Ⅰ 高考物理電路實驗題中電阻器如何考慮選擇限流式和分壓式還有怎樣考慮電流表的內接法和外接法
滑動變阻器的兩種連接方法——限流式和分壓式
1.限流式接法:如圖1所示,電路中變阻器起限流作用,負載Rx的兩端電壓可調范圍為ERxR+Rx~E,在合上開關前要使變阻器所使用的阻值最大,因此在閉合開關前一定要檢查滑動觸頭P是否在正確的一端(圖中應為B端)。
2.分壓式接法:如圖2所示,電路中的變阻器起分壓作用,滑片自A端向B端,負載上電壓的范圍為0~E,顯然比限流式接法調節范圍大。合上開關前滑片應在A端,以使負載Rx的電壓和電流最小。
3.方法選擇:通常變阻器以限流式接法為主,但在下列三種情況下,必須選擇分壓式連接方法。⑴若採用限流式不能控制電流滿足實驗要求,即滑動變阻器阻值調到最大時,待測電阻上的電流
(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程,或超過待測電阻的額定電流,則必須選用分壓式。
⑵限流式適合測量阻值小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小)。分壓式適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻大)。若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多,以致在限流電路中,滑動變阻器的滑動觸頭從一端滑到另一端時,待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大,此時,應必用分壓電路。
⑶若實驗中要求電壓從零開始連續可調節器,則必須採用分壓式電路。
電流表內外接
電流表內接法時有
U=I*Ra+I*Rx=I*Rx*(Ra/Rx+1)
電流表外接法時有
I=U/Rv+U/Rx=(U/Rx)*(Rx/Rv+1)
可以看到測量時的干擾因子為Ra/Rx和Rx/Rv(物理中常常這樣將兩個同單位的物理量相除將公式的一部分無單位化),如果Ra=0或者Rv無窮大,那麼測量都是准確的了,但是由於理想狀況不能達到,因此只能希望這兩者都盡可能的小,但是二者哪個更小呢,因此臨界狀況就是
Ra/Rx=Rx/Rv
如果Ra/Rx>Rx/Rv
也就是Rx*Rx<Ra*Rv,那麼顯然,外接法的干擾因子更小,所以採用外接法,反之則採用內接法.
此外,因為內接法中,電流就是通過電阻的電流,但是電壓卻是電阻和電流表的總電壓,因此內接法電流測得准,電壓測不準,測量結果是偏大的;而外接法中,電壓表測的就是電阻的電壓,但是電流表測的卻是電阻和電壓表的總電流,因此接法電壓測得准,電流測不準,測量結果偏小.
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Ⅱ 求高中物理高考題。
現有一阻值為10.0Ω的定值電阻、一個開關、若干根導線和一個電壓表,該電壓表表面上有刻度但無刻度值,要求設計一個能測定某電源內阻的實驗方案(已知電壓表內阻很大,電壓表量程大於電源電動勢,電源內阻約為幾歐)要求:
(1)畫出實驗電路圖.
(2)簡要寫出完成接線實驗步驟。
(3)寫出用測得的量,電源內阻的表達式r=________________。
一種供儀器使用的小型電池標稱電壓為9V,允許電池輸出的最大電流為50mA,為了測定這個電池的電動勢和內電阻,實驗室利用了圖1所示電路,圖中電壓表內阻很大,可不考慮對電路的影響,R為電阻箱,阻值范圍為0—9999Ω,R0是保護電阻。
(1)實驗室中備有的定值電阻有以下幾種規格:
A.10Ω 5W B.150Ω 1/2W
C.200Ω1/4W D.1.2kΩ1W
實驗時,R0應選用 (填字母代號)較好。
(2)在實驗中,當變阻箱各旋鈕調到2所示位置後,閉合開關,電壓表示數為9.0V,變阻箱此時電阻為 Ω。電路中通過電阻箱電流為 mA。
(3)斷開開關,調整電阻箱阻值,再閉合開關,讀取電壓表示數,多次重復,取得數據後,作出如圖3所示圖線,則該電池電動勢ε= V,內電阻r = Ω。
從下列器材中選出適當的實驗器材,設計一個電路來測量電流表 的內阻 ,要求方法簡捷,有盡可能高的精確度,並測量多組數據。
(1)畫出實驗電路圖:標明所用器材的代號。
(2)若選取測量中的一組數據來計算 ,則所用的表達式 ,式中各符號的意義是: 。器材(代號)與規格如下:
電流表 ,量程 ,內阻待測(約 );
電流表 ,量程 ,內阻 ;
電壓表V,量程10V,內阻
電阻 ,阻值約為 ;
滑動變阻器 ,總阻值約 ;
電池E,電動勢 ,內阻很小;
電鍵K,導線若干。
某電流表的內阻在 之間,現要測量其內阻,可選用的器材如下:
A. 待測的電流表 (量程 );
B. 電壓表 (量程3V,內阻約 );
C. 滑動變阻器 (最大電阻 );
D. 定值電阻 (阻值 );
E. 電源E(電動勢4V)
F. 電鍵S及導線若干。
(1)畫出實驗電路圖;(2)如測得電壓表的讀數為U,電流表的讀數為I,則電流表 內阻的表達式為: 。
電壓表是測定電路兩端電壓的儀器,理想電壓表的內阻可視為無限大,但實際使用的電壓表內阻並不是無限大。為了測量某一電壓表的內阻,給出的器材有:A. 待測電壓表( ,內阻在 之間);B. 電流表( );C. 滑動變阻器 ;D. 電源( 的干電池兩節);E. 開關和若干導線。利用伏安法 ,測量電壓表示數U和電流表示數I即可,由於滑動變阻器最大阻值遠小於被測內阻值,為了滿足多測幾組數據,利用作圖法求電壓表的內阻,應選用滑動變阻器分壓式電路,電路如圖所示。
為了測量量程為3V的電壓表V的內阻(內阻約 ),實驗室可以提供的器材有:
電流表 ,量程為 ,內阻約 ;
電壓表 ,量程為 ,內阻約 ;
變阻箱 阻值范圍為 ;
變阻箱 阻值范圍為 ;
滑動變阻器 ,最大阻值約為 ,額定電流 ;
電源E,電動勢6V,內阻約 ;
單刀單擲開關K,導線若干。
(1)請從上述器材中選擇必要的器材,設計一個測量電壓表V的內阻的實驗電路,畫出電路原理圖(圖中的元件要用題中相應的英文字母標注),要求測量盡量准確。
(2)寫出計算電壓表V的內阻 的計算公式為 。
Ⅲ 求高考電學實驗的解決辦法什麼外接內接,分流分壓,如何判斷選擇器材等。。。謝了啊,各位大神。。。
內大外小的三種解釋
1.小電阻用外接法測量大電阻用內接法測量更准確!
(所謂「大小」,是與√RV RA比較)
2.外接法測量值偏小,內接法測量值偏大
(因為電壓表分流,電流表分壓)
3.在不知道待測電阻阻值范圍時,用「試觸法」,
內外接都試一試。
兩次測量電流表A示數變化|I1-I2|/I1,
電壓表V示數變化|U1 - U2|/U1
A表變化大,用內接法;A表變化小,用外接法
(注意此時的「內大外小」是針對電流表!)
測電阻的伏安法選擇:測大電阻選用內接法,測小電阻選用外接法,簡稱內大外小(「內」字中一個「大」字,「外」字中有半個「小」字)。
①負載Rx兩端電壓變化范圍 限流 ERx/(Rx+R)~E
(R是變阻器最大阻值) 分壓 0~E
②能用限流一定能用分壓。以下情況只能用分壓:
a、電阻or滑動變阻器or電流表允許通過的最大電流 <E/(R+r+Rx+RA) [r是電源內阻,R是滑動變阻器最大阻值〕
b、滑動變阻器最大阻值很小 一般小於Rx/3
(Rx的電流、電壓變化太小)
c、題目中要求「被測部分的電壓變化范圍盡可能大」、「多測量幾組數據」、「電壓表示數從0開始變化」、「滑動變阻器易於調節」
兩種連接方式的選擇原則
(1)節能優先的原則
在實驗中,如果碰到滑動變阻器以限流方式或分壓方式連接成電路均可的情況時,因為限流方式比分壓方式節能,應先考慮限流方式。
例如在高二學生實驗<<測金屬的電阻率>>中,待測金屬絲的電阻大約為10歐姆,所提供的滑動變阻器電阻為0~50歐姆,待測電阻小於滑動變阻器的電阻,採用限流或分壓兩種方式的電路對通過Rx的電流均有明顯的控製作用,因此,兩種連接方式連入電路均可。但是,前面分析過,限流方式比分壓方式更節能,所以應優先考慮限流方式。只有當被測電阻遠大於滑動變阻器電阻時,即使滑動變阻器滑動觸頭從一端滑至另一端,Rx兩端電壓和流入Rx的電流變化仍極小,滑動變阻器的限流作用不明顯,這時滑動變阻器只能採用分壓式接法。
(2)保護用電器的原則
物理實驗首先要保證電路中各種用電器的安全,當題目所提供的儀器,如電表量程或電阻的最大允許值不夠時,限流式接法不能保證電路中各種器件的安全工作,此時應該採用分壓式接法。
1。描繪小燈泡--分壓+外接
2。測定金屬絲電阻率R=ρL/S--限流+外接
註:①先連入電路再測長度
②電流不易過大,以免溫度過高影響電阻
③多次測量求平均
④量得一組值,斷開開關
3。測電源電動勢及其內阻--電源外接法(唯一)
①常規方法
②電流表+電阻箱
③電壓表+電阻箱
4。電壓表,電流表的改裝測量電阻時,我們如果採用伏安法,就要採取電流表的內接或外接,一般情況下,待測電阻比較小時,採取電流表的外接,待測電阻大時採取電流表的內接,簡稱:大內小外。如果無法判斷待測電阻的大小,我們可以利用Rx/Ra與Rv/Rx進行比較。若Rx/Ra>Rv/Rx則待測電阻為較大的電阻,可以採用電流表的內接法。反之用外接法。
Ⅳ 物理達人來
兩個電阻相同的時候,電阻箱功率最大。
Ⅳ 高中物理實驗中滑動變阻器阻值大小的選擇原則
1、分壓式接法中應選擇阻值小的滑動變阻器
當滑動變阻器與待測電阻的比值越大時,滑動變阻器先移動較長距離時待測電阻電壓變化較小,而後移動很小距離時待測電阻電壓卻急劇上升,這在實驗操作中是難以控制待測電阻取適當電壓的;而當滑動變阻器與待測電阻的比值越小,待測電阻上電壓隨滑動變阻器調節距離變化越接近線性關系。
因此,分壓式電路中滑動變阻器的阻值應選用阻值較小的(小於待測電阻)。
2、限流式接法中應選擇阻值與待測電路電阻接近的滑動變阻器
滑動變阻器與待測電阻比值越小,待測電阻上電壓隨滑動變阻器調節距離變化越接近線性變化,但電壓變化幅度卻很小,不便於取多組有明顯差別的數據多次測量;而當滑動變阻器與待測電阻比值越大時,雖然待測電阻上的電壓變化幅度很大,但滑動變阻器先移動較長距離電壓變化幅度較小,而後移動很小距離電壓卻急劇上升,這在實驗操作中是難以控制待測電阻取適當電壓的;而當滑動變阻器與待測電阻阻值相接近時,待測電阻上電壓隨滑動變阻器調節距離變化接近線性關系,且待測電阻上的電壓變化幅度較大。
因此,限流式電路中滑動變阻器的阻值應選用阻值與待測電阻相接近的。
Ⅵ 高考物理所有重點電學實驗
提到物理,很多理科生都感覺比起化學、生物可是困難多了,而電學實驗更因為難度高而讓一些同學在學習中感到頭疼,電學實驗占據著相當重要的地位,幾乎年年考,但每年都有許多考生在此留下了遺憾。雖然考生感覺難度大,但電學實驗以其獨特的魅力,贏得了高考出題人的青睞:自從2002年我省實行理綜考試以來,除2002年考查的是熱學實驗以外(在現行課本中此實驗已刪掉),其餘五年均考查到了電學實驗;考試大綱要求的實驗有19個,其中10-17個均為電學實驗。可見電學實驗在高考中所佔地位非同一般。
考查全面重點突出
從總體上來說,物理實驗的考查在高考中是以筆試的形式進行的,通過考查一些設計性的實驗來鑒別考生實驗的「遷移」能力、創新能力。實驗部分在理綜試卷中佔有較大的比重(17分左右),區分度和難度較高。通過對高考電學實驗試題的分析,可以看出當前高考實驗考試的總趨勢是:一是利用考綱所列實驗的原理、方法和器材重新組合,推陳出新;二是把重點放在實驗和器材測量的原理、選取、數據處理和結論獲取的方法上;三是適量編制設計性、探究性實驗,進行考查。
由於連續幾年高考中均出現電學實驗,雖然形式多樣,但考查的特點還是比較清晰的。比如實驗能力的考查多集中在電阻的測量上。這幾年高考,幾乎所有電學實驗都是以測電阻為背景,如2003年考查伏安法測電阻;2004年、2006年分別考查電表內阻的測量;2005年考查電源電動勢和內阻的測量。歸根結底考查的實驗原理均為歐姆定律R=U/I,因此對電阻的測量,都是在用各種方法尋找電壓U和電流I。
實驗試題的設計體現了「來源於教材而不拘泥於教材」的原則。2004年全國卷Ⅰ第22題考查電壓表內阻的測量方法———半偏法,直接來源於課後學生實驗———把電流表改裝成電壓表,但改測電壓表內阻,考查了考生的實驗遷移能力;2005年全國卷測電源的電動勢和內電阻,也是直接來源於課後學生實驗———測定電源電動勢和內電阻實驗,但又高於課本,不能照搬課本實驗電路圖。只有真正理解了實驗原理和實驗方法,才能達到靈活運用學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理實驗相關問題的能力。由此可見課本實驗不可小視,並且要從中有所提升。
能力的考查比較全面,其中涉及誤差的分析、利用圖像或公式處理數據、有效數字的保留等,對實驗分析能力、利用數學解決物理問題的能力都有所考查。
注重對考生課後實驗的挖掘,同一實驗器材,完成不同的實驗目的———一「材」多用,如2002年全國高考29題,考查利用「驗證玻意耳定律」的器材來測量大氣壓強p0;2007年全國高考理綜卷Ⅰ22題,考查利用「驗證動量守恆定律」的器材驗證彈性碰撞的恢復系數等。
復習注重超越課本
根據以上分析可知,高考實驗考查能力較高,那種只背實驗原理、步驟、講實驗操作,過程的做法已經不能很好地應對今天的高考了。僅僅能獨立完成大綱規定的實驗,知道怎樣做還不夠,還應該搞清楚為什麼要這樣做,要真正領會其中的實驗方法,並會將這些方法遷移到新的情景中去,在新的情景中加以應用。
1、平時復習中要注意養成良好的學習物理實驗的習慣。有些同學側重實驗的記憶,把課本上實驗原理、實驗器材和實驗步驟等,像背語文課文一樣背誦下來,這樣是絕對不可能提高實驗能力的。這樣做極不適應現代高考實驗考查的趨勢,因為高考物理實驗考查的是實驗的遷移能力、創新能力等。對於一個實驗正確的學習方法是遵從以下步驟:明確目的———嘗試原理———選擇器材———確定步驟———誤差分析。學習每一個實驗,先明確實驗目的,然後根據實驗目的結合自己所學的知識,嘗試思考實驗原理。圍繞敲定的實驗原理,確定實驗器材,根據實驗器材,確定實驗步驟,依據實驗原理進行誤差分析。因為同一實驗目的,它可能存在不同的實驗原理,所以我們通過嘗試思考實驗原理的方法,就可以拓寬思路,提升能力。如果同學們提前知道實驗原理,就可能造成先入為主的思維定勢,使思維受到限制。
2、重視課後實驗,熟悉基本實驗器材的使用,爭取最大限度地做到:一「材」多用。如利用測定金屬絲的電阻率實驗器材,能否測定極細金屬管的內徑;利用描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗器材,能否測定小燈泡的額定功率。演示實驗、做一做等也在高考考查范圍之內,同樣也要注意挖掘。
3、平時多總結一些實驗方法及題型,積累一定的經驗,作為自己知識的儲備,增強解決實驗問題的能力和信心。如對電阻的測量有很多種方法:伏安法、替代法、半偏法、多用電表測電阻等;測定電源電動勢和內電阻的方法有:伏安法、兩阻(定值電阻)一表(電壓表或電流表)法、一箱(電阻箱)一表(電壓表或電流表)法等。
4、對於同一電路中出現的「雙調節」或「雙控制」元件,要注意操作步驟。如用半偏法測電流表內阻的實驗步驟的考查,就曾在高考題中出現,因為此電路中存在兩個變阻器、兩個電鍵,必定有調節和操作上的先後順序。還有研究自感現象中的通電自感實驗時也涉及到了兩個滑動變阻器先後調節的問題。
5、樹立「轉換」思想,開拓設計性實驗的思路。要提高設計實驗的能力,必須認真體會物理教材上的實驗思想。其實物理教材蘊含大量的實驗設計方法。善於聯想對比,拓寬知識,如利用半偏法測定了電流表的內阻,那能不能利用半偏法測定電壓表的內阻;根據電流表的校表電路,能不能設計電壓表的校表電路。
6、掌握一些實驗技巧:如電表是會「說話」的電阻:
①對一些特殊電阻的測量,如電流表或電壓表內阻的測量,電路設計有其特殊性:一是要注意到其自身量程對電路的影響,二是要充分利用其「自報電流或自報電壓」的功能。測電壓表內阻時無需另並電壓表,測電流表的內阻時無需另串電流表。
②當電表內阻已知時,電表功能可以互換。如當電流表內阻已知時,可以根據電流表讀數乘以其內阻得到電流表兩端的電壓,此時電流表可當電壓表使用;同理,當電壓表內阻已知時,電壓表可當電流表使用。利用這一特點,可以拓展伏安法測電阻的方法,如:伏伏法,安安法等。
7、多進實驗室進行實際操作,熟悉各種實驗器材的使用。理論與實踐相結合,才能更好地提高實驗能力。實驗題中的實物連線,實驗步驟排序、糾錯、補漏、實驗誤差的排除、錯誤的糾正等。這些都是實際操作的全真模擬,如果學生沒有動手做過這些實驗就不可能答好這些問題。復習中,可開放學校的實驗室,讓學生重溫實驗的實際操作。但由於某些學校實驗條件不足,不是實驗器材缺乏,就是實驗器材陳舊,使得測量誤差很大,限制了學生實驗能力的提高。另外,實驗室器材種類少、規格少,也不能滿足當今高考的要求。還有高考試題中所給實驗器材的規格,實驗室也不一定具備。故建議有條件的家庭或學校安裝模擬物理實驗室,利用模擬物理實驗室來完成實際中完成不了的實驗,也可通過反復改變某一元件的參數值,看其對整個電路的影響。這樣對考生解決實驗問題有著非常大的幫助。
總之,實驗也並不單純是實驗這一模塊的問題,學生物理實驗能力的高低往往與學生物理知識、思想、方法的儲備密切相關,要從根本上提高物理實驗能力,必須全面提高物理水平。
電學實驗器材和電路選擇的總原則是安全、精確和方便。器材的選擇與實驗所用的電路密切相關,因此在選擇器材前首先要根據實驗目的和實驗原理設計測量精確、安全可靠、操作方便的實驗電路,再根據實驗電路的需要選擇器材。選擇器材和電路時,為了使測量結果精確和保護儀器,應遵循以下原則:
□電表。通過估算確定電路中通過電流表的最大電流和電壓表兩端的最大電壓,所選擇的電表的量程應大於最大電流和最大電壓,以確保電表的安全;通過估算確定電路中通過電流表的最小電流和電壓表兩端的最小電壓,選擇的電表的量程應使電表的指針擺動的幅度較大,一般應使指針能達到半偏以上,以減小讀數的偶然誤差,提高精確度;在滿足上述兩個條件以後,在不計電表內阻時應選用內阻較小的電流表和內阻較大的電壓表,以減小系統誤差。
□變阻器。所選用的變阻器的額定電流應大於電路中通過變阻器的最大電流,以確保變阻器的安全;為滿足實驗中電流變化的需要和調節的方便,在分壓式接法中,應選用電阻較小而額定電流較大的變阻器,在限流式接法中,應選用電阻與待測電阻比較接近的變阻器。
□電源。一般可以根據待測電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源。
□分壓式和限流式電路。在選擇變阻器分壓式和限流式電路兩種接法時應優先考慮限流式接法,為了能使實驗正常進行和操作方便,當電路中的最小電流仍然超過電流表的量程或待測電阻的額定電流,或者待測電阻遠遠大於變阻器的最大值或者需要在待測電阻兩端從零開始測量電壓、電流時採用分壓式接法。
Ⅶ 高考物理電學實驗中的滑動變阻器的量程怎麼選擇,依靠什麼
1、有的題是用電動勢除以滑動變阻器的最大值,看看是否超過其允許的最大電流
2、測用電阻時可以選取限流式和分壓式。如果選取限流式接法,就是讓滑動變阻器的量程和電阻的阻值差不多(調整滑動變阻器時電流有明顯的變化)如果選取分壓式接法,就讓滑動變阻器的量程遠遠小於被測電阻的阻值(分壓的時候可以成比例的變化)
選取滑動變阻器時關鍵是要比較滑動變阻器和被測電阻之間的關系。
Ⅷ 高中物理的問題
之所以用半偏法測電阻,主要是條件限制,實際上要想准確的話用等效替代法最好,現在題目電路就這樣子,想改也不行啊。
半偏法測電阻有兩種方法:一種是電流半偏,用於測量小電阻(遠小於滑動變阻器電阻);一種是電壓半偏,用於測量大電阻(遠大於滑動變阻器電阻)。
這個題目就屬於電流半偏。但是這種測量方法肯定是有誤差的,為了減小誤差,才需要待測電阻遠小於滑動變阻器,這樣的話可以近似保證幹路中電流不變,也就是說當閉合S2時,盡管並聯到電路中一個電阻,按道理電路中總電阻應該變小,但是咱們待測電阻比較小,就近似認為並聯以後對總電阻影響微乎其微,所以總電流當作不變。在這個前提下,並聯的電阻箱無論怎麼調節大小總電流都是不變的,那麼這時候只有當並聯電路里兩支路中電流相等時才能保證兩個支路中的電阻相等。所以只能是表頭電流半偏的時候,電阻箱電阻就等於表頭電阻。
Ⅸ 物理實驗,下面為什麼必須要用電阻箱呢如果繼續使用滑動變阻器有什麼不對嗎難道繼續使用滑動變阻器會
因為第二個電路中只有電流表,如果只測得電流,如何得到電動勢和內電阻呢?為了測得電動勢和內電阻,還必須要有另外一個已知量,那就是需要知道外電阻的阻值,如果使用滑動變阻器,滑動變阻器的電阻值是不知道的,因此使用電阻箱,使用電阻箱的目的,除了能調節外電阻之外,還能讀出電阻箱的阻值。在實驗中,通過改變電阻箱的阻值R,測得多組電流I,並讀出相應的外電阻的阻值R,IR就是端電壓U。進而畫出U-I圖像就可以得到電動勢和內電阻。
第三個電路圖的道理相同。