电路原理实验练习.
多用电表的原理 、实验:练习使用多用电表 课件
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[解析] 当电流表满偏时有 Ig=RE内 其中 R 内为欧姆表的内阻,所以有 R 内=IEg=300×1.510-6 Ω=5 000 Ω 用它测量电阻 Rx 时,当指针指在表盘中央时有12Ig=R内+E Rx 解得 Rx=2IEg -R 内=5 000 Ω 故测得的电阻 Rx 是 5 000 Ω。 [答案] 5 000 Ω
【例 2】 用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关 K 和两个部件 S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量: (1)旋动部件________(选填“S”“K”或“T”),使指针对准电流 的“0”刻线。 (2)将 K 旋转到电阻挡“×100”的位置。 (3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件________(选 填“S”“K”或“T”),使指针对准电阻的________(选填“0 刻线”或 “∞刻线”)。
[解析] (1)使指针对准电流的“0”刻线,应旋动机械调零部件 S。 (2)使指针对准电阻的“0”刻线,应旋动欧姆调零部件 T。 (3)测电阻时若指针偏转角度过小,则待测电阻的阻值很大,据 欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知,应换用较大的 倍率的挡位,每换一次挡位应重新调零,测电阻时两表笔的金属部分 分别与被测电阻两引线相连,因此合理顺序为 ADC。
上例中,当电流是满偏电流的三分之一时,其他条件不变,则 测得的 Rx′是多少?
提示:由13Ig=R内+ERx′ 解得 Rx′=3IEg -R 内=1×104 Ω。
多用电表的使用方法 1.机械调零:用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的机械调零螺丝,使 指针处于左端电流零刻度位置。 2.选好正确挡位及量程:测量前一定要明确测量的物理量,然 后转动选择开关,确定挡位并选择一个合适的量程。使用多用电表 前如果不仔细选好挡位和量程,可能会误用“μA”“mA”或“Ω” 挡去测量电压,就有烧坏多用电表的危险。
初中物理电路练习题
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初中物理电路练习题电路练习题一、选择题1. 以下哪个选项中的电路图正确表示了一个开关控制的电灯电路?A) B) C) D)2. 以下哪个选项中的电路图表示了一个并联电路?A) B) C) D)3. 下列哪个选项中的电路图正确表示了一个串联电路?A) B) C) D)4. 现有两个电阻,一个为10欧姆,一个为20欧姆。
将它们连接在串联电路中,通过它们的电流为5安培。
那么电源提供的电压是多少伏?A) 25 B) 50 C) 75 D) 1005. 下列哪个选项中的电路图表示了一个两个电阻并联的电路?A) B) C) D)6. 在一个并联电路中,两个电阻分别为10欧姆和20欧姆。
电源提供的电压为40伏。
那么通过它们的电流分别是多少?A) 2A和1A B) 1A和2A C) 3A和1.5A D) 1.5A和3A7. 定义一个电路使用的公式是:A) U = IR B) P = UI C) R = UV D) I = PR8. 根据欧姆定律,电阻是通过它的电流与电压之比:A) R = U/I B) R = I/U C) R = P/I D) R = I/P二、计算题1. 一个电压为20伏的电源连接到一个电阻为5欧姆的电灯上。
求通过电灯的电流强度是多少安培?(答案: 4A)2. 一个电阻为40欧姆的电炉连接到一个电压为120伏的电源上。
求通过电炉的电流强度是多少安培?(答案: 3A)3. 一个电路中三个电阻分别为10欧姆、20欧姆和30欧姆,电源提供的电压为40伏。
求电路中的总电流是多少安培?(答案: 1A)4. 一个电源提供的电压为60伏,通过一个电阻为30欧姆的电路。
求电路中的电流强度是多少安培?(答案: 2A)5. 一个电路中,两个电阻分别为60欧姆和90欧姆,在串联电路中,电源提供的电压为120伏。
求电路中的总电阻是多少欧姆?(答案:150Ω)三、应用题1. 老师为了检验学生对电路的掌握程度,在黑板上绘制了以下的电路图,请计算出电路中每个电灯的电阻和电流。
多用电表的原理 实验:练习使用多用电表 每课一练 (2)
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高中物理人教版选修3-1第二章第9节实验:练习使用多用电表同步练习一、选择题1.如图所示,电路中有三根导线,其中一根是断的,电源、电阻R1、R2及另外两根导线是好的。
为了查出断导线,某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c 端,并观察多用电表指针的示数。
下列选项中符合操作规程的是()A.直流10 V挡B.直流0.5 A挡C.直流2.5 V挡D.欧姆挡【答案】A【考点】多用电表的原理和使用【解析】【解答】因为被检测的电路为含电源电路,所以选用欧姆挡一定不行,选项D不符合题意;由于电路中电源电动势为6 V,所以选用直流2.5 V挡也不安全,选项C不符合题意;估测电路中电流的最大值可能为I m=1.2 A,所以选用直流0.5 A挡也不对,B选项不符合题意;只能选用直流10 V挡,A选项符合题意。
故正确答案为:A。
【分析】此题属于基础题型,考查对多用电表的使用以及对常见电路问题中电流表、电压表量程的估测与选择条件,需引起注意。
2.晶体二极管是电子电路中的常用元件,用多用电表欧姆挡可粗略测量它的好坏。
如图所示,是用多用电表欧姆挡(×10 Ω)测试三只二极管的示意图,由图可知哪个图中的二极管是好的,哪端为它的正极,正确的是()A. 甲,aB. 乙,aC. 丙,bD. 乙,b【答案】B【考点】多用电表的原理和使用【解析】【解答】晶体二极管的正向电阻很小,而反向电阻很大。
由甲、乙、丙测量结果可知,乙图二极管是好的,a端为正极,故B符合题意。
故答案为:B。
【分析】此题属于基础题型,考查对二极管正、反向电阻特点,以及考查多用电表中欧姆表的使用原理,较为简单。
3.在商店选购一个10 μF电容器,在只有一个多用电表的情况下,为了挑选一个优质产品,应选用哪个量程:①直流电压挡;②直流电流挡;③欧姆挡;选好量程以后,再将多用电表两根测试笔接待检电容器,如果电容器是优质的,电表指针应该:④不偏转;⑤偏转至最右边;⑥偏转至中值;⑦偏转一下又返回最左边正确的选项是()A. ①④B. ①⑤C. ③④D. ③⑦【答案】D【考点】多用电表的原理和使用【解析】【解答】若用电压、电流挡,则因无电源无法检测,故要用欧姆挡;使用欧姆挡检测时,接通时是充电过程,充电完毕后,相当于断路,电阻无穷大,故测量时指针先偏转一下又返回到最左边,选项D 符合题意。
2022届高考物理二轮专项训练——电学实验(Word版含答案)
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2022年高考物理二轮专项训练——电学实验专项1.(2021·辽宁·高三阶段练习)某兴趣小组想探究某金属合金在室温下的电阻率,实验电路如图甲所示,R为待测金属电阻丝,其横截面积为2S。
实验步骤如下∶0.30mm(1)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳到“a”位置,调节滑动变阻器R1,使电流表为某一适当的读数,用毫米刻度尺测量并记下电阻丝R接入电路的有效长度L,某次测量结果如图乙,从图乙上读出测量结果,L=____mm;(2)保持滑动变阻器R1滑片位置不变,将开关S2扳到“b”位置,调节电阻箱R2使电流表的读数与开关S2位于“a”位置时的相同,记下此时电阻箱的读数R0,则对应的电阻丝的阻值为____;(3)移动电阻丝上的滑动触头,重复(1)(2)步骤,得到多组R、L数据,画出的R-L图线如图丙所示,则该电阻丝在室温下的电阻率ρ=____Ω·m(结果保留一位小数)。
2.(2022·安徽·马鞍山市第二中学博望分校高三模拟)如图所示是探究用电流表和电压表测定1节干电池的电动势和内阻的实验的电路图。
现备有以下器材:A.滑动变阻器(0~50 Ω)B.滑动变阻器(0~1 750 Ω)C.电压表(0~3 V)D.电压表(0~15 V)E.电流表(0~0.6 A)F.电流表(0~3 A)其中滑动变阻器应选_______,电压表应选________,电流表应选_________。
(均选填器材的字母代号)3.(2022·全国·高三专题练习)一同学欲测量某未知电阻的阻值。
他从实验室找到一块指针式多用电表,该多用电表可以正常进行欧姆调零。
(1)该同学怀疑由于长时间没有使用,电池参数可能发生变化,从而导致测量结果不准确,于是他将电池取下,先对电池进行了测量。
发现手边有一电阻箱,一块电流表(内阻未知),开关导线若干。
该同学设计了如图甲所示电路进行测量,改变电阻箱的阻值,得到多组R、I数据,计算之后,描点连线得到1RI-图像如图乙所示,由图像可知电池电动势E=______V(结果保留2位有效数字);由此图像______(填“能”或“不能”)计算得到电池内电阻。
实验一:探究串、并联电路电流规律
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实验:探究串、并联电路电流规律1、(2008·河南省)在图1所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.3A,通过R1的电流是_______________。
2、在“探究串联电路中的电流”实验中,某同学用电流表分别测出图2中a、b、c 三处的电流大小。
为了进一步探究a、b、c三处的电流大小有什么关系,他下一步的操作应该是( )A.将电源两极对调,再次测量a、b、c三处的电流B.改变开关S的位置,再次测量a、b、c三处的电流C.将图中两只灯泡位置对调,再次测量a、b、c三处的电流D.换用不同规格的灯泡,再次测量a、b、c三处的电流3、用如图所示的实验器材做实验,探究并联电路的电流规律。
①要测量并联电路中干路的电流,必须把下图所示电路中的_________(填“A”、“B”或“C”)点断开,接入电流表。
②在上图中,要求两个灯泡组成并联关系,然后与开关和电源连成电路,而电流表则可以测量单独流过灯泡L1的电流。
请按上述要求连接电路。
③实验过程中,电流表的量程为0~0.6A,电流表的示数如图所示,则这时的电流是____________A。
4、在“探究并联电路电流规律”的实验中,某实验小组设计的电路图如图所示,他们选用不同规格的小灯泡分别接入电路,并用电流表测出A、B、C处的电流,记录的数据如下表所示:(1)通过对表中数据的分析,可以得出的结论是:______________________________。
(2)如果仅凭以上三组数据得出的结论作为并联电路的电流规律,你认为是________的(选填“可靠”或“不可靠”),理由是________________________________________。
5、小米在做“探究串、并联电路中电流规律”的实验中,利用老师提供的两只小灯泡先做了串联,这时发现一只灯泡亮而另一只不亮,测电流时电流表却有读数.再做并联时,两只灯泡却都亮了,又测它们的电流发现电流的大小不同.记录数据如下表所示.小米感到很奇怪,马上请教老师帮助,最后小米知道了原因 请回答下面的问题:(1)串联电路中电流的规律是:___________________________________。
天津人教版九年级物理全一册:电路实验知识点及练习题教案设计
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初三物理电学实验一、影响电阻大小因素:1、实验原理:在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。
(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化)2、实验方法:控制变量法。
所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”3、结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。
4、结论理解: ⑴导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。
与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。
⑵结论可总结成公式R=ρL/S ,其中ρ叫电阻率,与导体的材料有关。
记住:ρ银<ρ铜<ρ铝,ρ锰铜<ρ镍隔。
假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。
二、探究电流与电压、电阻的关系(欧姆定律)①提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系?②制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是:控制变量法。
即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
③进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计)④分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。
)⑤得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
实验电路图:三、伏安法测电阻1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。
2、原理:I=U/R3、电路图: (右图)4、步骤:①根据电路图连接实物。
连接实物时,必须注意 开关应断开滑动变阻器 变阻(“一上一下”) 阻值最大(“滑片远离接线柱”) 串联在电路中 电流表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:算最大电流 I=U/Rx并联在电路中 电压表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:看电源电压V A Rx R ′ VA Rx R ′②检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。
(精选)《电路原理》随堂练习
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1.电路和及其对应的欧姆定律表达式分别如图1-1、图1-2、图1-3所示,其中表达式正确的是()。
(a)图1-1 (b)图1-2 (c)图1-3图1-1 图1-2 图1-3参考答案:B2.在图1-4所示电路中,US,IS均为正值,其工作状态是()。
(a)电压源发出功率(b)电流源发出功率(c)电压源和电流源都不发出功率图1-4参考答案:B3.图1-5所示电阻元件R消耗电功率10W,则电压U为()。
(a)-5V (b)5V (c)20V图1-5参考答案:A4.非线性电阻元件的伏安特性是一条()。
(a)通过电压-电流平面直角坐标原点的一条曲线(b)不通过电压-电流平面直角坐标原点的一条曲线(c)通过电压-电流平面直角坐标原点的一条直线参考答案:A5.图1-6所示为一族独立直流电源的外特性曲线,其中理想电压源的外特性曲线是()。
图1-6参考答案:A6.理想电流源的外接电阻越大,则它的端电压()。
(a)越高(b)越低(c)不能确定参考答案:A7.图1-7所示电路中,当R1增加时,电压U2将()。
(a)变大(b)变小(c)不变图1-7参考答案:C8.在图1-8所示电路中,已知电流I1=1A,I3=-2A,则电流I2为()。
(a)-3A (b)-1A (c)3A图1-8参考答案:A9.图1-9所示电路中电流I2为()。
(a)7A (b)3A (c)-3A图1-9参考答案:C10.在图1-10所示电路中,电流I为()。
(a)8A (b)2A (c)-2A图1-10参考答案:C11.在图1-11所示电路中,U、I的关系式正确的是()。
(a)U=US+R0I (b)U=US-RLI (c)U=US-R0I图1-11参考答案:C12.在图1-12所示电路中,已知US=12V,IS=2A。
A、B两点间的电压UAB为()。
(a)-18V (b)18V (c)-6V参考答案:A13.电路如图1-13所示,US=2V,IS=2A。
电路图练习题及答案
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电路图练习题及答案一、基本电路元件识别1. 判断下列元件的名称及其功能:图1所示的元件是______,其作用是______。
图2所示的元件是______,其作用是______。
图3所示的元件是______,其作用是______。
2. 下列电路图中,哪些是串联电路?哪些是并联电路?图4所示的电路是______电路。
图5所示的电路是______电路。
图6所示的电路是______电路。
二、简单电路分析1. 分析下列电路图,求出各支路的电流和电压:图7所示的电路中,电流I1=______,电压U1=______。
图8所示的电路中,电流I2=______,电压U2=______。
图9所示的电路中,电流I3=______,电压U3=______。
2. 下列电路图中,判断哪些元件处于通路状态?哪些处于断路状态?图10所示的电路中,元件A的状态是______。
图11所示的电路中,元件B的状态是______。
图12所示的电路中,元件C的状态是______。
三、复杂电路分析1. 分析下列电路图,求出等效电阻及各支路电流:图13所示的电路中,等效电阻R=______,电流I1=______,电流I2=______。
图14所示的电路中,等效电阻R=______,电流I1=______,电流I2=______。
图15所示的电路中,等效电阻R=______,电流I1=______,电流I2=______。
2. 下列电路图中,求出电源的输出功率及各元件的功率消耗:图16所示的电路中,电源输出功率P=______,元件A的功率消耗P1=______。
图17所示的电路中,电源输出功率P=______,元件B的功率消耗P2=______。
图18所示的电路中,电源输出功率P=______,元件C的功率消耗P3=______。
四、实际电路应用1. 根据下列实际电路图,分析其工作原理:图19所示的电路用于______,其工作原理是______。
高中物理电学实验专题(含答案)
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物理电学实验专题一、伏安法测电阻及拓展1.下表中选出适当的器材,下表中选出适当的器材,试设计一个测量阻值约为试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。
的电阻的电路。
要求方法简捷,要求方法简捷,R X 两端电压能从0开始变化,要求有尽可能高的精确度。
电流表A 1:量程1mA 内阻约50Ω;电流表A 2:量程300A μ内阻约300Ω电流表A 3:量程100A μ内阻约500Ω;电压表V 1:量程10V 内阻约15K Ω固定电阻:R 0=9990Ω;电流表G :I g =300A μ、R g =10Ω。
滑动变阻器R 1:阻值约50Ω;额定电流为1A滑动变阻器R 2:阻值约100K Ω额定电流为0.001A 电池组:E=3V ;内阻小但不可忽略;开关,导线若干2. 两块电压表测电阻用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值(900~1000Ω):电源E ,具有一定内阻,电动势约为9.0V ;电压表V 1,量程为1.5V ,内阻r 1=750Ω;电压表V 2,量程为5V ,内阻r 2=2500Ω;滑线变阻器R ,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关K ,导线若干。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的31,试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
(3)若电压表V 1的读数用U 1表示,电压表V 2的读数用U 2表示,则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x =_________________。
3. 两块电流表测电阻从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。
要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材代号规格电流表(A 1)量程100mA ,内阻r 1待测(约40Ω)电流表(A 2)量程500uA ,内阻r 2=750Ω电压表(V )量程10V ,内阻r 3=10k Ω电阻(R 1)阻值约100Ω,作保护电阻用滑动变阻器(R 2)总阻值约50Ω电池(E )电动势1.5V ,内阻很小开关(K )导线若干(1)画出电路图,标明利用器材的代号。
初三物理电学实验练习题
![初三物理电学实验练习题](https://img.taocdn.com/s3/m/b8b7227166ec102de2bd960590c69ec3d4bbdb7e.png)
初三物理电学实验练习题在初中物理课程中,电学实验是不可或缺的一部分。
通过实验,我们可以深入地理解电路中的基本原理和电学概念。
同时,实验也帮助我们培养动手能力和实际应用知识的能力。
下面是几道适合初三学生的电学实验练习题,帮助大家巩固电路和电学的相关知识。
实验1:串联和并联电路的亮度比较实验目的:通过比较串联电路和并联电路中灯泡的亮度,了解电流在串联和并联电路中的分布规律。
实验材料:电池、导线、电阻、灯泡、电流表。
实验步骤:1. 在实验板上搭建一个串联电路:将电池的正极与一个电阻和灯泡的一端连接,再将灯泡的另一端与电池的负极相连。
2. 在实验板上搭建一个并联电路:将电池的正极分别与一个电阻和灯泡连接,再将这些元件的另一端都连接到电池的负极。
3. 打开电路,观察串联电路和并联电路中灯泡的亮度差异。
实验结果及分析:1. 在串联电路中,灯泡的亮度较低,电流通过电路中每个元件时都会受到电阻的阻碍,使得电流强度减小,从而导致灯泡的亮度减弱。
2. 在并联电路中,灯泡的亮度较高,电流可以分流通过每个元件,电流强度相对较大,因此灯泡的亮度较强。
结论:串联电路中电流强度相等,而并联电路中电流强度不同。
因此,串联电路中的灯泡亮度较低,而并联电路中的灯泡亮度较高。
实验2:电阻与电流关系的验证实验目的:验证电阻和电流之间的关系,了解欧姆定律。
实验材料:电池、导线、电阻、电流表、电压表。
实验步骤:1. 将电池的正极和负极分别与导线连接,一根导线连接到电流表,另一根导线连接到电压表上。
2. 使用导线将电流表与电阻相连。
3. 打开电路,记录电阻上的电流和电阻两端的电压。
4. 分别更换不同大小的电阻,重复步骤3,记录相应的电流和电压。
实验结果及分析:1. 记录不同大小电阻上的电流和电阻两端的电压,绘制电流-电压图线。
2. 在图线上可以观察到电流和电阻之间成正比的关系,符合欧姆定律。
结论:在恒定电压下,电流与电阻成正比,即符合欧姆定律。
高中物理电学实验练习题含详解答案
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图电学实验练习题例1、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测电阻R x 约100 Ω;直流电流表量程0~10 mA 、内阻50 Ω;直流电压表量程0~3 V 、内阻5 kΩ;直流电源输出电压4 V 、内阻不计;滑动变阻器0~15 Ω、允许最大电流1 A ;开关1个,导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.解析用伏安法测量电阻有两种连接方式,即电流表的内接法和外接法,由于R x <v A R R ,故电流表应采用外接法.在控制电路中,若采用变阻器的限流接法,当滑动变阻器阻值调至最大,通过负载的电流最小,I min =xA R R R E++=24 mA >10 mA,此时电流仍超过电流表的量程,故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示.例2、在某校开展的科技活动中,为了要测出一个未知电阻的阻值R x,现有如下器材:读数不准的电流表A 、定值电阻R 0、电阻箱R 1、滑动变阻器R 2、单刀单掷开关S 1、单刀双掷开关S 2、电源和导线;⑴画出实验电路图,并在图上标出你所选用器材的代码; ⑵写出主要的实验操作步骤;解析⑴实验电路如右图所示此法俗称”替代法”;⑵①将S 2与R x 相接,记下电流表指针所指位置;②将S 2与R 1相接,保持R 2不变,调节R 1的阻值,使电流表的指针指在原位置上,记下R 1的值,则R x =R 1; 例3、用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值900~1000Ω:电源E ,具有一定内阻,电动势约为;电压表V 1,量程为,内阻r 1=750Ω; 电压表V 2,量程为5V,内阻r 2=2500Ω;滑动变阻器R ,最大阻值约为100Ω; 单刀单掷开关K,导线若干;测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图; 解析如图所示 用已知内阻的电压表代替电流表例4用以下器材测量一待测电阻的阻值;器材代号与规格如下:电流表A 1量程250mA,内阻r 1为5Ω;标准电流表A 2量程300mA,内阻r 2约为5Ω; 待测电阻R 1阻值约为100Ω;滑动变阻器R 2最大阻值10Ω; 电源E 电动势约为10V,内阻r 约为1Ω;单刀单掷开关S,导线若干;⑴要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路原理图并标明每个器材的代号.⑵需要直接测量的物理量是______,用测的量表示待测电阻R 1的计算公式是R 1=______; 解析⑴实验电路图如图所示用已知内阻的电流表代替电压表; ⑵两电流表A 1、 A 2的读数为I 1、I 2和电流表A 1的内阻为r 1,待测电阻R 1的阻值的计算公式是:11211r I I I R -=例5有一电阻R x ,其阻值在100~200Ω之间,额定功率为;要用伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有:安培表A 1,量程为50mA,R A 1=100Ω,安培表A 2,量程为1A,R A 2=20Ω 电压表V 1,量程为5V,R V 1=10kΩ,电压表V 2,量程为15V, R V 2=30kΩ 变阻器R 1,变阻范围0~20Ω ,2A,变阻器R 2,变阻范围0~1000Ω,1A,9V 电源,电键,导线; ⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是: ; ⑵画出所用实验电路图;解析⑴允许通过电阻中电流可能的最大值由:R I P 2=得,mA I mA I 503521==;因为电阻可能为200Ω,所以通过被测电阻的电流的最大值可能是35mA,应用电流表的示数来控制通过电阻的电流,因此,电流表应选A 1;又因为RU P 2=,所以V U V U 1.7521== ;因为电阻可能为100Ω,所以允许加在电阻两端的电压的最大值可能是5V,应用电压表的示数来控制加在电阻两端的电压,因此电压表应选V 1;因为R 1< R 2,且2A >35mA, 所以应选变阻器R 1;因为R 1<R x 所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路;因为x R <V A R R , 所以应选用外接电路;⑵实验所用电路如图所示例62000年全国从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据; ⑴在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号;器材代号 规 格 电流表A 1 量程10mA,内阻r 1待测约40Ω 电流表A 2 量程500μA,内阻r 2=750Ω 电压表V 量程10V,内阻r 3=10Ω 电阻R 1 阻值约100Ω,作保护电阻用 滑动变阻器R 总阻值约50Ω电池E 电动势,内阻很小 导线若干,电键K⑵若选测量数据中的一组来计算r 1,则所用的表达式为r 1=____,式中各符号的意义是_______;解析⑴如图所示用已知内阻的电流表代替电压表;⑵2121r I I r =,I 1表示通过电流表A 1的电流,I 2表示通过电流表A 2的电流,r 2表示电流表A 2的内阻; 例72006年全国Ⅰ、Ⅲ现要测量某一电压表 的内阻;给定的器材有:待测电压表 量程2V,内阻约4k Ω;电流表 量程,内阻约500Ω;直流电源E 电动势约,内阻不计;固定电阻3个:R 1=4000Ω,R 2=10000Ω,R 3=15000Ω;电键S 及导线若干;要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半;⑴试从3个固定电阻中选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在虚线框内画出测量电路的原理图;要求电路中各器材用题中给定的符号标出;⑵电路接通后,若电压表读数为U ,电流表读数为I ,则电压表内阻R V =_________;解析⑴若直接将电压表与毫安表串联,因毫安表的量程过大即两电表量程不匹配,故应将电压表与一定值电阻并联;实验电路如图所示,若选用电阻R 1,则并联电阻并R =2000Ω,电压表读数U =mAR Er 并+·R 并=50020004.2+×2000=>1V,电流表读数I =mA+r R E 并=50020004.2+=0.00096A =>,R 1符合要求,同理可得R 2、R 3不符合要求,故选R 1;⑵电路接通后,通过R 1的电流I 1=1R U ,则通过电压表的电流为I 2=I -I 1=I -1R U ,所以电压表的内阻R V =2I U=11RU R I U- 例82006年全国Ⅱ现要测定一个额定电压4V 、额定功率的小灯泡图中用错误!表示的伏安特性曲线;要求所测电压范围为~4V;现有器材:直流电源E 电动势,内阻不计,电压表 量程,内阻约为4×104Ω,电流表量程250mA,内阻约为2Ω,电流表 量程500mA,内阻约为1Ω,滑动变阻器R 最大阻值约为30Ω,电键S,导线若干;如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是 ,下面两个电路应该选用的是 ;V V mA R SEV mAVA 2A解析在测量小灯泡的伏安曲线时,由于题目要求电压范围为~4V,因此滑动变阻器采用分压式接法;根据估算通过小灯泡的额定电流为I =0.4A,因此电流表应该选用 ;在伏安法测量过程中,由于临界电阻Ω==200V A R R R 大于小灯泡电阻,因此应该选择电流表外接法即选择甲电路进行测量;例9、用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻;电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R 0起保护作用;除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有: (a ) 电流表量程0.6A 、3A ; (b ) 电压表量程3V 、15V(c ) 定值电阻阻值1Ω、额定功率5W (d ) 定值电阻阻值10Ω,额定功率10W(e ) 滑动变阻器阴值范围0--10Ω、额定电流2A (f ) 滑动变阻器阻值范围0-100Ω、额定电流1A,那么1要正确完成实验,电压表的量程应选择 V,电流表的量程应选择 A ; R 0应选择 Ω的定值电阻,R 应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器; (2)引起该实验系统误差的主要原因是 ;13,,1,0~10;2由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小; 解析:由于电源是一节干电池,所选量程为3V 的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几Ω左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A 左右,所以选量程为0.6A 的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象;系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小;本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成E 测<E 真,r 测<r 真; 例10、某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻,实验室中有如下器材: A .待测干电池 B .电流表G0~3mA,内电阻r 1=20Ω C .电流表A0~0.6A,内电阻r 2= D .滑动变阻器甲最大阻值10ΩE .滑动变阻器乙最大阻值100ΩF .定值电阻R 1=100ΩG .定值电阻R 2=500ΩH .定值电阻R 3=Ω 开关、导线;由于没有电压表,为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量;①为了方便并能较准确测量,滑动变阻器应选 ,定值电阻应选用 ;填写定值电阻前的序号②若某次测量中电流表G 的示数为I 1,电流表A 的示数为I 2;改变滑动变阻器的位置后,电流表G 的示数为I 1′,电流表A 的示数为I 2′;则可知此电源的内电阻测量值为r = ,电动势测量值为E= ;A 2解析 干电池的电动势和内阻的测量,一般需要电流表和电压表;由于题中没有电压表,故需要将电流表G 改装为电压表,且改装后电压表的量程应该达到,则总电阻为1.55003VmA=Ω,故定值电阻应选用的序号为G 的电阻,而滑动变阻器应选用阻值较小的D ;②在两次测量过程中,通过电源的电流是两只电表的电流之和,则根据全电路欧姆定律有12112()()E I R r I I r =+++,1212()()E I R r I I r '''=+++解之,得()11211212I I r R r I I I I '-=+''+--, ()2112211212I I I I E R r I I I I ''-=+''+-- 例11某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件;图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性 曲线,实验室备有下列器材: 器材代号 规格 电流表A 1 电流表A 2 电压表V 1 电压表V 2 滑动变阻器R 1 滑动变阻器R 2 直流电源E 开关S 导线若干量程0~50mA,内阻约为50Ω 量程0~200mA,内阻约为10Ω 量程0~3V,内阻约为10k Ω 量程0~15V,内阻约为25k Ω 阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A 阻值范围0~1k Ω,允许最大电流100mA 输出电压6V,内阻不计 ①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 ;以上均填器材代号②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号; ③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点相同点: , 不同点: ;解析:①图像中电流0~0.14A,电流表选A 2;电源电压6V,但图像只要求电压在0~3V 之间调整,为了测量准确电压表选V 1;由于绘制图像的需要,要求电压从0~3V 之间调整,所以滑动变阻器只能采用分压式接法,为了能很好调节电压,滑动变阻器应选用阻值较小的R 1; ②该元件约几十Ω,AV R R R R >,电压表的分流作用可以忽略,所以采用电流表外接法;实验数据的采集要求从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法;③从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点,突出都是“非线性”,图像上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数;例12某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池;该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r ,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱最大阻值为Ω,当标准电阻用 一只电流表量程R I =0.6A,内阻0.1g r =Ω和若干导线;①请根据测定电动势E 内电阻r 的要求,设计图4中器件的连接方式,画线把它们连接起来;②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R ,读处与R 对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值 2.6R =Ω时,其对应的电流表的示数如图5所示;处理实验数据时;首先计算出每个电流值I 的倒数1I ;再制作R-1I坐标图,如图6所示,图中已标注出了1,R I的几个与测量对应的坐标点,请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上;③在图6上把描绘出的坐标点练成图线; ④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V,内电阻r = Ω 解析:根据闭合电路欧姆定律,测量电源的电动势和内电阻,需要得到电源的路端电压和通过电源的电流,在本实验中没有电压表,但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表,测量电源的路端电压,通过电流表的电流也是通过电源的电流,所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可;实物图的连接如答图4所示;由闭合电路欧姆定律有:E =IR+r+r g ,解得:)(1g r r IE R +-⋅=,根据R-1/I 图线可知:电源的电动势等于图线的斜率,内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻; 答案:① 见答图4 ②见答图6 ③见答图6 ④~;~例13某同学为了较精确的测量一阻值约为20Ω的电阻R x 的阻值.①在以下备选器材中电流表应选__________,电压表应选_______,变阻器应选_________.只填写器材对应的字母代号电源E 电动势3 V 、内阻可忽略不计电流表A 1量程50 mA,内阻约12Ω;电流表 A 2量程3 A, 内阻约 Ω;电压表V 1量程3 V,内阻约3 kΩ,电压表V 2量程15 V,内阻约15 kΩ;滑动变阻器R 10~10 Ω,允许最大电流2.0 A;滑动变阻器R 20~1000 Ω,允许最大电流0.5 A;定值电阻R 30Ω,允许最大电流1.0A;开关及导线若干②请在方框中画出实验电路图要求直接测量量的变化范围尽可能大一些,所选器材用对应符号标出;③若某次测量中,电压表读数为U ,电流表读数为I ,则计算待测电阻的阻值表达式为R x =________________;解析测量电阻的阻值一般利用伏安法,电压表显然应选量程为 3 V 的V 1;根据欧姆定律容易求得电路中的最大电流150xEI mA R ==,显然超过了电流表A 1 50 mA 的量程,但电流表 A 2的量程又太大,故我们可以将定值电阻R 30Ω与待测电阻R x 相串联,此时电路中的最大电流60x EI mA R R==+,利用电流表A 1 测量电流即可;由于要求直接测量量的变化范围尽可能大一些,故只能采用分压电路,且滑动变阻器使用电阻较小的R 1;最后我们确定电流表的解法:由于此时电路的临界电阻0123190A x V R R R k R R ==⨯=Ω>+,则应该利用电流表的外接法;由此得到实验电路图如图所示,当电压表读数为U ,电流表读数为I ,则计算待测电阻的阻值表达式x UR R I=-.例14从下表中选取出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1,画在下面的方框中,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测出多组数据;器材代号 规格 电流表A 1 量程10mA,内阻r 1待测约40Ω 电流表A 2 量程500μA ,内阻r 2=750Ω 电压表V 量程10V,内阻r 3=10kΩ 电阻R 1 阻值约100Ω,作保护电阻用 滑动变阻器R 2 总阻值约50Ω 电池E 电动势,内阻很小 电键S导线若干解析要测量电流表A 1的内阻,按常规思想应用伏安法,将电压表并联在待测电流表两端,但根据本题所提供的仪器,我们可以首先肯定,在本实验中不可能用到电压表,因为电源的电动势只有,而电压表的量程为10V,最多不到满偏的1/6,用它来读数误差太大,因此该实验能用到的电表只可能用两块电流表;两块电流表有可能串联,也有可能并联,但题目中电流表A 2的内阻r 2已知,因此将两电流表并联,根据并联规律I 1r 1=I 2r 2可求出电流表A 1的内阻r 1=122I r I ; 加在电流表两端的电压最大值U m =I m r 2=,而滑动变阻的最大阻值只有50Ω,如果将滑动变阻器接成限流,会超过电流表的量程,将它们烧坏;如果仅仅将滑动变阻器接成分压,滑动变阻器可调节的范围很小,只有全长的1/4,这样测量的次数比较少;故应将定值电阻R 1接在干路上用作限流,电路图如图所示;例15现有器材:量程为、内阻约30Ω-40Ω的电流表一个,定值电阻R 1=150Ω,定值电阻R 2=100Ω,单刀单掷开关K,导线若干;要求利用这些器材测量一干电池电动势约的电动势;1按要求在实物图上连线;2用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E = ,式中各直接测得量的意义是: .解析根据提供的器材,可任取一个定值电阻与电流表、干电池、开关接成一个串联电路,用欧姆定律建立方程组进行测量;但在本题中,电流表量程为,干电池的电动势约为,如果把定值电阻R 1与电流表、干电池、开关接成一个串联电路,则回路中总电阻约为180Ω,回路中电流约为 /180Ω=,而如果把定值电阻R 2与电流表、干电池、开关接成一个串联电路,,则回路中总电阻约为130Ω,回路中电流约为 /130Ω=,显然,该电流已超过电流表的量程;考虑到实验的可行性,此时用定值电阻R 2与R 1串联即可,故有如下解答:1连图:左图只用R 1接入电路;右图用R 1和R 2串联接入电路;连线如图 2设I 1是外电阻为R 1时的电流,I 2是外电阻为R 1和R 2串联时的电流,则有11A E I R R r =++,212A EI R R R r=+++解之,可解得干电池电动势为:12212I I E R I I =-. 例17某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻,实验室中有如下器材:A .待测干电池B .电流表G0~3mA,内电阻r 1=20ΩC .电流表A0~0.6A,内电阻r 2=D .滑动变阻器甲最大阻值10ΩE .滑动变阻器乙最大阻值100ΩF .定值电阻R 1=100ΩG .定值电阻R 2=500ΩH .定值电阻R 3=Ω 开关、导线;由于没有电压表,为此他设计了如图所示的电路完成了实验要求的测量;①为了方便并能较准确测量,滑动变阻器应选 ,定值电阻应选用 ;填写定值电阻前的序号②若某次测量中电流表G 的示数为I 1,电流表A 的示数为I 2;改变滑动变阻器的位置后,电流表G 的示数为I 1′,电流表A 的示数为I 2′;则可知此电源的内电阻测量值为r = ,电动势测量值为E= ;解析 干电池的电动势和内阻的测量,一般需要电流表和电压表;由于题中没有电压表,故需要将电流表G 改装为电压表,且改装后电压表的量程应该达到,则总电阻为1.55003VmA=Ω,故定值电阻应选用的序号为G 的电阻,而滑动变阻器应选用阻值较小的D ;②在两次测量过程中,通过电源的电流是两只电表的电流之和,则根据全电路欧姆定律有12112()()E I R r I I r =+++,1212()()E I R r I I r '''=+++解之,得()11211212I I r R r I I I I '-=+''+--, ()2112211212I I I I E R r I I I I ''-=+''+--. 例18小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据I 和U 分别表示小灯泡上的电流和电压: 1在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器变化范围0-10Ω、电源、小灯泡、电键、导线若干. 2在右图中画出小灯泡的U-I 曲线.3某电池的电动势是,内阻是Ω.将本题中的AR 滑G灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少解析1为了作出小灯泡的U-I 曲线,必须采用分压的方法;而因为小灯泡的电阻比较小,故采用电流表的外接法,实验电路图见下图.2小灯泡的U-I 曲线首先用描点法作出各个点,利用圆滑的曲线连接即可得到下图;3作出Ir E U -=图线,可得小灯泡工作电流为安,工作电压为伏,因此小灯泡实际功率为==UI P 瓦.例19在"测定金属的电阻率"的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度l =0. 810 m .金属丝的电阻大约为4Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.1从图中读出金属丝的直径为 mm.2在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材: A .直流电源:电动势约 V,内阻很小; B.电流表A 1:量程0~0.6 A,内阻Ω;C .电流表A 2:量程0~3. 0 A,内阻0. 025Ω;D .电压表V :量程0~3 V,内阻3 k Ω; E.滑动变阻器R 1:最大阻值10Ω;F.滑动变阻器R 2:最大阻值50Ω;G .开关、导线等.在可供选择的器材中,应该选用的电流表是 ,应该选用的滑动变阻器是 ;3根据所选的器材,在如图所示的方框中画出实验电路图. 4若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R x =4. 1Ω,则这种金属材料的电阻率为 Ω·m.保留二位有效数字 解析1金属丝的直径为0.522mm. 2电路中的最大电流A R EI x75.0==,显然超过了电流表A 1 0.6 A 的量程,但电流表 A 2的量程又太大,故电流表应该选用A 1,由于滑动变阻器R 1最大阻值为10Ω,比被测电阻丝的电阻大,且容易调整,所以采用限流电路即可;由于此时电路的临界电阻Ω>Ω≈=4200V A R R R ,故电流表采用外解法.3实验电路如图所示4利用电阻定律S l R ρ=,则==lRSρ×10-6Ω·m.例20在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材: A .待测的干电池电动势约为,内电阻小于Ω B .电流表G 满偏电流3mA,内阻Rg=10Ω C .电流表A0~0.6A,内阻ΩD .滑动变阻器R 10~20Ω,10 A E.滑动变阻器R 20~200Ω,l A F .定值电阻R 0 990Ω G .开关和导线若干1某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图所示中甲的a 、b 两个参考实验电路,其中合理的是 图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选 填写器材前的字母代号.2图乙为该同学根据1中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I 1—I 2图线I 1为电流表G 的示数,I 2为电流表A 的示数,则由图线可以得被测电池的电动势E= V,内阻r= Ω;解析本题中测定干电池的电动势和内电阻需要用电压表和电流表,由于题中只给了两个电流表,故可以通过改装来实现.因为定值电阻R 0=990Ω,则电流表G 与之串联较好,所以合理的是b 图所示的电路,滑动变阻应选D ;根据全电路欧姆定律容易得到102()g E I R R I r =++,即1200g gr EI I R R R R =-+++由I 1—I 2图线可以看出,图线与纵轴的交点为mA ,即0 1.48gEmA R R =+,故电动势E=;又因为12 1.48 1.250.770.3I k I ∆-===∆,即010000.77g r R R =+,故0.77r =Ω. 例21某电压表的内阻在20~50K Ω之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:待测电压表V 量程3V,电流表A 1量程200μA ,电流表A 2量程5mA,电流表A 3量程0.6A,滑动变阻器R 最大阻值1kΩ,电源E 电源电压为4V,开关S. 1所提供的电流表中应选用 填字母代号.2为了尽量减小误差,要求多测几组数据,试在图10-9方框中画出符合要求的实验电路其中电源和开关及连线已画出.解析电压表的示数等于通过电压表的电流与本身内阻的乘积,估算电路中的最大电流为所以应选电流表A 1,与电压表串联在电路中.滑动变阻器的电阻远小于电压表内阻.如果用滑动变阻器连成限流电路,一则它对电路的调控作用很不明显,二则是待测电压表分得的最小电压约为大于电压表的量程,变阻器明显不能组成限流电路,这样变阻器应作为分压器接在电路中,就不会出现上述问题,电路如图10-10所示.总结对于电表的选择,必须先根据已知条件估算电路中的最大电压或电流值,以此确定选用略大于且量程最小的电表;例22用以下器材测量电阻R x 的阻值900-1000Ω: 电源E,有一定内阻,电动势约为; 电压表V 1,量程为,内阻r 1=750Ω; 电压表V 2,量程为5V,内阻r 2=2500Ω; 滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω; 单刀单掷开关K,导线若干;1测量中要求电压表的读数不小于其量程的13,试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注;2若电压表V 1的读数用U 1表示,电压表V 2的读数用U 2表示,则由已知量和测得量表示R x 的图10-9 E 图10-10公式为R x = ; 2.分析与解:很多考生解析此题,第一思维考虑的就是伏安法,由于本题没有电流表,思维受阻,当然做不正确;只有极少数有“用已知内阻的电压表代替电流表”新观念的考生才能做正确; 答案:1测量电阻R x 的实验电路如图2所示;2电压表V 1的示数U 1,电压表V 2的示数U 2,电压表V 1的内阻r 1,根据串联、并联电路的规律,算出R x 的电阻为R x =2111U U r U ;。
高中物理讲义.必修三.第三章:电路(知识点总结+习题)
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电源和电流【引入】前面的两章我们都在学习静电场,激发静电场的是静止电荷。
那么电荷运动起来又会有什么作用呢?其实早在初中我们就学习了,电荷的定向移动产生了电流。
这一节课我们进一步思考,电荷在怎样的条件下会定向移动。
生活中比较常见的含有大量自由电荷的是导体,如何让导体内的电荷定向移动呢?如左图,导体两端连接AB两个金属球,分别带正负电荷。
导体内自由电荷(电子)在静电力作用下,沿导线定向移动,产生了电流。
随后AB之间的电势差消失,达成静电平衡,如右图。
整个过程只形成了短暂的电流。
【小结】电流的形成条件①导体内部有自由移动的电子②导体两端有电势差【思考】如何能持续形成电流呢?或者说如何维持导体两端的电势差?我们加一个装置,不断的把负电荷从A搬运到B,这样AB两球之间一直维持电势差,这样导线内就一直存在电流。
这个装置就是电源。
一、电源1.定义表述1:把电子持续的从正极搬运到负极的装置。
这个过程中在克服静电力做功,把其它能量转化为电能。
表述2:通过非静电力做功,把其它形式的能量转化为电能。
2.作用维持正负极之间的电势差,来维持电流。
在电源两极电荷、导线电荷的作用下,空间中形成了大小、方向都十分稳定的电场——恒定电场。
二、恒定电场1.定义由稳定分布的电荷激发的电场,强弱、方向都不变化。
注:(1)虽然电荷在定向移动,但是总会得到等量的补充,形成了动态稳定。
(2)恒定电场不是静电场。
但是在静电场中的电学概念同样适用。
2.导线中的恒定电场导线中的恒定电场是沿着导线方向的。
这个电场是接通电源后以光速建立的。
导线中的电荷在恒定电场的作用下形成了恒定电流。
三、恒定电流(一)概念大小和方向都不随时间变化的电流产生条件:①自由电荷②稳定的电场注:金属中自由电荷是电子;溶液中自由电荷是阴阳离子(二)电流大小单位时间内通过导线横截面的电荷量1.决定式I=qt单位:安培(A)电子定向移动速率为v、导线横截面积为s、单位体积内有电子n则,通过电荷量=通过体积*n*eq=svtne2.微观表达式I=neSv注:这里的e是电子的带电量(三)电流方向规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
闭合电路欧姆定律练习题(串反并同)
![闭合电路欧姆定律练习题(串反并同)](https://img.taocdn.com/s3/m/a20ca9eefab069dc50220173.png)
闭合电路欧姆定律练习题一、串反并同部分1、2、3、4、二、设计电路部分5.实验室有如下器材:电流表A1(满偏电流约500μA,有刻度无刻度值,内阻r g约500Ω);电流表A2(量程0~300μA,内阻r A2=1000Ω);电流表A3(量程0~1mA,内阻r A3=100Ω);定值电阻R0(阻值1kΩ);滑动变阻器R(0~5Ω,额定电流2A);电池(电动势2V,内阻不计);开关、导线若干。
要求较精确地测出A1表的内阻和满偏电流。
(1)画出测量电路;(2)应读取的物理量是________;(3)用这些量表示的A1表的满偏电流I g=__________,A1表的内阻r g=________。
6.待测电阻R x的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:A.电流表A1(量程150mA,内阻约为10Ω) B.电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω) C.电压表V(量程15V,内阻约为3000Ω)、D.定值电阻R0=100ΩE.滑动变阻器R1,最大阻值为5Ω,额定电流为1.0AF.滑动变阻器R2,最大阻值为5Ω,额定电流为0.5AG.开关E,电动势E=4V(内阻不计) 、H.开关S及导线若干(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的13,请从所给的器材中选择合适的实验器材________(均用器材前对应的序号字母填写);(2)根据你选择的实验器材,请你画出测量R x的最佳实验电路图并标明元件符号;(3)待测电阻的表达式为R x=________,式中各符号的物理意义为_________________________________________________________。
三、电路与图像部分7.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。
测量实际电流表G1的内阻r1的电路如图所示.供选择的仪器如下:①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω);②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω);③定值电阻R1(300Ω);④定值电阻R2(10Ω);⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω);⑥滑动变阻器R4(0~20Ω);⑦干电池(1.5V);⑧电键S及导线若干。
电路原理实验答案
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电路原理实验答案
1. 非线性电路实验答案:
在非线性电路实验中,我们可以利用二极管的非线性特性来实现多种电路功能。
以下是一些非线性电路实验可能的答案:
a) 整流电路:通过使用二极管将交流电信号转换为直流电
信号。
可以使用滤波电路进一步去除残余的交流成分。
b) 整流电路的输出利用电容进行滤波:将整流电路的输出
通过电容滤波,使得输出信号更加平滑稳定。
c) 稳压二极管电路:利用稳压二极管的特性,使得输出电
压保持恒定不变,不受输入电压波动的影响。
d) 锁相环电路:利用锁相环电路能够将输入信号与本地振
荡信号同步,并输出一个相位差相同的振荡信号。
2. RC电路实验答案:
在RC电路实验中,我们可以通过变化电阻和电容的数值以
及电路连接方式来实现不同的功能。
以下是一些RC电路实验
可能的答案:
a) 低通滤波器:通过连接一个电阻和电容构成的低通滤波器,可以将高频信号滤去,只保留低频信号。
b) 高通滤波器:通过连接一个电阻和电容构成的高通滤波器,可以将低频信号滤去,只保留高频信号。
c) 时钟电路:通过控制电容充放电的时间常数,可以实现一个定时器,用于产生一定时间间隔的脉冲信号。
d) 正弦波发生器:通过利用RC电路的振荡特性,可以实现一个简单的正弦波发生器。
电路原理实验,RC一阶电路的响应测试
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3、时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图9-1(a)所示。
根据一阶微分方程的求解得知。
当t=τ时,UC (τ)=0.368Um。
此时所对应的时间就等于τ。
亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得,如图9-1(c)所示。
1、在一阶电路单元上选择R、C元件,令R1=10KΩ,C=3300PF,组成如图9-1(b)所示的RC充放电电路。
US为脉冲信号发生器输出的Um=3V,f=1KHz的方波电压信号,并通过两根同轴电缆线,将激励源US 和响应UC的信号分别连至示波器的两个输入口YA和YB,这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律,测算出时间常数τ,并用方格纸按1:1的比例描绘波形。
少量改变电容值或电阻值,定性观察对响应的影响,记录观察到的现象。
2、令R=10KΩ,C=0.1µF,组成如图9-2(a)所示的微分电路。
在同样的方波激励信号(Um=3V,f=1KHz)作用下,观测并描绘激励与响应的波形。
4.微分电路和积分电路是RC过渡过程中较为典型的电路,它对电路元件的参数和输入信号的周期都有特定的要求。
对于一个简单的RC串联电路,在方波脉冲的重复激励下,当满足T=RC《T/2时(T为方波脉冲的重复周期),且由R两端的电压作为响应输出时,则该电路就是一个微分电路,因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正此,如图2(a)所示。
利用微分电路可以将方波变成尖脉冲。
图2微分电路及积分电路的实验电路在图2(a)中,根据基尔霍夫电压定律及元件特性,有u i=u c(t)+u R(t),而u R=Ri(t),i(t)= .如果电路元件R与C的参数选择满足关系u c(t)》u R(t),u i(t)≈u c(t)那么即输出电压u R(t)与输入电压u i(t)成近似微分关系。
若将图2(a)中的R与C位置调换,如图2(b)所示,由C两端的电压作为响应输出,且当电路的参数满足t=RC》T/2,则该RC电路称为积分电路,因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。
高中物理电学实验练习题(含解析)
![高中物理电学实验练习题(含解析)](https://img.taocdn.com/s3/m/3aec88db9f3143323968011ca300a6c30c22f19a.png)
【详解】[1]将该电器元件与E=8V,r=4Ω连接,由闭合电路欧姆定律U=E-Ir,可得U=8-4r,可在图中画出直线1与U-I曲线交于(1A,4V),所以通过该元件的电流为1A;
[2]将两个这样的元件并联接入该电源时,由闭合电路欧姆定律U=E-2Ir,可得U=8-8r,可在图中画出直线2与U-I曲线交于(0.75A,2V)则每一个元件消耗的功率为
A.乙图中阴影部分的面积 B.乙图中阴影部分的面积
C.由甲、乙两图可判断阻值 D.由甲、乙两图可判断阻值
7.在使用多用电表的欧姆档测电阻时,下列说法正确的是( )
A.将红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向左侧“0”刻度处
B.测量时若发现指针偏转角度过小,则应该减小倍率,并重新欧姆调零后再进行测量
B.换挡后,都要重新调零
C.表盘刻度是均匀的
D.表盘刻度最左边表示电阻阻值为0
3.如图,该电路元器件对应的符号是( )
A. B.
C. D.
4.在利用多用电表欧姆挡前要进行欧姆调零,欧姆调零利用的是( )
A.甲旋钮B.乙旋钮C.丙旋钮D.丁插孔
5.某同学通过实验测定阻值约为 的电阻 ,用内阻约为 的电压表,内阻约为 的电流表进行测量。他设计了图甲和图乙两种电路,下列说法正确的是( )
高中物理电学实验练习题
学校:___________姓名:___________班级:___________
一、单选题
1.用欧姆表的×100挡测一电阻,发现指针偏角太小,应换下面哪个倍率挡位( )
A.×1挡B.×10挡C.×100挡D.×1k挡
2.关于欧姆表及其使用中的问题,下列说法中正确的是( )
A.接表内电源负极的应是黑表笔
初中物理电学实验考点+例题+习题
![初中物理电学实验考点+例题+习题](https://img.taocdn.com/s3/m/274ccc4e336c1eb91a375d4e.png)
电学实验电与磁专题复习一、电学实验主要考查内容总结:1、实验原理、电路图的设计与连接;2、器材选择、滑动变阻器的作用、故障分析;3、实验操作方法、电表读数、表格设计;4、实验数据的处理与分析;5、实验结论;6、减小误差的方法、实验研究方法等。
二、考点解析(一)电路的选取1.电流表内外接法选取(1)基本电路(2)电路的对比 连接方式误差来源 测量值与真实值关系 适用范围 外接法 电压表分流电流表的读数大于流过待测的电流,故:R 测<R 真测小电阻 内接法 电流表分压 电压表读数大于待测电阻两端的电压,故:R 测<R真测大电阻 (3)判断方法①直接比较法:当待测电阻Rx 较小且远小于电压表内阻Rv 时,应选用外接法;当待测电阻Rx 较大且远大于电流表内阻R A 时,应选用内接法。
②临界值法:当待测电阻R x <V A R R 时,视Rx 为小电阻,应选用外接法;当R x >V A R R 时,视Rx 为大电阻,应选用内接法;当R x =V A R R 时,两种接法均可。
2.滑动变阻器分压式、限流于接法选取(1)基本电路(2)电路的对比调节范围限流式电路 分压式电路 电压调节范围 U RR U R x x →+ 0→U 电流调节范围 x x R U R R U →+ 0→xR U 说明:U 为电源端电压,R 为滑动变阻器最大电阻,Rx 为待测电阻阻值。
(3)判断方法①负载电阻Rx 远大于滑动变阻器总电阻R ,须用分压式接法,此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。
②要求负载上电压或电流变化范围大,且从零开始连续可调,须用分压式接法。
③采用限流电路时,电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时,应采用变阻器的分压式接法。
④负载电阻的阻值Rx 小于滑动变阻器的总电阻R 或相差不大,并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调,可用限流式接法。
⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法,因为限流式接法总功率较小。
高中物理电学实验习题大全(含答案)
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电压表V2(量程3 V,内阻约10 kΩ)
电流表A(量程0.6 A,内阻约1 Ω)
变阻器R1(0~10 Ω,1.0 A)
变阻器R2(0~200 Ω,0.6 A)
电源E(6V)
开关S及导线若干
①实验中要求测定小电珠在0.4V~4.0 V的范围内,不同电压U时流经它的电流值I,作出伏安特性曲线。为了顺利完成实验,实验电路中应采用______(分压、限流)法供电,变阻器选用______(填字母代号,下同),电压表选_______;
A2电流表(量程10mA,内阻约0.6Ω)
V1电压表(量程6V,内阻约30kΩ)
V2电压表(量程1.2V,内阻约的20kΩ)
R1滑动变阻器(范围0-10Ω)
R2滑动变阻器(范围0-2kΩ)
(2)若电压表、电流表读数用U、I表示,用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ=。(全部用上述字母表示)
①要较准确地测出该金属丝的电阻值,电压表应选_______________,电流表应选______________,滑动变阻器选_____________(填序号)。
②实验中,某同学的实物接线如图所示,请指出该实物接线中的两处明显错误。
错误l:_____________________________;
4.测得接入电路的金属丝的长度为L,金属丝的直径d,已知其电阻大约为25Ω.
(1)在用伏安法准确测其电阻时,有下列器材供选择,除必选电源(电动势1.5V,内阻很小)、导线、开关外,电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应选。(填代号)并将设计好的测量电路原理图画在方框内。
A1电流表(量程40mA,内阻约0.5Ω)
答案
测定金属的电阻率
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练习
实验一(元件伏安特性的测量
1.非线性电阻器的伏安特性曲线有何特征?
答:一般来说,非线性电阻器的伏安特性曲线不是一条过原点的直线而是一条过原点的曲线。
实验二(直流电路中电位的测量
1.通过这次实验,说说你对电位和电压的理解?
答:(1电位是相对的,电压是绝对的;(2电位的大小与零电位参考点选择有关,电压的大小与零电位参考点选择无关;(3电压是电位差。
实验三(叠加原理和戴维南定理
1.若将R3阻值改变为300?时,叠加原理是否仍成立?
答:仍然成立。
叠加原理适合于线性电路,虽然把电阻的大小改变,但仍然是线性电路。
2.在求含源线性一端口网络等效电路中的R i时,如何理解“原网络中所有独立电源为零值”?实验中怎样将独立电源置零?
答:在求有源线性二端网络的等效电阻,需要把独立电源除掉,变成无源线性二端网络。
除源的方法是,把电压源视作短路,电流源视作短路。
在实验中实际的做法是,把电源支路(理想电压源去掉,然后用一根导线代替;把电流源支路断开。
实验四(一阶电路的响应
1.当电容具有初始值时,RC电路在阶跃激励下是否会出现没有暂态的现象,为什么?
答:会的。
在一阶动态电路中,支路的响应为:,当时,电路中就不会出现暂态现象。
2.总结实验任务4、5中随着电阻R的变化,输出电压波形的变化规律,构成微分和积分电路的条件是什么?
答:微分电路条件:(1,一般取;(2电压从电阻上输出;
积分电路条件:(1;(2电压从电容上输出。
3.改变激励电压的幅值,是否会改变过渡过程的快慢?为什么?
答:不会,一阶动态电路过渡过程的快慢是由电路的时间常数决定的,而与激励电压的幅值无关。
实验五日光灯电路及功率因数的提高
1.当日光灯电路并联电容进行补偿前后,功率表的读数及日光灯支路的电流是否发生了改变?为什么?
答:功率表读数和日光等电路的电流基本上不发生改变。
因为电路的电压没有变化,日光灯支路结构没有发生改变,即复阻抗没有改变,由知,日光灯支路的电流不会变化。
功率表读数是整个电路的有功功率,虽然并联电容但是电路中消耗的有功功率并没有改变(理想电容是不消耗功率。
但是,从整个测量的
过程来看,功率表的读数稍微有些增加,那是因为并联的电容和镇流器都不是理想元件,随着电路变化,它们也会消耗部分有功。
2.如何利用表5-1中测得的数据计算R l、R2及L ? 试推导它们的计算公式。
答:由,,,。
3.总结并分析当并联电容值不断增大时总电流I1的变化规律?
答:从测量的数据能够看出来总电流是先减小后增加。
从里论上也能推导出来,由于并联电容提高整个电路的功率因数,由于有功没有变化,,所以减小了;当电容增
加到一定成都程度,即当电路谐振时,电路的功率因数最大,所以电路中的总电流最小;当电容继续增加,那么功率因数又在减小,所以总电流又会增大。
实验六 RLC串联谐振电路
1.实验中,当RLC串联电路发生谐振时,是否有U R=U S和U L=U C ? 若关系式不成立,试分析其原因。
答:是的,如果电路发生在谐振时,电感上电压和电容上电压是相等的,电阻上电
压等于电源上电压。
上述关系式不成立,主要是因为谐振点没有找准。
2.可以用哪些实验方法判别电路处于谐振状态?
答:主要的方法有:(1改变信号源的频率,用晶体管毫伏表观察取样电阻上电压,
当电阻达到最大(即电路中电流最大,此时,电路处于谐振;(2用双踪示波器观察电容
上电压和电感上电压李沙育图形,当李沙育图形是一条直线时,电路处于谐振。
3.谐振时,电容两端的电压U C是否会超过电源电压,为什么?
答:会的。
谐振时,,当容抗大于电阻时,电容上电压就会超过电源的电压。
实验七耦合电感特性的研究(设计
1.试举例三种判断线圈同名端的方法。
答:主要的有直流法和交流法,详细的参考实验指导书。
2.在图7-7中,在L1加一交流电压U0用交流电压表分别测量U1、U2、U3的值,如何根据这三个值之间的关系,来判断L1和L2的同名端?
答:一般的,如果有,则认为两线圈是顺串;如果有,则认为两线圈是反串。
实验八三相负载星形连接的参数测量
1.试说明在三相四线制电路中(对称三相电源负载对称与否对中线电流的影
响。
为什么中线阻抗不宜过大?
答:在三相四线制电路中,如果负载是对称的、电源是对称的,那么从理论上讲中性线上是没有电流流过,但是在实际的工程中,即使电源和负载是对称的,但是中性线中还是有很小的电流。
中性线阻抗过大,那么中性点的位移增加,从矢量三角形就能够看出,某相电压将会过大或者过小,会影响负载的正常工作。
2.总结对称三相电路的特点。
答:在三相对称电路中,如果负载是星形连接,那么线电压是相电压的1.732倍,线电流和相电流将是相等的;如果负载是三角形连接,那么线电压和相电压是相等的,线电流是相电流的1.72倍。
对于三相四线制电路,中性线是没有电流流过。
3.总结不对称三相电路的特点。
答:不对称负载三相电路线电压和相电压、线电流和相电流没有固定的倍数关系,但是满足基尔霍夫电压、电流定律和VCR关系。
4.总结三表法与二表法测量三相电路功率时应注意的问题及各自的适用范围。
答:三表法使用于三线四线制,二表法使用于三相三线制。
在测量功率时,功率表的电流线圈应该串入线路中,电压线圈应该并联在线路中。
实验九三相负载三角形连接的参数测量
1.为什么星形连接的负载(无中线一相变动时,会影响其它两相?而三角形连接的负载一相变动对其它两相没影响。
答:三相负载在星形连接时,由于没有中线,当负载不对称或者有一相负载变动时,由于负载侧中性点出现偏移,所以每相负载承受的电压就会发生变化;三角形联接的
每相负载所承受的电压是电源的线电压,不管哪一相负载变化都不会影响其它两相负载上的电压。
2.当负载是三角形连接时,若三条线路中,有一条线路断,三相负载电压会出现什么变化?为什么?试用测量结果进行分析。
答:有一相负载没有变化,另外的两相负载因为是串联,所以共同分电源的线电压,如果负载都是对称的,那么每个负载所承受电压都是电源的一半,如果不对称严重的话,就有可能造成负载无法工作或者烧坏。
实验十二阶电路的动态响应
1.二阶动态电路的响应能否采用三要素法求解?
答:不能。
三要素法是适合于一阶动态电路响应求解的。
二阶动态电路响应方程是二阶常系数微分方程,应该按照二阶常系数微分方程的接法求解。
实验十一无源二端口网络参数的测量
1.从测得实验数据中如何判断给定得二端口是否是互易网络?简述互易网络和对称网络得联系与区别。
答:是的。
对于无源线性互易网络会满足:,对称网络首先应该是互易网络,并且
还满足:。
2.在测量个参数的过程,如果利用各参数的原始定义去测量,例如对A参数中的A11可利用A11=U1/U2∣i2=0去测量,这样做好不好?为什么?与本次实验中的方法相比哪种方法易于实现?
答:这样可以测量,只是在有些时候不容易测量,在参考书1中介绍了其他的无源线性二端口网络参数的测量方法。