11.3 电阻率的测量 实验4 电学器材选择、电路设计、电表读数规则 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.3 实验：导体电阻率的测量 实验4 伏安法测电阻--实验“仪器选择” 和“电路设计 ”及电表读数规则 人教版（2019）必修 第三册 学习目标 2.根据实验目的，画出电路原理图，并根据电路图连接实物元件，进一步形成遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯。 1.伏安法测量导体电阻电路设计时，为减小电阻值的测量误差，能够选择合适量程的电压表、电流表和易于调节的滑动变阻器。 3.能正确读出电流表、电压表示数。 它是电路的核心，为了“准确”、“方便”地测定Rχ阻值，围绕它进行仪器的选取和电路设计。 仪器选取和电路设计之前，一定挖掘研究对象包含的信息，它往往为器材选取和电路设计提供了必要的信息。 1.抓住研究对象Rχ 2.技巧：挖掘研究对象包含的信息 导入新课 1.安全 　　选择电源、电表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。 2.准确 3.易于调节 ⑵考虑电流表内外接法，减小误差。 滑动变阻器的接法不同，其总阻值要求不同。 ⑴选择电表时，务必使指针有较大偏转，读数 > 量程。 一、仪器选择和电路设计原则 第一步：选择电压表 思考：选择电压表量程的依据有哪些？ ● Rx的额定电压 ● 电源电动势 ● 数据表格或伏安曲线 二、仪器选择和电路设计步骤 例 某小组同学进行伏安法测电阻实验，测量数据记录如下，请根据表格提供的信息，确定电压表和电流表的量程。 ● 数据表格或伏安曲线 第三步：选择滑动变阻器 依据：待测电阻Rx与滑动变阻器总阻值R滑max大小关系的比较。 试一试 电压表量程选择后，估算Rx的最大电流，下面甲、乙哪个估算方式更好？ 甲： 乙： 第二步：选择电流表 ● Rx的最大电流 ● Rx的额定电流 思考：选择电流表量程的依据有哪些？  第四步：设计电路 1.确定电流表内接还是外接 依据：Rx、RV、RA阻值的比较（大内、小外） 2.确定滑动变阻器是分压式还是限流式 若下列情况，则必须采用分压式： ⑴ 当要求电压从0变起，一定用分压接法； ⑵ 要求测多组数据时用分压法； ⑶ R滑max << Rx。 限流式：R滑max > Rx，且相差不多 (若R滑max为Rx 的2倍左右更佳） 分压式：R滑max < Rx (尤其R滑max << Rx 更佳)。 依据： 第5步：画电路图 第6步：画实物连接图 ● 先正后负 ● 先串后并 ● 电压表最后连接 原则：先连干路，再连大的支路，次之小的支路。 连实物电路图的方法： 由电源正极出发---- 画电路图的方法: 1.先画主电路 2.再连辅电路 3.后连电压表 4.代号不忘标 例题 有一个小灯泡上标有“4V、2W”的字样，用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线。现有下列器材供选用： A.电压表V1（0～5V，内阻约10kΩ） B.电压表V2（0～15V，内阻约20kΩ） C.电流表A1（0～3A，内阻约1Ω） D.电流表A2（0～0.6A，内阻约0.4Ω） E.滑动变阻器R1（10Ω，2A） F.滑动变阻器R2（500Ω，1A） G.学生电源E（直流6V）、开关、导线若干 ⑴实验中所用电压表应选用_____ ，电流表应选用____ ，滑动变阻器应选用______(用序号字母表示）。 ⑵在方框中画出实验电路图 完成下列问题： A D E E R1 S P × A2 V1 ⑶用实线连接实物连接图。 E R1 S P × A2 V1 针对练 用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下: A.待测电阻Rx：范围在5—8Ω，额定功率1W B.电流表A1：量程0—0.6A（内阻约0.2Ω） C.电流表A2：量程0—3A（内阻约0.05Ω） D.电压表V1：量程0—3V（内阻约3KΩ） E.电压表V2：量程0—15V（内阻约15KΩ） F.滑动变阻器R：0—100Ω G.蓄电池：电动势12V H.导线，电键。 ⑴为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选 ______，电压表应选 _______；电流表选择________（填“内接法”或“外接法”）。 ⑵画出电路图。 回答下列问题： V1 A1 外接法 由Rmax=100Ω＞10Rx知，没有特殊要求应选择限流式电路。 第二、确定控制电路 分析： 第一、先确定测量电路 额定电流Im= ≈0.45A，应选电流表A1 额定电压Um= ≈2.8V，应选电压表V1 选择电表时，不超过量程且使指针有较大偏转（一般取1/3量程以上）。 ⑴电表量程 ⑵电流表内、外接问题：选用电流表外接法 三、电学实验----仪器读数 1.读数方法 ⑴先看量程大小 ⑵再看最小分格 ⑶看指针位置 ⑴最小刻度含1(包括0.1，0.01)的仪器要估读到最小刻度的下一位,即采用 估读,如mm刻度尺、螺旋测微器、电压表0-3V挡等。 2.科学测量中的有效数字 估读原则 最小格0.1V 读数：1.25V、2.50V 例 电压表量程为0～3V,最小刻度为0.1V,要估读到下一位。 ⑵最小刻度是含2(包括0.2，0.02)的仪器，采用半刻度( 刻度)估读。 最小格0.02A，读数：0.25A 、0.50A 指针在某一格内：“靠边读边,靠中间读一半”。 例 电流表量程为0～0.6A,最小刻度为0.02A,误差出现在0.01A位,不能估读到 下一位。 (4)游标卡尺不估读到下一位。 (3)最小刻度含5(包括0.5，0.05)的仪器,误差出现在本位上,采用 估读。 最小格0.5V 读数：6.3V、12.5V 例 电压表0～15V挡,最小刻度是0.5V,误差出现在0.1V位,不能读到下一位。 $$