资源简介

(共25张PPT)
第十章
恒定电流
定值电阻在电学
实验中的作用
微点突破7
1.理解定值电阻在实验中的作用。
2.在不同实验中会根据需要把定值电阻放在电路中合适的位置。
目标要求
一、保护作用
1.定值电阻有分压或分流作用，可以起到保护电表的作用。
2.定值电阻与电源串联，防止其他部分短路时，流过电路的电流过大，起保护电源的作用。
　　　已知有如下器材，需用伏安法测定Rx的阻值(约为10 kΩ)，现有下列器材：
A.电压表V1(量程0~1 V，内阻约10 kΩ)
B.电压表V2(量程0~10 V，内阻约100 kΩ)
C.电流表A1(量程0~1 mA，内阻约30 Ω)
D.电流表A2(量程0~0.6 A，内阻约0.05 Ω)
E.电源(电动势E1约1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)
F.电源(电动势E2约20 V，额定电流2 A，内阻不计)
G.滑动变阻器R1(阻值范围0~10 Ω，额定电流2 A)
H.滑动变阻器R2(阻值范围0~10 kΩ，额定电流2 A)
I.定值电阻R3=5 Ω
J.定值电阻R4=10 Ω
K.开关、导线若干
(1)为测量尽可能准确且使电压值从0开始增大，电压表选用　　，电流表选用　　，滑动变阻器选用　　，电源选用　　，定值电阻选用____ (均填器材前的字母代号)；
B
C
G
F
J
　　　Rx的阻值约为10 kΩ，若电源电动势约为1.5 V，
电路中最大电流为Im== mA=0.15 mA
可知回路中电流过小，电流表偏转较小，故电源应选用电动势E2约20 V的电源，即F；
电压表应选用量程0~10 V的电压表，即B；
选用电动势E2约20 V的电源，电路中最大电流为Im'== mA=2 mA
为减小误差，电流表应选用量程0~1 mA的电流表，即C；
　　　为使电压值从0开始增大，滑动变阻器采用分压式接法，应选用阻值较小的，即G；
为保护电表，定值电阻应与滑动变阻器串联，
根据分压关系可得UV==10 V
可得R定=10 Ω
故定值电阻选用R4，即J。
(2)在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图；
答案　见解析图
　　　为使电压值从0开始增大，滑动变阻器采用分压式接法，Rx的阻值远大于电流表的内阻，电流表采用内接法，测量Rx阻值的实验电路图如图所示。
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会　　　(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
大于
　　　由于电流表的分压作用，电压表的示数大于待测电阻两端的电压，流过待测电阻的电流为准确值，根据欧姆定律，待测电阻测量值会大于真实值。
二、测量作用
已知电压的定值电阻相当于电流表，已知电流的定值电阻相当于电压表，主要有如图所示两种情况：
图甲中流过电压表V2的电流I2=；
图乙中电流表A2两端的电压U2=(I1-I2)R。
　　某同学要测量某电压表的内阻，可利用的实验器材有：
A.待测电压表V1(量程为3 V，内阻不到2 kΩ)；
B.标准电压表V2(量程为6 V，内阻约为3 kΩ)；
C.电源E(电动势为6 V，内阻很小)；
D.滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω)；
E.定值电阻R0(阻值为3 kΩ)；
F.开关S，导线若干。
(1)请根据实验电路图甲补全如图乙所示的实物连线。
答案　见解析图
　　　根据滑动变阻器的分压式接法，结合实验电路图甲补全实物连线，如图
(2)当待测电压表V1的示数为U1时，标准电压表V2的示数为U2，改变滑动变阻器滑片位置，经过多次测量，得到多组U1、U2的数值，以U2为纵坐标，U1为横坐标，画出的U2-U1图像是斜率为3的直线，则待测电压表V1的内阻RV=　　 　 Ω。
1 500
　　　由电路图，结合欧姆定律可知
U2=U1+R0=(1+)U1
以U2为纵坐标，U1为横坐标，画出的U2-U1图像是斜率为k=1+=3
解得待测电压表V1的内阻RV=1 500 Ω
(3)把待测电压表V1改装成量程为15 V的电压表，需要　　(填“串”或“并”)联一个阻值R'=　　　 Ω的定值电阻。
串
6 000
　　　根据串联分压的关系，可知把待测电压表V1改装成量程为15 V的电压表需要串联的定值电阻阻值为R'=RV=×1 500 Ω=6 000 Ω
(4)把改装后的电压表跟标准电压表进行校对，发现改装后的电压表示数总是比标准电压表示数大，说明在改装电压表时选用的定值电阻的阻值______(填“偏大”或“偏小”)。
偏小
　　　改装的电压表与标准电压表进行校对，两表是并联连接，发现改装后的电压表读数总是比标准电压表示数大，说明改装后的电压表通过的电流偏大，根据并联电路电流的分配与电阻成反比可知，改装表串联的定值电阻阻值偏小。
三、扩大作用
1.测量电路中电压或电流较大，而实验所提供的　 、　量程较小，可通过串联或并联定值电阻扩大电表的量程。
2.当待测电阻过小时，可串联定值电阻用来扩大待测量，从而减小测量误差。
(1)若待测电阻Rx阻值较小，与Rx串联定值电阻R0，所测量值为Rx+R0；
(2)若待测电源的内阻r较小，则与电源串联定值电阻R0，可使　示数有较大的变化范围，电源内阻r=||-R0。
某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。
实验器材：电池组(两节干电池)
定值电阻R0=2 Ω
毫安表(量程为50 mA，内阻Rg=4.5 Ω)
电压表(量程为3 V，内阻很大)
滑动变阻器R
电阻箱、开关及导线若干
(1)将电阻箱的阻值调至0.5 Ω，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为　　　 mA。
500
　　　将电阻箱的阻值调至0.5 Ω，
则题图甲中虚线框内改装后电流表的量程为I=Ig+，
代入数据解得I=500 mA
(2)实验步骤如下：
①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到最左端；
②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出U-I图线。
(3)每节干电池的电动势E=　　　 V，内阻r=　　　 Ω。(结果均保留2位有效数字)
1.5
1.0
　　　根据毫安表的改装原理，当毫安表示数为I时，此时电路中的总电流为10I，毫安表和电阻箱并联后的电阻为RA==0.45 Ω，
根据题图甲所示电路图，由闭合电路欧姆定律可知，
U=2E-10(R0+2r+RA)I，
由题图乙所示图像可知，
纵轴截距为b=2E=3.0 V，
解得E=1.5 V
又U-I图像斜率的绝对值为k==10(R0+2r+RA)
解得r≈1.0 Ω。
本课结束
THANKS
第十章

展开更多......

收起↑