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[!--downpath--]1. ?1 中學(xué)數(shù)學(xué)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)專題實(shí)驗(yàn)課題一：伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻一、伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻的基本原理伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻的基本原理是歐姆定理RUI?，只要滿足測(cè)量器件兩端的電流和通過(guò)的電壓，可以根據(jù)歐姆定律估算器件的電阻。 二。 了解電壓表和電流表： 1、理想電表：理想電壓表的阻值=0，理想電流表的阻值=∞。 使用理想的水表檢測(cè)電路不會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響。 2、實(shí)際表：實(shí)際電壓表的阻值很小，但不為零； 實(shí)際電流表的電阻很大，但不會(huì)是無(wú)窮大。 為此，電壓表、電流表會(huì)影響檢測(cè)電路，造成偏差。 為了減少偏差，必須考慮電壓表和電流表的連接方法。 三。 電壓表的兩種連接方法 (一)電壓表的外部連接方法 1、電路如圖所示。 電流表示數(shù)=R電壓表示數(shù)=＞＞測(cè)量值。 只有當(dāng)R＜＜R時(shí)，大于R的真值才≈，因此外接法適合測(cè)量小電阻值。 2、“小外接”的含義：在實(shí)際應(yīng)用中，如果整個(gè)推理過(guò)程比較耗時(shí)，如果用“小外接”來(lái)形象地描述電壓表外接方式的特點(diǎn)，中學(xué)學(xué)生們會(huì)記得上去很容易。 “小外接”是指：采用外接小電阻。 （二）電壓表內(nèi)部連接方法 1、電路圖如圖所示。 電流表示數(shù)=+電壓表示數(shù)=R檢測(cè)值。 當(dāng)R>>時(shí)，小于R的真值只能是≈R，因此適合采用外接法測(cè)量。 內(nèi)阻大 2、“內(nèi)阻大”的含義：在實(shí)際應(yīng)用中，如果整個(gè)推理過(guò)程比較耗時(shí)，可以用“內(nèi)阻大”來(lái)形容電壓表的外接。
2、該方法的特點(diǎn)是非常方便中學(xué)生記憶。 “大內(nèi)”的含義：內(nèi)阻大時(shí)采用內(nèi)接方式。 四。 2 電壓表內(nèi)外接法的選擇 為了減少偏差，電阻值小的采用電壓表的外接法，內(nèi)阻大的采用電壓表的內(nèi)接法。 但內(nèi)阻達(dá)到多少才算是大內(nèi)阻呢？ 內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)是哪個(gè)內(nèi)阻？ 下面我們一起來(lái)解釋一下： (1)定量判斷法：當(dāng)已知被測(cè)內(nèi)阻R和RA、RV的近似值時(shí)，可以通過(guò)比較和大小來(lái)判斷 1.如果>，說(shuō)明R小很多比電壓表。 聯(lián)系。 2、如果>，說(shuō)明R遠(yuǎn)大于此，所以采用外接電壓表法。 3. 如果=，則可以選擇兩種連接方式。 (2)試觸法：在借助伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，如果不知道被測(cè)內(nèi)阻的近似值，可以采用試觸法來(lái)確定內(nèi)外連接方式。 具體方法是：組成如圖所示的電路，電流表已預(yù)先連接好。 用電流表的一個(gè)端子分別接觸M、N點(diǎn)。 連續(xù)兩次嘗試期間觀察兩個(gè)水表指示的變化。 如果電壓表的指示變化大于電流的指示，則變化顯著（即UUII???），說(shuō)明電流表接M點(diǎn)時(shí)由于分流效應(yīng)引起的偏差小于電壓表接N點(diǎn)時(shí)由于分壓作用而產(chǎn)生的偏差，此時(shí)應(yīng)采用內(nèi)接法（即電流表接N點(diǎn)）； 如果電流表示值的變化比電壓示值的變化更顯著（即UUII???），則說(shuō)明電壓表接N點(diǎn)時(shí)分壓作用造成的偏差小于電壓表接在N點(diǎn)時(shí)造成的偏差。通過(guò)連接到 M 點(diǎn)時(shí)電流表的分流效應(yīng)。在這種情況下，可以使用外部方法（即電流表連接到 M 點(diǎn)）。
3.) 五。 綜上所述，所謂的內(nèi)部和外部連接方法是相對(duì)于電壓表的位置而言的。 無(wú)論采用哪種連接方式，都會(huì)因水表的電阻而造成檢測(cè)偏差。 從下表分析可以看出，合理選擇連接方式有利于減少偏差。 對(duì)比項(xiàng)目 電壓表內(nèi)接法 電壓表外接法 電路偏差的原因是由于電壓表電阻分壓的影響，電流表檢測(cè)值偏大，結(jié)果偏大。 由于電壓表電阻分流的影響，電壓表檢測(cè)值偏大，而結(jié)果偏小。 測(cè)試結(jié)果 IUR=Test>Rx IUR=Test<Rx 適用條件 Rx 遠(yuǎn)小于 RARx，遠(yuǎn)大于 6。 同步訓(xùn)練 1、如圖所示，電流表和電壓表的讀數(shù)分別為10V和0.1A。 已知電壓表的電阻為0.2Ω，因此待測(cè)內(nèi)阻的檢測(cè)值高于真實(shí)值高中物理實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬的電阻率，真實(shí)值為2。同事用伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻時(shí)，由于不知道待測(cè)內(nèi)阻的阻值范圍，很難判斷電壓表是內(nèi)接還是外接。 他用測(cè)試接觸的方法來(lái)確定。 如右圖(a)所示，○V的指示為3.0V，○A的指示為3.0mA； 如下圖(b)所示，○V的指示為2.9V，○A的指示為4.0mA。 這位朋友想要獲得更高準(zhǔn)確度的檢測(cè)結(jié)果應(yīng)該選擇； 檢測(cè)到的內(nèi)阻的阻值為(a)(b)3。 某待測(cè)內(nèi)阻的市價(jià)在100Ω左右，電流表的阻值是3000Ω，電壓表的阻值是0.2Ω。 用伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻時(shí)，電壓表應(yīng)選擇哪種連接方法？ 檢測(cè)偏差會(huì)很小 () A. 內(nèi)部連接 ??B. 外部連接。
4. C. 內(nèi)外連接均可 D. 難以確定 4. 標(biāo)有“3V，0.6W”字樣的小燈泡。 現(xiàn)在用右圖所示的設(shè)備檢測(cè)燈泡正常點(diǎn)亮?xí)r的電阻R1。 （滑動(dòng)變阻器最大電阻為10Ω；電源電動(dòng)勢(shì)為12V，電阻為1Ω；電壓表電阻為1Ω，電流表電阻為10kΩ）。 在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了盡可能減少實(shí)驗(yàn)偏差，電壓表應(yīng)采用（選擇“內(nèi)接”或“外接”）的方法，并說(shuō)明原因。 并畫出伏安部分的電路。 5、伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得的內(nèi)阻值（值20?）、電按鍵、電線。 在設(shè)計(jì)電路的過(guò)程中，為了盡量減少實(shí)驗(yàn)偏差，電壓表應(yīng)采用（可選“內(nèi)部”或“外部”）方法。 并解釋原因。 并畫出伏安部分的電路。 實(shí)驗(yàn)課題二：滑動(dòng)變阻器的使用 1、滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式：為了改變被測(cè)內(nèi)阻兩端的電流（或被測(cè)內(nèi)阻中的電壓硬度），有兩種不同的連接方式：滑動(dòng)變阻器與電源的連接方式：限流連接、分壓連接。 連接方法，這兩種連接方法的區(qū)別在于：限流法和分壓法 4、滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)在關(guān)閉電鑰匙前處于最大值。 相應(yīng)圖中，在關(guān)閉電鑰匙之前應(yīng)將滑動(dòng)頭移至右端。 為了使用電器獲得最小電流，應(yīng)將相應(yīng)圖中滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭移至實(shí)物圖的右端。
5. 上下連接器實(shí)際圖中，使用內(nèi)一個(gè)和下兩個(gè)連接器。 電流調(diào)節(jié)范圍：~U（調(diào)節(jié)范圍小，電流不能調(diào)零）。 電流調(diào)節(jié)范圍：0~U（調(diào)節(jié)范圍大，電流可調(diào)零））當(dāng)滑動(dòng)壓敏電阻內(nèi)阻與家用電器內(nèi)阻大致相同時(shí)，電流調(diào)節(jié)效果最佳。 滑動(dòng)壓敏電阻的內(nèi)阻越小，家用電器的電流調(diào)節(jié)效果越好。 同等條件下，功耗更小。 同等條件下，耗電量較大。 二. ． 滑動(dòng)變阻器兩種連接方式的選擇 1、限流電路和分壓電路均滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，由于限流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消耗電功率小，應(yīng)優(yōu)先采用。 2、以下情況必須選擇分壓電路： （1）實(shí)驗(yàn)需要從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)待測(cè)內(nèi)阻兩端的電流（或標(biāo)題暗示調(diào)零）。 (2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器總內(nèi)阻遠(yuǎn)大于檢測(cè)部分內(nèi)阻時(shí)，采用限流連接方式調(diào)節(jié)過(guò)程中水表讀數(shù)變化不明顯，不符合要求用于多組數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。 必須采用分壓連接方式。 (3)限流不能保證安全，即限流電路中的最低電壓超過(guò)水表的電阻值或家用電器的額定電壓。 為了保護(hù)水表等設(shè)備的安全，必須采用分壓連接。 三。 同步訓(xùn)練 6、為了利用伏安法測(cè)量定值內(nèi)阻的阻值，實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備如下： （1）待測(cè)內(nèi)阻（約100Ω） （2）直流電壓表A（電阻值0~20mA，電阻約為50Ω） （3）直流電流表V（電阻0～3V，電阻約為5KΩ） （4）直流電源E（輸出電流6V，電阻。
6. 不含） (5) 滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～15Ω，最大允許電壓1A) (6) 開關(guān)1個(gè)，電線數(shù)條。 根據(jù)設(shè)備規(guī)模，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路。 應(yīng)使用電壓表； 應(yīng)使用滑動(dòng)變阻器。 畫出實(shí)驗(yàn)電路。 7、例3：有一個(gè)小燈泡，標(biāo)有“6V0.6W”。 現(xiàn)在我們需要用伏安法來(lái)檢測(cè)這個(gè)燈泡的IU圖。 已知所用設(shè)備為：電壓表（0~0.3A，電阻1Ω）； 電流表（0~15V，電阻20kΩ）； 滑動(dòng)變阻器（0~30Ω，2A）； 中學(xué)生電源（DC 9V）； 一個(gè)開關(guān)和幾根電線。 為了盡量減少實(shí)驗(yàn)偏差，畫出合理的實(shí)驗(yàn)電路圖。 8、為了檢測(cè)金屬線的電阻率，需要測(cè)量金屬線的內(nèi)阻。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備如下：一根內(nèi)阻5Ω左右的金屬線，一個(gè)0-0.6A的電壓表，一個(gè)0-3V的電流表，一個(gè)0-20Ω的滑動(dòng)變阻器，一把鑰匙，幾根電線。 (1)畫出盒子內(nèi)的實(shí)驗(yàn)電路； （2）連接物理圖中的5號(hào)線它包括兩個(gè)方面：1、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力。 包括：（1）了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅? （2）掌握實(shí)驗(yàn)方法和步驟； （三）能夠控制實(shí)驗(yàn)條件和使用實(shí)驗(yàn)儀器，并能夠處理實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題； （4）能夠觀察和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)； (5)能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。
7、并得出合理的實(shí)驗(yàn)推論。 2. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。 能根據(jù)要求靈活運(yùn)用所學(xué)??的數(shù)學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)技能和儀器，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。 一。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本思想?????????實(shí)驗(yàn)設(shè)備闡明目的測(cè)定原理待測(cè)量數(shù)據(jù)處理偏差分析實(shí)驗(yàn)程序。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)，它是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。 它決定了應(yīng)該選擇（或需要）什么實(shí)驗(yàn)設(shè)備、應(yīng)該測(cè)試什么數(shù)學(xué)量以及如何安排實(shí)驗(yàn)步驟。 而實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)往往取決于所提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備（條件）和實(shí)驗(yàn)要求，它們相輔相成，互為條件。 二。 熱實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)方法 (1) 電路結(jié)構(gòu)完整的實(shí)驗(yàn)電路包括三部分：①測(cè)量電路，②控制電路（壓敏電阻、開關(guān)），③電源。 （二）思路 （三）方法 1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇：一般應(yīng)考慮三個(gè)原則： ①安全原則：各水表的讀數(shù)不能超出量程，內(nèi)阻元件的電壓不能超過(guò)其最大允許電壓。 檢測(cè)電路設(shè)備選型及配置控制電路電路選擇控制調(diào)整6 ②準(zhǔn)確度原則：選擇水表電阻值時(shí)，應(yīng)考慮盡可能減小檢測(cè)值的相對(duì)偏差。 電流表、電流表在使用時(shí)，表針應(yīng)偏轉(zhuǎn)至滿刻度以上。 ③可操作性原則：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要考慮調(diào)節(jié)的方便性，便于操作。 例如，滑動(dòng)變阻器的選擇不僅要考慮其額定電壓及其阻值范圍，還要考慮滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)作用。
8、大部分應(yīng)采用內(nèi)阻絲進(jìn)行調(diào)節(jié)，否則不便于操作。 2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇。 通常的步驟如下：①找出獨(dú)特的裝備； ②畫出電路圖（暫不接水表）； ③估計(jì)電路中的電流和電流最大值（限流電路中，將滑動(dòng)變阻器觸點(diǎn)推至最小值），實(shí)際上，如果題目是被測(cè)電路的額定值，則沒(méi)有需要計(jì)算它。 ④根據(jù)電路的最大電壓和電壓選擇電壓表和電流表的電阻值。 ⑤ 根據(jù)電路選擇滑動(dòng)變阻器。 在滑動(dòng)變阻器的電壓不超過(guò)其額定值的情況下。 考慮操作的方便性。 由于變阻器阻值較高，若稍加滑動(dòng)頭，電壓、電流就會(huì)發(fā)生較大變化，不易操作，故不宜使用。 當(dāng)滑動(dòng)變阻器作為限流功能時(shí)，為了使負(fù)載獲得較寬的電壓調(diào)節(jié)范圍并使電壓變化均勻，選擇變阻器時(shí)總內(nèi)阻應(yīng)小于，通常為2-5次。 。 當(dāng)滑動(dòng)變阻器作為分壓器時(shí)，總內(nèi)阻應(yīng)大于，通常在0.1至0.5之間。 3、實(shí)驗(yàn)電路的選擇 ①根據(jù)電流表和電壓表確定電壓表的內(nèi)外連接方法 ②根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求確定滑動(dòng)變阻器的連接方法（限流或分壓） 4.畫出實(shí)驗(yàn)電路 5 . 連接實(shí)物圖 ① 根據(jù)電氣如圖所示，將設(shè)備的符號(hào)與實(shí)物一一對(duì)應(yīng)，然后與實(shí)物連接。 ②一般連接步驟為：從電源負(fù)極開始，沿電壓方向?qū)⒃O(shè)備逐一連接，最后到達(dá)電源正極。 ③按先串聯(lián)后并聯(lián)，先主路后主路的順序連接④。
9、注意連接不能交叉，連接盡量短、簡(jiǎn)潔。 ⑤需要注意的是，所有連接必須連接到設(shè)備的“端子”上。 三。 同步訓(xùn)練 9、有一個(gè)電阻R，其阻值在40Ω到50Ω之間，需要進(jìn)一步測(cè)量其阻值。 可用以下設(shè)備：電池組E，電動(dòng)勢(shì)為9V，忽略電阻； 電流表V，阻值0～10V，阻值20Ω； 7個(gè)電壓表，電阻0～50mA，阻值20Ω左右； 電壓表，電阻0～300mA，電阻約4Ω； 滑動(dòng)變阻器，阻值范圍0～100Ω，額定電壓1A； 滑動(dòng)變阻器，阻值范圍0～1700Ω，額定電壓0.3A，開關(guān)S及多根導(dǎo)線。 實(shí)驗(yàn)的電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量幾組電壓和電壓值。 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電壓表和滑動(dòng)變阻器。 10、如果要用伏安法測(cè)量12Ω左右電阻的內(nèi)阻，測(cè)試結(jié)果應(yīng)盡可能準(zhǔn)確。 應(yīng)使用下列設(shè)備，并畫出應(yīng)使用的電路圖。 A. 電池組（6V，小電阻） B. 電流表（0-3A，電阻 0.0125Ω） C. 電流表（0-0.6A，電阻 0.125Ω） D. 電壓表（0-3V，電阻 3kΩ） E. 電壓表（ 0-6V，電阻6kΩ）F，滑動(dòng)變阻器（0-20Ω，1A）G，滑動(dòng)變阻器（0-200Ω，0.3A）H，電鑰匙，電線11.（11年上海型號(hào)）的額定電流為2.8V，電源。
10、對(duì)于0.8W左右的小燈泡高中物理實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬的電阻率，用伏安法畫出該燈泡的IU圖。 可以使用以下設(shè)備：I/A80.10.200.3123u/v(a)(b)A。 電流表（0~3V，電阻6k?） B. 電流表（0~15V，電阻30k?） C. 電壓表（0~3A，電阻0.1?） D. 電壓表（0~0.6A，電阻0.5?） E. 滑動(dòng)變阻器（10?，2A） F.滑動(dòng)變阻器（200?，0.5A） G.蓄電池（電動(dòng)勢(shì)6V，不含電阻） ① 使用如圖所示電路進(jìn)行測(cè)試。 應(yīng)使用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器。 （用序號(hào)字母表示） ② 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該燈泡的伏安特性曲線如圖所示。 由圖可知該燈泡正常工作時(shí)的內(nèi)阻為?； ③如果將此燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為6V，接在無(wú)內(nèi)阻的電源上，為了使燈泡正常發(fā)光，必須串接一個(gè)阻值為_____?的內(nèi)阻。 12、（廣州一模2011年）要檢測(cè)額定電流2.5V的小燈泡在0-2.5V電流下的實(shí)際功率和內(nèi)阻，可用以下設(shè)備： A.小燈泡要經(jīng)測(cè)試：額定電流2.5V，額定電壓0.3AB左右。 電流表：0-3-15V：O-3V電阻內(nèi)阻為3kΩ，0-15V電阻內(nèi)阻為15kΩC。 電壓表：O-。