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1、1伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路(一)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用到的基本知識(shí)(一)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用到的基本知識(shí)在近年的電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,電阻的測(cè)量(包括變形如電表內(nèi)阻的測(cè)量)、測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻是考查頻率較高的實(shí)驗(yàn)。它們所用到的原理公式為:。由此可IrUEIUR???見(jiàn),對(duì)于電路中電壓U及電流I的測(cè)量是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在,但這兩個(gè)量的直接測(cè)量和間接測(cè)量的方法卻多種多樣,在此往往也是高考試題的著力點(diǎn)之處。因此復(fù)習(xí)中應(yīng)熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)及方法,做
2、到以不變應(yīng)萬(wàn)變。1電路設(shè)計(jì)原則:電路設(shè)計(jì)原則:正確地選擇儀器和設(shè)計(jì)電路的問(wèn)題,有一定的靈活性,解決時(shí)應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則,即“安全性”、“方便性”、“精確性”原則,兼顧“誤差小”、“儀器少”、“耗電少”等各方面因素綜合考慮,靈活運(yùn)用。⑴正確性:實(shí)驗(yàn)原理所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。⑵安全性:實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠,實(shí)施過(guò)程中不應(yīng)對(duì)儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率,電源也有最大允
3、許電流,不能燒壞儀器。⑶方便性:實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作,便于讀數(shù),便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。⑷精確性:在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上,應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的小。2電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇:電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇:⑴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)(一般要大于滿偏度的13),以減少測(cè)讀誤差。⑵根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器,注意流
4、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。⑶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??傊?,最優(yōu)選擇的原則是:方法誤差盡可能小;間接測(cè)定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù),直接測(cè)定值的測(cè)量使誤差盡可能小,且不超過(guò)儀表的量程;實(shí)現(xiàn)較大范圍的靈敏調(diào)節(jié);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
5、當(dāng)提高電流、電壓值,以提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。明確目的→→選擇方案→選定器材→擬定步驟數(shù)據(jù)處理→→→誤差分析3圖105它的接線方式是電源、滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻三者串聯(lián)。對(duì)待測(cè)電阻供電電壓的最大調(diào)節(jié)范圍是:(是待測(cè)電阻,R是滑動(dòng)變阻器的總電阻,不計(jì)電源內(nèi)阻)。如圖ERRERXX~?XR(乙)是滑動(dòng)變阻器的分壓式接法。接線方式是電源與滑動(dòng)變阻器組成閉合電路,而被測(cè)電路與滑動(dòng)變阻器的一部分電阻并聯(lián),該接法對(duì)待測(cè)電阻供電電壓的調(diào)節(jié)范圍是:(不計(jì)電源內(nèi)
6、阻時(shí))。E~0選取接法的原則:選取接法的原則:①要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大,且從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào),須用分壓式接法。②負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器總電阻R時(shí),須用分壓式接法,此時(shí)若采用限流式接法對(duì)電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。③采用限流電路時(shí),電路中的最小電流(電壓)仍超過(guò)電流表的量程或超過(guò)用電器的額定電流(電壓)時(shí),應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。④負(fù)載電阻的阻值Rx小于滑動(dòng)變阻器的總電阻R或相差不大,并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開(kāi)始起調(diào)
7、,可用限流式接法。⑤兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法,因?yàn)橄蘖麟娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,總功率較小。例1、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100Ω)直流電流表(量程0~10mA、內(nèi)阻50Ω)直流電壓表(量程0~3V、內(nèi)阻5kΩ)直流電源(輸出電壓4V、內(nèi)阻不計(jì));滑動(dòng)變阻器(0~15Ω、允許最大電流1A);開(kāi)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(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.【審題審題】本題只需要判斷測(cè)量電路、控制電路的接法,各儀
8、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?!窘馕鼋馕觥坑梅卜y(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vARR器阻值調(diào)至最大,通過(guò)負(fù)載的電流最小,Imin==24mA>10mA此時(shí)電流仍超xARRRE??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105所示.【總結(jié)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,
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