高中物理实验12

第10章
恒定电流
3．核对
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(1)按图所示连好电路，并使变阻器R2 的滑片在分压 值最小的位置．
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第10章
恒定电流
(2)改变变阻器R2的滑片位置，使标准电压表V的示数
分别为0.5V、1.0V、1.5V,2.0V，并核对改装的电压表的
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高阻值处，A对；开关S2 接通前，R2 的阻值调为零，B 对；S2接通后，R2逐渐调节增大，由于R2和Rg并联，且并 联电阻小于Rg，电路的总电阻变小，总电流变大，因此， 当表头电流从Ig调节为 时，R2中的电流稍大于 ；在此
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示数是否正确．
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第10章
恒定电流
4．计算百分误差
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(1)将改装成的电压表调到满偏． (2)读出标准电压表的示数． (3)计算改装电压表满偏刻度的百分误差．
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(2)合上开关S1，调整R的阻值，使电流表指针偏转到 满刻度Ig .
(3)合上开关S2 ，调整R′的阻值，使电流表指针偏转
到满刻度的一半．读出电阻箱的阻值R0，就可认为rg＝R0.
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第10章
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A．待测电流表(量程为100μA)；
B．标准电压表(量程为5V)；
C．电阻箱(阻值范围为0～999Ω)； D．电阻箱(阻值范围为0～99999Ω)； E．电源(电动势为2V，有内阻)；
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第10章
恒定电流
足R1≫R2的条件，应该使得电流表满偏时全电路的总电阻
尽可能大，因此电源应选电动势较高的电源F.
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第10章
恒定电流
(2)实验步骤的合理顺序：在实验中，考虑到所给出
的电流表满偏时的电流较小，为了避免电路接通时突然受
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到大电流的冲击，开始时应使电路中的电阻有最大值(当 R1＝99999Ω时，可估算出电路中的电流约为60μA)，以后 再逐渐调小，从而使电流增大．因此，实验步骤的合理顺
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序是：CADBEF.
(3)600Ω
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第10章
恒定电流
(4)校对刻度：改装后的电压表必须逐点校对．因
此，滑动变阻器必须采用分压电路．实验原理图和实物图
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分别如图丁、戊所示．
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现了实验探究能力．
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第10章
恒定电流
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(2009·南京模拟)在“把电流表改装为电压表”的实 验中，需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，步骤 如下：
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时，又有关系式
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上两式相比，得：
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若所用电源的电阻r较小时，上式可近似为：
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如实验中满足条件R1≫R2，则可得：rg≈R2
这就是实验的依据．可见，只有在R1≫R2的条件下， 才可认为电流表的内阻等于电阻箱R2的阻值．因此R1应选
源电动势宜大些． 3．闭合开关S1 时，必须先将滑动变阻器R的阻值调
至最大．
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第10章
恒定电流
4．闭合开关S2 、调节电阻箱R′时，应保持滑动变阻
器R的阻值不变．
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5．用半偏法测电流表内阻的实验中，R′只能用电阻 箱，R可用阻值很大的变阻器或电阻箱．若实验给出两个 电阻箱，一个阻值较大(10kΩ以上)，另一个阻值较小，一
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图甲中电流表的内阻rg的测量值为__________________Ω. (4)在图丙所示的器件中，一部分是将小量程电流表 改装为电压表所需的，其余是为了把改装成的电压表跟标 准电压表进行校对所需的．首先在图乙所示的虚线框中画
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定要把阻值大的连到干路上，阻值小的与电流表并联．
6．改装后电压表校准，校对电路要用分压式，使改 装电压表的电压可以从零开始一一校对．
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第10章
恒定电流
二、实验误差分析
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如图所示，设电源电动势为E，内阻忽略，在S1闭合 S2断开、电流表满偏时，有
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当S2也闭合，电流表G半偏时，有
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由①②式得R′
即测量值偏小．
在改装成电压表时，需串联的分压电阻R1 的计算值 偏大，所以改装后的电压表的量程也偏大．若改装成大量 程的电流表时，需并联的分流电阻Rx计算值偏小，那么改 装后的电流表的量程偏大．
S1后通过电流表G的电流能达到满偏电流Ig ，所选电源的 电动势E也应适当大一些．
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恒定电流
●针对训练
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1．如图所示，用半偏法测的内阻Rg，下列说法中正 确的是 ( )
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2．改装 (1)算出电流表的满偏电压Ug＝Igrg.
(2)如果把电流表改装成量程为U的电压表，计算应串
联的电阻值R1＝ (3)将电阻箱阻值调为R1，把电流表跟 电阻箱 串联起 来．
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①接通S1(S2未接通)，调节R1，使电流表指针偏转到
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第10章
恒定电流
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[答案] (1)D [总结提升]
C
F
(2)CADBEF
(3)600
(4)如图丁、戊所示 本题考查了闭合电路欧姆定律与电表改 装的知识，同时考查学生设计并完成实验的能力，突出体
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恒定电流
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●自主学习
一、实验原理
设电流表的满偏电流为Ig ，其内阻的真实值为rg， 设该电流表串联电阻R1 后，能改装成量程为U的电压
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第10章
恒定电流
●深化拓展
一、实验注意事项
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1．在调节滑动变阻器R的阻值使电流表满偏时，滑 动变阻器的阻值要比电流表的内阻rg 大得多，一般要求 R>100rg.
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2．实验时，在R较大情况下为了使电流表满偏，电
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出改装和校对都包括在内的电路图(要求对0～5V的所有
刻度都能在实验中进行校对)，然后在图丙所示的实物图 上画出连线，将所示器件按上述要求连接成实验电路．
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D．并联一个0.05Ω的电阻
解析：将电流表扩大量程，应并联电阻R，由分压原 理：IgRg＝(I－Ig)R，解出R≈0.05Ω，所以D选项正确．
答案：D
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第10章
恒定电流
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【例1】
有：
在测定电流表内阻的实验中，备用的器材
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电阻箱、电位器、滑动变阻器、导线若干． 三、实验步骤
1．半偏法测电流表内阻
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(1)按图所示连好电路，S1、S2均处于断开状态，图中 R为电位器(阻值调到最大)，R′为电阻箱．
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第10章
恒定电流
电阻R1 应选用__________________，可变电阻R2 应选用
__________，电源E应选用__________．(填字母序号)
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第10章
恒定电流
(2)实验时要进行的步骤如下：
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A．合上开关S1 B．合上开关S2 C．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值 调至最大
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当R≫Rg时，测量值R′比Rg偏小得较少，所以要减小 误差，应使R≫Rg.一般电流表的电阻Rg 为100Ω左右，所
以变阻器R的总阻值至少应该是10kΩ.这样为使闭合开关
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第10章
恒定电流
[解析] (1)关于仪器、器材的选择
①可变电阻的选择：用半偏法测电表内阻时，设图
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甲中电源的电动势为E，内阻为r.当电阻箱R2 未并联上 时，调节电阻箱R1使电表满偏，有关系式 合上S2 ，并联电阻箱R2 ，并调节R2 使电表指针半偏
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电路中，R1的阻值应尽量大一些，C对，D错．
答案：ABC
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恒定电流
2．将一内阻为600Ω，满偏电流为50μA的电流表G改
装成量程为0.6A的电流表，应该
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(
)
A．串联一个7.2×106Ω的电阻 B．并联一个7.2×106Ω的电阻 C．串联一个0.05Ω的电阻
F．电源(电动势为6V，有内阻)；
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G．滑动变阻器(阻值范围为0～50Ω，额定电流为 1.5A)； H．开关和导线若干．
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(1)如果采用图甲所示的电路测定小量程电流表的内 阻，且要求达到较高的精确度，那么从上述器材中，可变
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D．调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度
E．调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的 一半
F．记下R2的阻值
上述实验步骤的合理顺序是__________．
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第10章
恒定电流
(3)如果在第(2)问步骤F中所得R2 的阻值为600Ω，则
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表，则R1 ＋rg ＝U/Ig.由于Ig 可由电流表的刻度盘上直接
读出，因此若测出电流表内阻rg后，就可由上式求出R1. 在电阻箱内取阻值为R1的电阻，再和该电流表串联，就 组成了量程为U的电压表．
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恒定电流
二、实验器材
低压直流电源、两个开关，电流表、标准电压表、
用D，R2应选C.
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第10章
恒定电流
②电源的选择：电源E可以这样考虑，对应于电源的
电动势2V和6V，使电流表满偏时全电路的总电阻分别
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为：
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电源的内阻和电流表的内阻一般并不很大，因此全 电路的总电阻主要取决于串联电阻R1的大小．为了容易满
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A．开关S1接通前，R1必须调节到高阻值处
B．开关S2接通前，R2的阻值调为零 C．当电流表示数从满偏电流Ig调到半偏电流Ig/2时，
R2中电流强度稍大于Ig/2
D．R1阻值的大小，对实验误差没有影响
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第10章
恒定电流
解析：为避免将表头烧坏，S1接通前，R1必须调节到