恒定電流五個學生實驗教案

恒定電流五個學生實驗教實驗六：描繪小電珠的伏安特性曲在純電阻電路中，電阻兩端的電壓和通過電阻的電流呈線性關系也就是UI曲線是條原點的 直線但是實際電路中由于各種因素的影響，U-I曲 線就可能不是直線。如圖3-1所示，根據(jù)分壓電路的分壓作用，當滑片C由A端向B端漸移動時流過小電“3.8V0.3A”或“V、0.7A”）的電流和小電珠兩端的電壓，由零開始逐漸變化，分別由電流表、電壓表示出其值大小，將各組I、U值描繪到UI坐標上，平滑的曲線連接各點，即得到小燈泡的伏安特性曲線。 圖3-1實驗步操作規(guī)0.6A，3V二．I、U數(shù)“0~3.8V”或“0~4V12UI0（0.5V時一次電流值，并將數(shù)據(jù)記錄在表中。調(diào)節(jié)滑片時應注意伏特表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓1I—UI－UA電鍵閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電壓逐 漸增大，可在伏特表讀數(shù)每增加一個定（如0.5時一次電流值并將數(shù)（要求兩位有效數(shù)字記錄在表中調(diào)節(jié)滑片時應注意伏特表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓．

1234567812345678（）畫出 （3） 白熾燈泡B的伏安特性曲線若將兩燈泡并790000）小燈泡燈絲U—I.（3）1.5V，內(nèi)阻2.0Ω.問：將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？（簡要寫（1）U=E+Ir0.350.800.28VAS VVASVSAabR圖 圖 圖如圖丙所示，用一個定值電阻R和兩個上述小燈泡組成串并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不計、電動勢為3V的電源上．已知流過電阻R的電流是流過燈泡b電流的兩倍，則流過燈泡b （3）根據(jù)題意有E=Ua+Ub，Ia=3Ib，從所做曲線可以查出，Ia=0.150A，Ib=0.050A，Ua=1V，Uab(Uab=Ua-UbI 3cd4(甲)所示的方波電壓信ucd4(RLuef的波形．1所示是兩個不阻的I－U圖像，則圖線1、2表示的電阻及兩電阻串聯(lián)或并聯(lián)后 如圖2所示為電阻R1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域．現(xiàn)把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別用P1和P2表示；并聯(lián)的總電阻設為R．下列關于P1P2的大小關系及R的伏安特性曲線應該在的區(qū)域正確的是() B．只有A 圖在實際情況中，能較正確反映通過燈泡的電流強度I與燈泡兩端電壓U60～500Ω；D、小燈泡（2.5V，0.5W）；E、開關；F、導線若干5W”的小燈泡在不壓下的功率，其中電流表3A、0．6A兩擋，內(nèi)阻可忽略；電壓表有15V、3V可持續(xù)地從0調(diào)到12V．按要求在實物圖上連線（其如圖9滑動變阻器R1的最大值是200Ω，電阻R2=200Ω，AB端電壓U=10V。試求電鍵S斷開和閉合時，移動滑鍵P、R2兩端的電壓變化范10.（06卷）某同學用圖所示電路，測繪標有“3.8V,0.3V”的小燈泡R隨電壓UV215V,E24V,為了調(diào)節(jié)方便，測量準確，實驗中應選用電流 ，電壓 滑

所示.由圖象可知，此燈泡在不不作時，燈絲電阻為 ；當所加電壓為3.00V時，燈絲電阻為 ,燈泡實際消耗的電功率 ⑶導致實驗結果伏安特性曲線不是一條直線的關鍵因素 實驗七:測定金屬的電阻①根據(jù)部分電路的歐姆定律可知R=U/I只要測出金屬絲兩端的電壓U和金屬絲中的電流I，就可以測出金屬絲的電阻．即用伏安法測出金屬絲的電阻R②金屬絲的長度l可以用米尺測量．③金屬絲的橫截面積S由金屬絲的直徑d算出，即S=πd2/4．由于金屬絲的直徑較小，因此需要用比較精密的測量長度的儀器——螺旋測微器來測量．這就是本實驗的實驗原理．在測定金屬線的電阻時，為了防止金屬線過熱造成金屬線的長度及電阻率的變化，因此，流過金屬線的電流不宜太大．則當電流表具有0～0.6A和0～3A兩種量程時，應當選用哪個量程?如果被測金屬線電阻約5Ω，電壓表具有0～3V和0～15V兩種量程，應當選用哪個量程?分析：電流表選電壓表選在圖3中，電流表選用0.6A量程，電壓表選用03V量程，則各指針所指示的分別為:I0.35A，Ⅱ是050A120V，Ⅳ是(由于被測金屬絲的電阻較小，一般為5Ω～10Ω，電壓表3V檔的內(nèi)阻約為3kΩ，電流表0.6A檔的內(nèi)阻約為0.1Ω，所以測量電路應采用電流表外接法．為了調(diào)節(jié)金屬絲兩端的電壓，應選用滑動變阻器，根據(jù)本實驗的實際情況，可采用滑動變阻器的限流接法．)圖4提供測電阻所用的實驗器材，請將它們用線連接成所需的實驗電路；并將變阻器的滑動片移到阻值最大的位置(用“↓”表示)． 實驗中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm，則它的測量結果可以準確到1mm，讀數(shù)時應當讀到0.1mm位．下圖中，(A)的測量結果是0.1546m,(B)的測量結果是0.4500螺旋測微器的構造、原理、讀數(shù)方法CAI課件模擬螺旋測微器的構造:螺旋測微器是由：測砧A、固定刻度B、尺架C、可動刻度E、旋鈕D、微調(diào)旋鈕D`、測微螺桿F構成的．CAI課件模擬螺旋測微器的原理螺旋測微器的螺距是0.5mm，可動刻度一周為50格；旋鈕D每旋轉一周，測微螺桿F前進或后退05mm．因此，旋鈕D每轉過l格，測微螺桿F前進或后退001mm．可見螺旋測微器的精確度為0．01mm．CAI課件模擬螺旋測微器的操作與讀數(shù)．使用螺旋測微器時，將被測物體放在小砧A和測微螺桿F之間，先調(diào)節(jié)旋鈕D，在測微螺桿F快靠近被測物體時，改用微調(diào)旋鈕D，，這樣不致于在測微螺桿和被測物體之間產(chǎn)生過大的壓力，既可以保護儀器，又能保證測量結果的準確性．當聽到咔咔的聲音時停止轉動，并用止動螺旋止動．讀數(shù)時，被測物體長度大于o．5mm的部分在固定刻度上讀出，不足o．5mm的部分在可動刻度上讀出，讀可動刻度示數(shù)時，還要注意估讀一位數(shù)字．螺旋測微器的讀數(shù)可用下面公式表示：螺旋測微器的讀數(shù)＝固定刻度上的讀數(shù)+可動刻度上的格數(shù)×精確度o.01CAI課件模擬螺旋測微器測量幾種金屬絲的直徑，學生練習讀數(shù)．A．4.365mmB．4.090mmC．0.690mmD．0.987mm⑴實驗中先對測量儀器、儀表進行檢查；觀察的指針是否指在零刻度，如果有偏差，應當用小螺絲刀輕輕轉動表頭下方正的小螺絲，直到指針指在零刻度為止，或請老師幫忙調(diào)整；當螺旋測微器的測帖A和螺桿F并攏時，可動刻度，的零點應該恰好跟固定刻度B時如何處理它可以向老師請教.，⑵使用螺旋測微器中，當F快要接近被測物體時，要停止使用大旋鈕D調(diào)旋鈕D`,這樣就不至于在F和被測物體之間產(chǎn)生過大的壓力，既可以保護儀器又能保證測量結果的準確.⑶在連接電路之前，應當適當安排儀器的位置，做到既要方便連線，又要使經(jīng)常操作的儀器(如滑動變阻器)方便操作，經(jīng)常觀察的儀表(如)便于讀數(shù)．圖1的排列就考慮到這個要求可供參考．⑷連線之前應先斷開開關，閉合開關之前要使滑動變阻器的滑動片位于阻值最大的位置．拆除電路時，應首先拆去電源連線，然后再拆其他連線，并整理好儀器．⑸L、d測多次，求平均值實驗步操作規(guī)螺旋測微器的最小分度是0.01mm，VA U值跟尺垂直；有估讀（0.1mm） ；；答案.BCEGIJ例2測定金屬電阻率的實驗中，（1）如圖2（a）為測金屬絲直徑時螺旋測微器的示意圖，則此金屬絲的直徑為m；（2）如圖2（b）為用伏安法測金屬絲電阻的電路圖，其中M為，N為 ；若兩表示數(shù)分別如圖2（C）、（d）所示，則被測金屬絲的電阻R測＝ 是（1）5.9×10－2m（2）電流表電壓表例3在測定金屬絲的直徑時，螺旋測微器的讀數(shù)如圖3所示，可知該金屬絲的直徑d=

“準確例4（0川卷）在“測定金屬的電阻率”實驗中，需要測量金屬絲的長度端在米尺上相對應的位置，測得的金屬絲長度為mm。在測量金屬絲直徑時，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆1支。如何較準確地測量金屬絲的直徑？請簡D/N實驗七：測定金屬的電阻率練5kΩ的電阻，現(xiàn)用伏安法較準確的測定它的電阻值，可供選用的電流表量程為50mA，內(nèi)阻為20Ω，電壓表量程為5V，內(nèi)阻為10kΩ，為減少誤差，實驗時應選用哪種電路為好?() Ω (1) 做出I-U圖象，并計算出電阻的大小是 用螺旋測微器測金屬絲的直徑，則該金屬絲的直徑 A．量程是0.6A、內(nèi)阻為0.5Ω的計B．量程是3A、內(nèi)阻為0.1Ω的計C．量程是3V、內(nèi)阻為6kΩ的伏特計D．量程是15V、內(nèi)阻為30kΩ的伏特計G．蓄電池（6V）H D．伏特表（0—15V，內(nèi)阻20kΩ） F．滑動變阻器（0—20Ω，允許最大電流1A）G．電鍵一個，導線若干。 根據(jù) 材的規(guī)格和實驗要求（96上海）16示,P是一根表面均勻的鍍有很薄的發(fā)熱電阻膜管(其長度L50cmD10cmMN.VAER、電鍵Sd⑴實驗中應測定的物理量 ⑶計算膜層厚度的公式 實驗八：把電流表改裝成電壓的電壓表，由圖5-1可知，只須將電流表串聯(lián)一個分壓RIg=U/(Rg+R)，故分壓電阻可由下式計算使電流表指針偏轉到滿刻度（滿偏）S2R＞＞RgS1后R′的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半（半偏），Rg=RRg。可變電阻R的選擇依據(jù)是：當Ig、Rg、E給定時，由全電路歐姆定律，有R=E/Ig-r-Rg（由于通常r+Rg<<E/Ig，可按R=E/Ig估算。）同 時還必須滿足R>>Rg的條件（實際使用時 100Rg可）為直接可變電阻R′的準確值，R′應選用電阻 圖實驗步操作規(guī)若表針不在零位，用螺絲刀旋械調(diào)零（2）依次序接線，最后接通電路前，電鍵3．（1）R量程。若變阻器R調(diào)至最大后，試觸S1還超過了電壓偏在閉合S2調(diào)節(jié)R′至電流表半偏的過程中，R程為U（一般可取U=3V，或由教師給定）的電R在電阻箱上取電阻R，并串聯(lián)在電流表上，即組裝成如圖5-1所示的量程為U的電阻值為R5-3附加電阻R（電阻箱）的值一經(jīng)確定，就不按圖3所示電路進行連接，其中V是別為0.5V、1V、1.5V、2V，并核對改裝的電壓1．SR2測電流表的內(nèi)阻時，閉合S1前，變阻器R應調(diào)至電阻最大值，以免閉合S1后通過電S1還超過了電流表量程，則應例1（01年）中現(xiàn)有器材如實物圖1所示，有電池E，10V，內(nèi)阻約lΩ；A110Ar10.2Ω；A2300mA，r25Ω；A3250mA，r3R2100Ω；（1）A2A3；（2）略（3）A3的內(nèi)阻r3，A2、A3兩電流表的讀數(shù)I2、I3和電阻箱R1Rx，r3=(I2+I3)RX/I3例2（91用半偏法測電流表G的內(nèi)阻Rg.如222 II2R，中電流強Ig 答案V電壓表V（量程２V，內(nèi)阻約4kΩ）;電流表m(量程1.2mA500Ω)；直流電源E(電動勢約2.4V，內(nèi)阻不計)；固定電阻３個；R1=4000Ω,R２=10000Ω,R3=15000Ω;電鍵S要求測量時兩指針偏轉均超過其量程的一半阻RV= 答案G利用的電路測量電流表G的內(nèi)阻(圖中電源的電動E=4VS1R，使電流表指針偏轉到滿刻度；再閉 GVR GVR S 9900（3）例5。（05Ⅲ）(l）用螺旋測微器測圓柱體的直徑時，示數(shù)，此示數(shù) 2）VRv圖中B為電（內(nèi)阻可忽略不計）R為電阻箱，K為電鍵。②寫出實驗中必須記錄的數(shù)（用符號表示并各符號的意義： ③用②中記錄的數(shù)據(jù)表示RV的公式為 答案：8．116（58．1160.0025分①連線③實驗八：把電流表改裝成電壓表練Bnn2、關于C、表的內(nèi)阻越小，測量值越接近真實值D、當表測某電路的電流強度，測量值總是大于真實3、一個毫伏表，它的內(nèi)阻是100Ω，量程是200mv，把它改裝成為量程為10A的表，A、并聯(lián)0.002Ω的電阻 44R1很大，R2GK1、K2組成一個、伏特兩用表，下列判斷正確的是：A、只閉合K1是 B、只閉合K2是C、K1K2都斷開是 D、K1、K2都閉合是5、一個伏特表由電流表G與電阻R串聯(lián)而成，使用中發(fā)現(xiàn)此伏特表讀數(shù)偏小一點，可以采用的措施是（)A、在RRB、在RRCRRDRR610kΩ20kΩ的電阻后去測量某段電路的路端電壓，其指針所指所位置，則這段電路的路端電壓是（）A、40伏特 B、30伏特 C、20伏特 電流電流 電電1kΩ，電的電壓表那么改裝的方法是跟電流表 聯(lián)個阻值 改電流表，需要知道它的三個數(shù)據(jù)：滿偏電流I、滿偏電壓g和內(nèi)阻rgIg可以從刻度盤上讀出Ug可用實驗方法測出如Irg都已知那么根據(jù) 可以出Ug＝ 。 10．流表與電阻箱的某一給定電阻串聯(lián)，使之改裝成一電壓表，現(xiàn)要對此電壓表進行校準，所用電路原理圖所示。圖0給出了實器材的實物圖。 一個電流表的滿刻度電流值Ig=0．6A，面板如圖5所示 A。如果這個量程為0.6A的電流表內(nèi)阻Rg=60Ω，要把這個電流表的量程擴大成3A，那么應該在Rg上 電阻Rs，Rs的大小應是 A，并聯(lián)Rs后，刻度盤上每一小格所代表的電流值是未并聯(lián)Rs前的 是mV。如果把它串聯(lián)一個490kΩ的大電阻后，它的電壓量程擴大到V，原來“10A”的刻度線，現(xiàn)kΩ的定值電阻，那么它的電流量程擴大到原來的 倍，可允許測量的電流最大值 AIg=1A的毫安表，現(xiàn)接成量程分別為10V和100V的兩個量程，則所串聯(lián)的電阻 自己修理過的一個量程為5V的電壓表按下述方法校驗。先按圖8接好電路，V0為標準電壓表，V為待校準的電壓表。移動變阻器R上的滑動觸頭，到V滿刻度值是5V時，V04.5V9標準電阻R0，R0的大小為2.7kΩ，重新移動變阻器R的滑動觸當待校表V的指針仍偏轉到滿刻度值內(nèi)有一電壓表V05流表，并進行校準。為此，提供如下器材：干電池E(電動勢為05 中電流表A應選用的量程 電壓表的讀數(shù)為150V，電流表A的讀數(shù)為1.05mA，則電壓表的內(nèi)阻RmV EK 電流表進行校準時，把A EK，，字母標注。圖中電阻箱的取值是(取三位有效數(shù)字)，電流表A應選用的量程是。，，實驗十：測定電源的電動勢和內(nèi)由閉合電路的歐姆定律E=U+Ir知，路端電壓U=E—Ir，對給定的電源，E、rUI的一次函數(shù)。將電池、電流表、電壓表，可變電阻連接成如圖7-1所示的電路，改變可變電阻R的阻值，可以測得多組I、U值。將它們描在U—I坐標中，圖線應該是一條直線。顯然，直線在U坐標上的截距值就是實驗步操作規(guī)ARVE 二．I、U數(shù)8-10電流從小到大平穩(wěn)地改變，適時地I、U讀數(shù)電時極化現(xiàn)象過重，E、r在畫U－I圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的U用，為此可使坐標不從零開始，如圖3乙所示，把坐標的比例放大，可每次讀完示數(shù)沒有立即斷電，造成E、r變化測量電路存在系統(tǒng)誤差，I真＝I測十Iv例1現(xiàn)有一阻值為10．0Ω的定值電阻、一個開關、若干根導線和一個電壓表，該電壓寫出用測得的量，電源內(nèi)阻的表達式r＝ 略斷開開關，記下電壓表偏轉格數(shù)N1；合上開關，記下電壓表偏轉格數(shù) 例2．（04）在測定一節(jié)干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為2Ω）的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，變阻器和電壓表各有兩個供選：A電壓表量程為15V，B電壓表量程為3V，A（20Ω，3A），B（500Ω，0.2A）電壓表應該 （填A或B），這是因 變阻器應該 （填A或B），這是因 答案：B，A；A、BA1示數(shù)A2示數(shù)V1示數(shù)V2示數(shù)1A1示數(shù)A2示數(shù)V1示數(shù)V2示數(shù)12電路中E、r分別為電源的電動勢和內(nèi)阻，R1、R2、R3為定值電 VA②實驗中，當電流表讀數(shù)為I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當電流表讀數(shù)為I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E= 。（用I1，I2，U1，U2及R②(I1U1-I2U2)/(I1-I2)(U2-U1)/I1-I2)-實驗十：測電源的電動勢和內(nèi)阻練是測量干電池電動勢和內(nèi)電阻的實驗電路，為了減少系統(tǒng)誤差電壓表的內(nèi)阻 阻器的全電阻應 接通鍵時滑動變阻器的滑片應在 ． ． ．（填：準確、偏大或偏小得出和r．圖線與縱軸交點表示的意義是 的（） ）（1裝置圖中的錯誤或不妥之處 ）圖b用測出的實驗數(shù)據(jù)畫出的干電池UI圖線根據(jù)圖線求出干電池的電動勢ε= ，內(nèi)阻r= Ω9用圖9將圖中元件連成電路，使Rf兩端電壓U能在盡量大的范圍內(nèi) V可寫出計算ε=，r= 電流表的內(nèi)阻不大于0.1，電壓表的內(nèi)電阻不小于1k． B．阻值范圍0 ─100 阻箱、（符號）開關、導線組成電路進量 （1）中備有的定值電阻有以下幾種規(guī)格A.10Ω V，內(nèi)電阻r=Ω實驗十二：用多用探測黑箱內(nèi)的電學元學習多用的一般使用方法練習用多用探測黑箱內(nèi)的電學元件圖2多用的上半部分為表盤，下半部分為選擇關，周圍標有測量功能的區(qū)域及量程。將多用的選擇關旋轉到電流擋，多用內(nèi)的電流表被接通；將多用的選擇開關旋轉到電阻擋，多用內(nèi)的歐姆表電路就被接通。示，R為調(diào)零電阻。當表筆短接，使電阻調(diào)零時，表。指針滿偏，有Ig=E/(Rg+R+r)。當表筆間接入某電阻RX時，有Ix=E/(Rg+R+r+Rx)，可見每一個RX都有一個對應的電流值I只要在表盤上表明與I對應的RX值就可用它RX。。用多用來探測黑箱內(nèi)的電學元件黑箱又稱黑盒子、暗盒，是指不知其結構的系統(tǒng)。黑箱方法，也是控制論中的一輸入和輸出的對應關系，來推測黑箱結構并加以控制的方法。（3（且均串聯(lián)黑箱內(nèi)的元件可能為電源、電阻或二極管。用電壓擋測量待測兩端電用電壓擋測量待測兩端電內(nèi)含電U內(nèi)含電U=0是反向R反向 反向R反向否否反向R否反向R短 可能有

斷 可能有二

晶體二極管具有單向?qū)щ娦?，如圖4所示。當二極管加上正向電壓時，它的電阻很小，就像樣。根據(jù)這一特征，可以來斷定電路中是否可能有二極管。用多用探測黑箱的思路實驗步操作規(guī)一.識別多用將表筆分別測試筆插將表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針測量你的電將表筆的測試端的金屬桿相接觸，使表就不能用萬用表的歐姆擋去測各接線柱間的個判斷應當通過萬用的歐姆擋來確定。偏轉，再改用直流電壓最低檔進量，指針仍合理選擇量程．使指針盡可能指在中間刻度附近（可參考指針偏轉在R中／5～5R中例1．（05遼寧）圖3中B為電源，R1．R2為電阻．K為電鍵。現(xiàn)用多用測流過電阻R2的電流。將多用的選擇開關調(diào)至直流電流擋（內(nèi)阻很?。┮院?，正確 保持K合，將紅表筆接在a處，黑表筆接在b保持K合，將紅表筆接在b處，黑表筆接在a將K紅表筆接在a處，黑表筆接在b將Kba處例2(85)一盒子上有兩個接線柱a和b，與盒內(nèi)電是3V；把電流表（內(nèi)阻可忽略）接在兩接線柱之間，其讀數(shù)是3A則圖2所示四個電路中（電源內(nèi)阻不計）可能為盒答案D，3x、y，x、yx、y與A、B0.15A；x、y向歐姆擋“×10”位置的多用測某電阻 測電流，表盤仍如圖1所示，則被測電流 例5（06）（1）一多用的電阻檔×10檔測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉角度很小，為了較準確地進量，應換 檔。如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù)，那么缺少的步驟電阻的阻值 Ω某研究性學組利用圖1所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖2所示的R∝1/I圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得E=V，r=Ω。答案:（1）×100；調(diào)零（或重新調(diào)零）；2.2×103(或類及連接方式某位同學用多用進行了如下探測第一步用電壓擋，對任意兩接線柱正．反向測量，指針不發(fā)生偏轉第二步：用電阻×10001（盒內(nèi) 圖3示出了圖1〔3〕中歐姆表指針所處的位 個小燈泡與V電池組的接情況如圖5所示。如把圖5中ef兩端用導線直接相連，小燈泡仍可正常發(fā)光。欲將e．f兩端分別與黑盒子上的兩個接線柱相連，使燈泡仍可發(fā)光。那么，e端應連接到 線柱，f端連接到 接線柱。bacbacbacbac5實驗十二：用多用探測黑箱內(nèi)的電學元件練1．關于多用，下列說法正確的是（A．多用表是電壓表、電流表、歐姆表共用一個表頭/