表　　　(填“內”或“外”)接法.
選合適的方法，減小誤差、提高精度。
0.34
外
關注：伏安法測電阻的內外接的比較及選擇（系統誤差和偶然誤差）
1
2
3
甲
乙
電表內阻已知
小電阻
電壓表內阻已知
電壓表理想
1.大電阻
2.電流表內阻已知
3.電流表理想
檢測：電阻Rx的阻值在3– 5 kΩ間，現要測量其電阻，實驗室提供了下列器材：
電壓表V(量程3 V，內阻約為30 kΩ) 電流表A1(量程100 μA，內阻約為100 Ω)
電流表A2(量程1 mA，內阻約為10 Ω) 滑動變阻器R(最大電阻500 Ω)
電源E(電動勢4 V) 開關S及導線若干
某課外活動小組設計了如圖甲所示的測量電路進行了實驗，請回答下列問題：
(1)電路中電流表應選用上述器材中的______(填寫字母代號)；
(2)閉合開關S前，滑動變阻器的滑動觸頭P應在____(選填“a”或“b”)端；
(3)請根據圖甲所示的電路圖，在圖乙中將實物圖連接補充完整；
(4)實驗中得到的I－U圖線如圖丙中的實線d所示，電阻Rx的測量值為_____ kΩ；
(5)本實驗存在誤差，電阻Rx的真實圖線應為圖丙中圖線_____(選填“c” 或“e”)；
(6)某同學對圖甲中虛線框內的電路進行修改，并從上述器材中選用適當的器材，設計出了測量電壓表V內阻的電路，請畫出方框內該同學修改部分的電路，并在圖中標出所選用的器材.
A2
a
4.0
C
作業點評：小明用電學方法測量電線的長度，首先小明測得電線銅芯的直徑為1.00mm，估計其長度不超過50m，（已知銅的電阻率為1.75×10-8 Ω m），現有如下實驗器材：
①量程為3V、內阻約為3KΩ的電壓表；
②量程為0.6A、內阻約為0.1Ω的電流表；
③阻值為0-2Ω的滑動變阻器；
④內阻可忽略，輸出電壓為5V的電源；
⑤阻值為R0=4.30Ω的定值電阻，開關和導線若干，
小明采用伏安法測量電線電阻，正確連接電路后，調節滑動變阻器，
電流表的示數從0開始增加，當示數為0.5A時，電壓表示數如圖1所示讀數為 V，根據小明測量的信息，P點應該接 （選填“接b”或“接c”）Q點應該_____（選填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”）。
任務二：伏安法測電阻——控制電路的選擇
什么時候選擇分壓式：
a.要求待測電路的U、I從0變化.
b
a
2.50
b.選用限流式，Ux、Ix過大(超過電流表量程，燒壞電表、電源或用電器等).
以中控小
以小控大
Rx
Rx
v
v
RX
RX
RX
檢測：某同學要測量一個未知電阻的阻值，實驗室提供的器材有：
A.電流表A1：量程為0–3 mA，內阻r1約為15 Ω
B.電流表A2：量程為0–1.5 mA，內阻r2為25 Ω
C.定值電阻R1：R1＝9 975 Ω
D.定值電阻R2：R2＝1 975 Ω
E.滑動變阻器R3：最大阻值為10 Ω或最大阻值為100 Ω
F.電源E，電動勢為3 V，內阻很小但不可忽略
G.開關S及導線若干
(1)該同學根據實驗器材設計了如圖所示的測量電路，閉合開關S之前，滑動變阻器R3的滑片應置于____(填“最左端”或“最右端”)，最大阻值選 .（填10Ω或100Ω）
(2)實驗中需要量程為0–3 V的電壓表，則電路圖中的電流表①應選擇______，定值電阻R應選擇____(均填器材前面的字母)進行改裝.
(3)調節滑動變阻器，將滑動變阻器的滑片置于合適的位置，若此時電流表A1的示數為I1，電流表A2的示數為I2，則待測電阻Rx＝ __ _ (用物理量的符號表示).
左端
B
D
10Ω
例 某同學測量阻值約為25 kΩ的電阻Rx，現備有下列器材:
A.電流表(量程100uA，內阻約2kΩ) ;
B.電流表(量程500uA，內阻約300Ω);
C.電壓表(量程15V，內阻約100kΩ) ;
D.電壓表(量程50V，內阻約5OOkΩ) ;
E.直流電源(20V，允許最大電流1A) ;
F.滑動變阻器(最大阻值500Ω ,額定功率1w);
G.電鍵和導線若干。
請設計合理設計出測量Rx電阻的電路圖。
控制電路：分壓式還是限流式？
測量電路：電流表內接還是外接？
電表的選擇：
內接外接、分壓限流和儀器的選擇原則：安全性、準確性、操作性
估算最大電流
作業點評：某學習小組要描繪一個標有“3.6 V,1.2 W”的小燈泡的伏安特性曲線,除了導線和開關外,還有下列器材可供選擇:
直流電源E(電動勢為4.5 V,內阻不計)
電壓表 V(量程0–5 V,內阻約為5 kΩ)
電流表A1(量程0–350 mA,內阻約為1 Ω)
電流表A2(量程0–150 mA,內阻約為2 Ω)
滑動變阻器R1(阻值0–200 Ω)
滑動變阻器R2(阻值0–10 Ω)
(1)實驗中電流表應選　　　　　,滑動變阻器應選　　　　　.(均填器材代號)
(2)如圖所示的四個電路中應選用　　　　　進行實驗.
A1
R2
A
伏安特性曲線
電阻隨電流增大，存在三個區間，電阻隨電流的變化快慢不同。
第一區間電流很小時，電阻變化不大；
第二區間燈絲溫度升高快，電阻增大快；
第三區間部分電能轉化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢。
I/mA 2.7 5.4 12.4 19.5 27.8 36.4 47.1 56.1 69.6 81.7 93.2
U/V 0.04 0.08 0.21 0.54 1.30 2.20 3.52 4.77 6.90 9.12 11.46
案例：小燈泡伏安特性圖線：在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，某同學測得電流－電壓的數據如表所示：
U/V 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11
I/A 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11
R/Ω 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
U/V 0.12 0.14 0.17 0.21 0.30 0.48 0.61 0.71 0.82 0.94 1.03 1.14
I/A 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.20 0.21 0.22 0.23
R/Ω 1.00 1.08 1.21 1.40 1.88 2.82 3.39 3.74 4.10 4.48 4.68 4.96
U/V 1.27 1.39 1.51 1.63 1.79 1.92 2.05 2.20 2.35 2.50 2.68 2.82
I/A 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35
R/Ω 5.29 5.56 5.81 6.04 6.39 6.62 6.83 7.10 7.34 7.58 7.88 8.06
作業點評：將一銅片和一鋅片分別插入一個蘋果內，就構成了簡單的“水果電池”，其電動勢約為1.5V．可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5 V、額定電流為0.3 A的手電筒上的小燈泡，原因是流過小燈泡的電流太小了，經實驗測得還不足3mA.為了較精確地測定該水果電池的電動勢和內阻，提供的實驗器材有：
A．電流表A1(量程0–3 mA，內阻約為0.5 Ω)
B．電流表A2(量程0–0.6 A，內阻約為0.1 Ω)
C．電壓表V(量程0–1.5 V，內阻約為3 kΩ)
D．滑動變阻器R1(阻值0–10 Ω，額定電流為1 A)
E．滑動變阻器R2(阻值0–3 kΩ，額定電流為1 A)
F．電鍵，導線若干
G．水果電池
請設計電路，并說明理由。
（1）應選 （選“a”或“b”）電路圖實驗。
（2）實驗中滑動變阻器應選用 （填器材代號）。
（3）根據實驗記錄的數據，經描點、連線得到水果電池的路端電壓隨電流變化的U-I圖像如圖所示，由圖可知，水果電池的電動勢E= V，內阻r= Ω。
任務三：伏安法測電阻——測電池電動勢和內阻
a
E
1.35
450
任務三：伏安法測電阻——測電池電動勢和內阻
小電阻
電壓表內阻已知
電壓表理想
1.大電阻 r>>rA
2.電流表內阻已知 r測=r+rA
3.電流表理想
在“用DIS測電源的電動勢和內阻”的實驗中
(1)將待測電池組、滑動變阻器、電流傳感器、電壓傳感器、定值電阻、開關及若干導線連接成電路如圖甲所示。圖中未接導線的A端應接在__________ (選填“B”“C”“D”或“E”)點。
(2)實驗得到的U-I關系如圖乙中的直線Ⅰ所示,則電池組的電動勢為__________V,內電阻阻值為__________Ω。
(3)為了測量定值電阻的阻值,應在圖甲中將“A”端重新連接到________點(選填“B”“C”“D”或“E”),所得到的U-I關系如圖乙中的直線Ⅱ所示,則定值電阻的阻值為__________Ω。
C
2.80
2.0
D
3.0
多用電表直測法
粗略測量
任務四：多用電表測電阻
作業點評：某實驗小組設計了如圖(a)所示的歐姆表電路，僅用一節干電池通過控制開關S，就可使“歐姆表”具有“×10”和“×100”兩種倍率.電路中使用的實驗器材如下：
干電池：電動勢E＝1.5 V，內阻r＝1 Ω；
毫安表：滿偏電流Ig＝1 mA，內阻Rg＝125 Ω；
滑動變阻器R0，阻值調節范圍足夠大；
定值電阻R1、R2和R3，其中R1＝1 000 Ω；
開關S，紅、黑表筆各一支，導線若干.
(1)當開關S斷開時，將兩表筆短接，調節滑動變阻器R0, 使電流表達到滿偏，此時R0＝____Ω，“歐姆表”的倍率是______(選填“×10”或“×100”).
374
×100
(2)閉合開關S使“歐姆表”倍率改變，電阻R2＝____ Ω.將兩表筆短接，調節滑動變阻器R0，使電流表達到滿偏.
125
(3)保持開關閉合，在表筆間接入電阻R3(圖中未畫出)，電流表指針指向圖(b)所示的位置時，電阻R3＝_____ Ω.
225
E
Rg
+ r + R
Ig=
E
Rg
+ r + R
Rx
+
Ix=
I=0
原理:閉合電路歐姆定律(電阻測量轉換為電流測量)
改變Rx ,電流Ix隨之改變,Rx與Ix一一對應. 表頭刻度Ix
Rx
R內=Rg+r+R=R中
歐姆表:內阻
中值電阻
(1)零刻度在右邊，左邊為無限大。
(2)刻度不均勻,左邊密、右邊稀。
(3) 刻度順序與電流表、電壓表的刻度順序相反.
Ix =
E
Rg+r+R+Rx
E
=
R內+Rx
Rx= -R內
E
Ix
E
E
A
B
1
2
3
4
5
6
檢測：某學習小組在學習有關電學知識后,將一電流表改裝成能測量電阻的歐姆表,如圖甲所示。實驗器材如下:
A.待改裝電流表一個:量程為0–3 mA,內電阻100 Ω,其面板如圖乙所示;
B.干電池一節:電動勢E=1.5 V,內電阻r=0.5 Ω;
C.電阻箱R:阻值范圍0–999.9 Ω。
(1)測量電阻前,先進行歐姆調零。將電阻箱R調至最大,將紅、
黑兩表筆直接接觸,調節電阻箱R使電流表指針指到最大刻度
3 mA,此時電阻箱R的阻值應為R=______Ω;
(2)歐姆表正確調零后,將紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端,
若電流表的示數為1.5 mA,則待測電阻的阻值Rx=__________Ω;
(3)若將電流表示數范圍限制在0.5–3 mA之間,則歐姆表可測量
的電阻范圍為__________ Ω;
(4)如果將R0=25 Ω的電阻與圖甲電路圖中的電流表并聯,重新調零,電流表中央1.5 mA刻度線處應標示為__________Ω。
399.5
500
2500–0
100
核心內容:測電阻——伏安法
測得U、I
繪U-I 線
測 R
R=U/I
多用電表測電阻
閉合電路歐姆定律
測ρ、l、S
R=ρl/S
測E、r
E=U+Ir
測U、I

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