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ID号:4483
标题:高中物理实验复习
频道:高中教案
栏目:高中物理教案
属性: 热
作者:王文声
来源:旧版导入
点击:
编辑:管理员
时间:2006-6-3 |
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高中物理实验复习 |
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作者：王文声 文章来源：旧版导入 点击数： 更新时间：2006-6-3  |
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1、伏安法：
2、多用电表法：
3、半偏法：
先将R调到最左端，闭合S1，断开S2，调节R使电流表满偏，然后使R不变，闭合S２调节R’使电流表指到满刻度的一半，此时电阻箱R’的读数即为电流表的内阻rg。
注：此处R’只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比灵敏电流表的电阻大一点就可以了，R一般使用滑动变阻器，其阻值要求较大，以减小因闭合S2而引起总电流的变化，从而减小误差。
4、替代法：
用“伏安法”测电阻一般有电流表外接与电流表内接两种线路，因为电流表及电压表本身并非理想电表，这两种线路都存在误差；另一种情况是实验只提供一只电流表或电流表本身读数不准，这时我们可以考虑在保证电表读数不变的前提下，用一电阻箱替换待测电阻，完成实验并提高测量准确性：
例5：在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值R，现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。
（1）画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。
（2）写出主要的实验操作步骤
解析：（1）实验电路如右图所示。
（2）①将S2与Rx相接，记下电流表指针所指位置
②将S2与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指针在原位置上，记下R1的值，则Rx＝R1。
此法顾名思义就是用已知电阻来代替未知电阻，其电路形式多种多样，关键是有一个电阻箱面我们就以图1-1为例作以介绍。
把单刀双置开关打在a端，调节R1使电流表的示数指在一个适当的位置并记录下此时电流表指针所在位置，保持R1不动，将单刀双置开关打在b端，调节电阻箱的阻值使刻度重新回到刚才的位置，记下此时电阻箱的阻值，这时电阻箱所显示的示数就是待测电阻Rx的阻值。
此法测电阻时在理论上不存在误差，图1-1也仅供大家参考，其具体电路要根据实际情况来定，如电流表我们可以用电压表来代替，单刀双置开关也可以由普通的开关来替代，总的说来如题中所给仪器包含一个电阻箱，一个电压或电流表（即使读数不准也可，因为只是用它做一个标记）时我们要考虑此法。
例1现要测一未知电阻的阻值Rx，所给器材如下，一改装后尚未校对的电流表A定值电阻R0，电阻箱R1，滑动变阻器R2，单刀双置开关K1，单刀单置开关K2，电源和导线。
（1） 画出实验电路图。
（2） 写出主要的实验步骤。
解析：由本题所给的条件看，用伏安法是根本没法处理的，因此在已知电阻箱和一个电流表的情况下我们只有从替代法上考虑此题，在此同学们可以参照上这所述来处理此题，在此就不做过多叙述。
5、变形的伏安法：
一些特殊电阻，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计也有其特殊性：一是要注意到其自身量程对电路的影响，二是要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能。三是已知内阻的电流表可当电压表使用，已知内阻的电压表当电流表使用
例1：某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表V（量程3V）、电流表A1（量程200uA）、电流表A2（量程5mA）、电流表A3（量程0.6A）、滑动变阻器R（最大值1kΩ、电源E（电动势4V），开关S。
（1）所提供的电流表中，应选用________________。
（2）为了减少误差，要求测量多组数据，试画出符合要求 的电路图。
解析：因为通过电压表的电流必须由电流表测定，所以电流表与电压表应串联，这实际上就是一种特殊的伏安法，电压表成了一个“可自报电压的大电阻”，由于电压表内阻在20 kΩ~50kΩ之间，电流表内阻与电压表内阻相比可忽略不计，而滑动变阻器R的阻值远小于电压表内阻，且实验要求测多组数据，因此实验电路中变阻器应接成分压式，这样电压表的电流在80uA～200uA之间，故电流表应选A1。根据电流表、电压表示数，可求得电压表内阻Rv＝
例2．从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
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器材代号 |
规格 |
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电流表（A1） |
量程100mA，内阻r1待测（约40Ω） |
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电流表（A2） |
量程500uA，内阻r2＝750Ω |
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电压表（V） |
量程10V，内阻r3=10kΩ |
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电阻（R1） |
阻值约100Ω，作保护电阻用 |
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滑动变阻器（R2） |
总阻值约50Ω |
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电池（E） |
电动势1.5V，内阻很小 |
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开关（K） |
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导线若干 |
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（1）画出电路图，标明利用器材的代号。
（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式r1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。
解析：分析题意知道需测量电流表A1的内阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析即使该电流表满偏时两端电压仅为0.4V，远小于10V量程。这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”
根据所列仪器的特点，电流表A2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由I2r2＝I1r1得r1=
此题也可理解为“将已知内阻的电流表A2当成电压表使用”。这实际也是伏安法的一种推广形式。
6、电桥法：
惠更斯电桥法
此法是一种测量精度很高的方法其电路如图3-1所示，R1为电阻箱，R3、R4为已知阻值的定值电阻，Rx为待测电阻，如果电路中满足R1/ Rx= R3/ R4
则电流表中电流为0，当然如果把电流表换成电压表示数同样为0，利用这一关系我们可以测出电阻Rx。
7、比例法：
受一些特殊的实验条件限制，比如：电流（或电压表）表面上虽有刻度，但无刻度值（或刻度值模糊），这时我们不能直接读出电流或电压，但可根据电流或电压表刻度均匀的特点，通过测量其指针偏转格数用比例法完成测量。
例3：现有一阻值为10.0Ω的定值电阻，一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值。要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案，（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧），要求：
（1）画出实验电路图
（2）简要写出完成接线后的实验步骤
（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=_____________。
解析：（1）电路图如右图所示。
（2）①断开开关，记下电压表偏转格数N1；②合上开关，记下电压表格数N2。
（3）设电压表每偏转1格表示U0，当K断开时，由闭合电路欧姆定律得：
E＝U1＝N1U0
当K闭合后，有：E＝U2＋ ，即E＝N2U0＋ ，联立两式解得：r＝R 。
总之电阻的测量方法多种多样，我们要根据实际情况灵活把握，切不可拘泥于固定的格式。
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