电学实验专题复习(2)

闭合电路的欧姆定律
一、电源的电动势和内阻
1．电源：把其他形式的能转化为 的装置．
2．电动势：等于外电路断开时________两端的电压．电动电源势用 E 表示，单位是伏(V)． (1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量． (2)大小：数值上等于非静电力移送 1 C 正电荷从电源负极至正极所做的功．
3．电源的内阻：电源内部电路的电阻．电源向外供电时，电源内部也有电流流过，内部电流通过内阻时要产生热量，内部电阻消耗电能，把电能转化为内能． 二、闭合电路的欧姆定律
1．内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟____________________成反比． 2．公式：I ＝_______，常用表达式为 E ＝ ； U ＝E －________.
3．意义：描述了包含电源在内的全电路中，电流与电动势以及电路总电阻之间的定量关系． 三、闭合电路中的功率
1．电源的总功率：指电源提供的全部电功率．公式为:P
总＝________.
2．电源的输出功率：指电源提供给外电路的功率．公式为:P 出＝________.
3．电源的内部发热功率：指电源内阻消耗的功率．公式为:P
内＝________.
4．电源的效率：指用电器得到的电功率跟电源的总功率的比值：
四．路端电压与外电阻、电流的关系：
１．由U ＝IR ＝E R ＋r
R ＝E
1＋r R 可知，当R 增大时，U 增大；当外电路断路时，R 无穷大，此时I ＝0，U ＝E ；
当外电路短路时，R ＝0，U ＝0，I ＝E
r
.
２．由 U ＝E －Ir 可知，当总电流变大时，路端电压变小．
3．U －I 图象如图所示：
(1)图象表示在 E 、r 不变的前提下，U 随 I 单调递减，U 是 I 的一次函数．
(2)图中表示电流为 I 1 时，路端电压为 U 1，对应内电压为 U ′ (3)过 E 点的平行于横轴的虚线表示路端电压不随 I 而改变，且始终等于电源电动势，这是理想电源的情况． (4)斜率表示电源内阻的大小．
(5)图中 I m 表示外电阻等于零(即短路)时，回路中的电流，I m ＝E
r .
4.对图象的分析：
(1)分析图象问题时，一定要明确图线的含义，确定两坐标轴表示的
物理意义．
(2)对闭合电路的 U —I 图象，图线上每一点坐标的乘积为电源的输出功率；图线上每一点纵横坐标的比值为此时外电路的电阻．
(3)如果 U —I 图线为曲线，则元件为非线性元件；图线上某点的斜率不表示元件的电阻大小，电阻R 应为—(该点坐标值U,I)
例1：如图 8-2-9 所示为小灯泡的 U －I 图象，若将该小灯泡与一节电动势 E ＝1.5 V 、内阻 r ＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据( ) A ．1.5 W,1.0 W
B ．0.75 W,0.5 W
C ．0.75 W,0.75 W
D ．1.5 W,0.75 W
实验10 测定电源的电动势和内阻
实验目的:
实验原理:
如图所示，改变 R 的阻值，从电压表和电流表中读出几组 U 、I 值，利用 U ＝E －Ir 求出几组 E 、r 值，最后分别算出它们的平均值． 实验器材:
实验步骤:
数据处理:
(1)利用多组(I ，U)值画出 I －U 图象．
(2)利用图象得出电源的电动势，计算出电源的内阻． 误差分析:
由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结果E 测<E 真，r 测<r 真． 注意事项:
【例1】测量电源电动势和内阻的器材如图 S10-2 甲所示，请用实线表示导线，将图甲中器材连成实验电路，实验时经测量得出的数据如下表．为了减小误差，请选择适当的刻度，在图乙的方格纸上画出 U －I 图线．利用图线可求出电源的电动势和内阻分别为________、________.
实验次数 1 2 3 4 5 6
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
实验11 练习使用多用电表
实验目的：
实验原理:
(1)多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表．其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的；中间的刻度线是用于测电流和电压的，其刻度是分布均匀的；最下面一条刻度线左侧标有“V ”是用于测交流电压的，其刻度是不均匀的．多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程．将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻．
(2)多用电表测电阻的原理——欧姆表的原理．
①构造：如图所示，欧姆表由电流表 G ，电池、调零电阻 R 和红、黑表笔组成． 欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联． 外部：接被测电阻 Rx.
全电路电阻 R 总＝Rg ＋R ＋r ＋Rx. ②工作原理：闭合电路的欧姆定律:
③刻度的标定：红黑表笔短接(被测电阻R x ＝0)时，调节调零电阻R ，使I ＝I g ，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零． a ．当I ＝I g 时，R x ＝0，在满偏电流I g 处标为“0”． b ．当I ＝0时，R x →∞，在I ＝0处标为“∞”．
c ．当I ＝I g
2时，R x ＝R g ＋R ＋r ，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻．
实验器材：
实验步骤：
误差分析：
多用电表的使用：
1．表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向．
2．区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮． 3．测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联． 4．测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零．
5．由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率．
6．使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更不能用手接触测试笔的金属杆． 7．测量电阻时，待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表． 8．用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量． 9．使用完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF ”挡或交流电压最高挡． 10．如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出．
例1．某同学测量一节干电池的电动势和内阻时，用 aa ′、bb ′、cc ′、dd ′、de 和 fb ′共 6 根导线连成如图甲所示的实验电路图．
(1)请根据电路图在图乙的实物图中完成余下电路的连线．
(2)如果这 6 根导线中仅有一根内部断了，其他器材及连接均完好．现闭合开关，发现电流表、电压表的示数均为零，由此可以肯定内部没有断的导线有 de、fb′和.
(3)闭合开关的情况下，要求用多用电表对导线逐根地进行排査并找出断导线，正确的操作是：将选择开关旋至__________(填“Ω×10”“直流电压 2.5 V”或“直流电流 10 mA”)挡；把________(填“红”或“黑”)表笔固定在 a 点，另一支表笔依次接 a′、b′、c′、d′….如果某次检测时，表盘指针如图丙所示，其读数为________．
电流表、电压表的改装
1．电流表(表头)：当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，即 I∝θ，表盘刻度是均匀的；电流表三个参数内阻 Rg、满偏电流 Ig与满偏电压Ug的关系是Ug＝IgRg.
2．电压表及大量程电流表(由表头改装而成)：
改装为电压表改装为大量程电流表
例2：用下列器材，测定小灯泡的额定功率：
A．待测小灯泡，额定电压 6 V，额定功率约为 3 W
B．电流表：量程 0.6 A、内阻约为 0.5 Ω
C．电压表：量程 3 V、内阻约为 5 kΩ
D．滑动变阻器 R：最大阻值 20 Ω、额定电流 1 A
E．电源：电动势 10 V、内阻很小
F．定值电阻：R0＝10 kΩ
G．开关一个，导线若干
(1)画出实验电路图．
(2)实验中，电压表的示数应调为多少伏？若此时电流表示数为 1 A，则小灯泡的额定功率为多大？。