物理人教版（2023）必修第三冊11.4.2串聯(lián)電路和并聯(lián)電路（共36張ppt）

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第二課時——伏安法測電阻

串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

思考：給你電壓表、電流表各一個，請設(shè)計一個電路測出電阻絲的電阻

電阻的測量

——伏安法

1、基本原理：

2、伏安法測電阻的兩種電路

①電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”

②電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”

因?yàn)殡娏鞅?、電壓表都有電?因此兩種方法測量電阻都有誤差。

A

V

Rx

A

V

Rx

用電壓表測出電阻兩端的電壓U，用電流表測出通過電阻的電流I，利用電阻的定義式可以算出電阻的阻值R。

測

測

測

R真

？

3、伏安法測電阻的誤差分析

電流表外接法

電壓表示數(shù)是否等于Rx兩端電壓？

電流表示數(shù)是否等于流過Rx的電流？

小結(jié)1：電流表外接法測量值偏小，適于測量小阻值電阻。

說明：誤差來源于電壓表的分流。

3、伏安法測電阻的誤差分析

電阻的測量

電流表分壓越少，誤差越?。栽撾娐愤m合測量大電阻，即

怎樣減小誤差？

測量結(jié)果

測量結(jié)果修正（根據(jù)測量值算出真實(shí)值）：

4、伏安法測電阻測量電路的選擇

①若已知待測電阻的大約值，電流表的內(nèi)阻和電壓表的內(nèi)阻，則

當(dāng)

時，說明Rx大，內(nèi)接法誤差較小，選用電流表內(nèi)接法．

時，說明Rx小，外接法誤差較小，選用電流表外接法．

當(dāng)

用外接法．

即

用內(nèi)接法．

電阻的測量

例1.已知電壓表的內(nèi)阻是1000Ω，電流表的內(nèi)阻是10Ω，試判斷測量下列電阻時應(yīng)選用什么連接方法。

A、約為2ΩB、約為50ΩC、約為150Ω

中值法

內(nèi)接誤差取決于

外接誤差取決于

思路：哪個誤差小用哪個！

筆記P63針對訓(xùn)練2

4、伏安法測電阻測量電路的選擇

電阻的測量

②若Rx、RA、RV的阻值關(guān)系都不能確定

若電流表的示數(shù)相對于準(zhǔn)確值的變化明顯，

A

V

Rx

a

b

試觸法：電壓表的接線端分別試接a、b點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化

若電壓表的示數(shù)相對于準(zhǔn)確值的變化明顯，

練透P1566.

設(shè)接a時兩表讀數(shù)為I1，U1

設(shè)接b時兩表讀數(shù)為I2，U2

說明電流表的分壓作用對電路影響大，Rx為小電阻

應(yīng)選用外接法。

不讓分壓，

說明電壓表的分流作用對電路影響大，Rx為大電阻

應(yīng)選用內(nèi)接法。

不讓分流，

測量未知電阻時，需取同一電阻的多組電壓和電流值。此時可接入滑動變阻器，能起到直接改變測量電阻的電流或電壓大小的作用，達(dá)到測多組數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)效果。

那么，滑動變阻器該如何接入電路呢？

滑動變阻器(控制電路)的兩種接法

你能說出滑動變阻器的各個部件的名稱嗎？

示意圖

電路符號

A

B

C或者D

1.限流式：一上一下接線(一上兩下也可以)

+

-

2.分壓式：一上兩下接線

+

-

伏安法測電阻

外接法

內(nèi)接法

誤差來源

測量結(jié)果

測量條件

伏特表的分流

電流表的分壓

R真＞R測

R真＜R測

Rx>>RA

RxRx知，應(yīng)選外接法

先確定測量電路

額定電流Im=≈0.45A，應(yīng)選電流表A1

額定電壓Um=≈2.8V(2.2～2.8)，應(yīng)選電壓表V1

若用限流，待測電阻上電壓會超過額定電壓，故用分壓式電路

再確定控制電路

分析：

4、伏安法測電阻測量電路的選擇

電阻的測量

②若Rx、RA、RV的阻值關(guān)系都不能確定

若電流表的示數(shù)相對于準(zhǔn)確值的變化明顯，

A

V

R

a

b

試觸法：電壓表的接線端分別試接a、b點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化

若電壓表的示數(shù)相對于準(zhǔn)確值的變化明顯，

例2、當(dāng)S接a時，電壓表的示數(shù)為2.2v，電流表的示數(shù)為5.0mA；當(dāng)S改接為b時，電壓表的示數(shù)為2.8v，電流表的示數(shù)為4.0mA。該同學(xué)要獲得較精確的測量結(jié)果，應(yīng)選取電流表內(nèi)接還是外接？

設(shè)接a時兩表讀數(shù)為I1，U1

設(shè)接b時兩表讀數(shù)為I2，U2

說明電流表的分壓作用對電路影響大，

應(yīng)選用外接法。

不讓分壓，

說明電壓表的分流作用對電路影響大，

應(yīng)選用內(nèi)接法。

不讓分流，

思考2：給你電壓表、電流表、滑動變阻器各一個，設(shè)計電路測出電阻絲的電阻

5、限流和分壓電路的選取（控制電路——滑動變阻器的選擇）

①限流式

E

s

R

A

B

P

Rx

圖中變阻器起限流作用，求待測電阻Rx的電壓可調(diào)范圍

限流式電路的特點(diǎn):

1.電壓不能從零開始調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍較小。但電路結(jié)構(gòu)較為簡單。

2.電能損耗較小。

電阻的測量

②分壓式

圖中變阻器起分壓作用，求待測電阻Rx的電壓可調(diào)范圍

分壓式電路的特點(diǎn):

1.電壓可以從零開始調(diào)節(jié)到電源電動勢,調(diào)節(jié)范圍較大。但電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

2.電能損耗較大。

E

s

P

Rx

R

A

B

5、限流和分壓電路的選取（控制電路——滑動變阻器的選擇）

電阻的測量

A.0~10VB.0~20V

C.10~20VD.20~30V

在圖中,AB間的電壓為30V,改變滑動變阻器觸頭的位置,可以改變CD間的電壓,UCD的變化范圍是()

R

V

R

R

A

B

C

D

C

如圖所示R1=6Ω,R2=3ΩR3=4Ω,A、B兩點(diǎn)電壓UAB=12V,C1、C2的電容分別為2μF和1μF,則它們帶電荷量分別為和.

1.44X10-5C

R1

R2

R3

C1

C2

A

B

4.8X10-6C

四個電阻R1、R2、R3、R4如圖所示連接,若R1=R2=R3=R4=2Ω,且R1兩端的電壓為4V,求:

(1)電路的總電阻.(2)電阻R2兩端的電壓

R總=1.2Ω

R1

R2

a

b

R3

R4

c

d

U2=6V

R1

R2

a

b

c

d

R3

R4

A.保持R2不變,增大R1

B.增大R1,減小R2

C.保持R2不變,減小R1

D.增大R2,減小R1

如圖所示，電流表G的內(nèi)阻不可忽略不計，R1、R2是兩個可變電阻，當(dāng)a、b間的電壓為4V時，電流表的指針G剛好滿偏，當(dāng)a、b間的電壓為3V時，如果仍要使電流表G的指針滿偏，下列方法中可行的是()

AB

R1

R2

a

G

b

A.兩只電表的指針偏轉(zhuǎn)角相同

B.兩只電表的指針都不偏轉(zhuǎn)

C.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角小于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角

D.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角大于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角

用兩只完全相同的電流表,分別改裝成一只量程更大的電流表和一只電壓表,將它們串聯(lián)起來接入電路中,如圖所示,此時()

C

A

V

s

G

RA

RV

G

s

如圖所示電流表和電壓表的讀數(shù)分別為10V和0.1A,電壓表內(nèi)阻為500Ω,那么待測電阻R的測量值比真實(shí)值,測量值為,真實(shí)值為.

小

100Ω

125Ω

A

V

R

c

d

一個未知電阻,無法估計其電阻值,某同學(xué)用伏安法測量此電阻,用如圖(a)(b)兩種電路各測一次,用(a)圖所測數(shù)據(jù)為3.0V、3.0mA,用(b)圖測得的數(shù)據(jù)是2.9V、4.0mA,由此可知,用圖測得Rx的誤差較小,測量值Rx=.

（a）

1000Ω

A

V

A

V

Rx

Rx

(a)

(b)

如圖所示為一雙量程電壓表的示意圖.已知電流表G的量程為0~100μA,內(nèi)阻為600Ω,則圖中串聯(lián)的分壓電阻R1=Ω,R2=Ω

G

R1

R2

+

5V

15V

4.94X104

105

如圖所示,電路由電流計與四個電阻連接而成.電流計內(nèi)阻Rg=80Ω,滿偏電流Ig=1mA.R1=R2=10Ω,R3=194Ω,R4=790Ω.若使用12接線柱電路可做電流表.量程為.若使用13接線柱可做表.量程為.若使用14接線柱電路可做表.量程為.若使用15接線柱可做表.量程為.

R1

R2

1

R3

R4

2

3

4

5

電流

電壓

電壓

5mA

10mA

1V

5V

如圖所示電路,當(dāng)ab兩端接入100V電壓時,cd兩端為20V,當(dāng)cd兩端接入100V電壓時,ab兩端電壓為50V,則R1:R2:R3為()

A.4:2:1

B.2:1:1

C.3:2:1

D.以上都不對

R1

R1

R2

R3

R3

a

b

c

d

A

R2

R3

R3

a

b

c

d

R1

R1

R2

a

b

c

d

100V

20V

40V

40V

100V

50V

25V

25V

如圖所示電路中,R1=20Ω,R2=40Ω,R3=60Ω,R4=20Ω,R5=40Ω,則下列說法正確的是()

A.若UAB=140V,C、D端開路,則UCD=84V

B.若UAB=140V,C、D端開路,則UCD=140V

C.若UCD=104V,A、B端短路,則通過R1的電流為0.6A

D.若UCD=104V,A、B端短路,則通過R3的電流為0.4A

R1

R4

R3

R2

R5

A

B

C

D

ACD

R1

R4

R3

R2

R5

A

B

C

D

有四盞燈，接入如圖的電路中,Ｌ1和Ｌ2的電阻均為484Ω,Ｌ3和Ｌ4的電阻均為1210Ω,把電路接通后,四盞燈的電流之比I1:I2:I3:I4=.

L1

U

L2

L3

L4

7:5:2:7

有一滿偏電流Ig=5mA,內(nèi)阻Rg=400Ω的電流表G,若把它改裝成量程為10V的電壓表,應(yīng)一個Ω的分壓電阻,該電壓表的內(nèi)阻為Ω;若把它改裝成量程為3A的電流表,應(yīng)聯(lián)一個Ω的分流電阻,該電流表的內(nèi)阻為Ω

串

并

1600

2000

0.668

0.667

一量程為100μA的電流表,內(nèi)阻為100Ω,表盤刻度均勻,現(xiàn)串聯(lián)一個9900Ω的電阻將它改裝成電壓表,則該電壓表的量程是V,用它來測量電壓時,表盤指針位置如圖所示,此時電壓表的讀數(shù)大小為V

1

0.80

50

100

1Ｖ

0.5Ｖ

一平行板電容器C,極板是水平放置的,它和三個可變電阻及電源連接成如圖所示的電路,今有一質(zhì)量為m的帶電液滴懸浮在兩極板之間靜止不動,要想使液滴上升可采用的辦法是()

A.增大R1

B.增大R2

C.增大R3

D.減小R2

R1