第十一章 电路及其应用 实验基础：电表改装、电流表的内外接、滑动变阻器的分压限流接法 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

该高中物理课件聚焦电表改装、电路测量误差分析及控制电路设计，从表头结构原理复习切入，通过改装问题情境引导学生探究，搭建从基础到应用的学习支架，帮助构建电路测量知识体系。 其亮点在于以问题驱动和口诀辅助教学，结合科学思维（如误差公式推导）与科学探究（改装实例分析），通过例题练习强化应用。助力学生深化物理观念，提升实验分析能力，为教师提供清晰教学逻辑与实用工具。

一、 电压表和电流表的电路结构 复习回顾 小量程的电流表（G） 第一部分 表头的结构与原理 01. 1. 核心部件：永久磁铁和可转动的线圈 2. 工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角θ与通过电流表的电流I成正比（后面课程有） 认识灵敏电流计 （表头） 1. 三个主要参数 ①内阻:电流表内阻Rg ②满偏电流 Ig: ③满偏电压Ug： 指针偏转到最大刻度的电流 G 表头通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug 叫作满偏电压 表头的结构与原理 4.工作原理：磁场对通电导线的作用 3.作用：测量微小电流和电压 2.电路图符号： G 存在问题： 1.灵敏电流表（表头）能够测量的电流是微安级或毫安级 2.满偏电压也为微伏或毫伏级 量程非常小，测大电压、大电流；容易被烧坏 改装成大量程 改装成电压表 第二部分 【问题】有一个表头的内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。怎样才能把它改装成量程为0～3V的电压表呢？ 1.原理：串联大电阻分压 2.计算分压电阻： 3.改装后电压表的内阻： 扩大倍数： 目录 例4 有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。 (1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大? 答案　990 Ω　1 000 Ω 练习与应用 4. 图11.4-11 是有两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0〜10 V ；当使用A、C两个端点时，量程为0〜100 V。已知表头的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，求电阻R1、R2的值。 改装成电流表 第三部分 【问题】有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？ Ig Ug Rg 1.原理：并联小电阻分流 2.并联电压相同： Ug R Rg I Ig IR G A U I 4.改装后电流表的内阻： 扩大倍数： 目录 (2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大? 练习与应用 5. 图11.4-12 是有两个量程的电流表，当使用A、B 两个端点时，量程为0〜1 A，当使用A、C两个端点时，量程为0〜0.1 A。已知表头的内阻Rg 为200 Ω，满偏电流Ig为2 mA，求电阻R1、R2的值。 二、 电流表的内外接 电学实验中的测量电路分析 电阻的测量：按实验电路图连接实物电路。改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过U-I图像求得电阻R。 物理量的测量 测量电路部分 控制电路部分 实验误差分析： 系统误差： 由于测量仪器本身固有误差，或测量原理/测量方法本身理论的原因造成的。 通过改进实验方法，校准仪器来减小误差 偶然误差： 由于读数不准确，仪器操作不恰当造成的。 通过多次测量取平均值来减小误差 电压表和电流表造成的系统误差： 电流表 可以显示电流的小电阻 串联在电路中会分压 V 电压表 可以显示电压的大电阻 并联在电路中会分流 电流表的分压，电压表的分流；导致实验时测量的数据不准确。为了减小误差，要根据待测电阻选择不同的连接方式，进而减小实验仪器带来的系统误差。 一、 电流表的内接（电压表一个抱两:测量电压A+R） 待测电阻 1.造成误差原因：电流表分压 2.电流表(准确)： 3.实验测量值： 4.电阻真实值： > R测 R真 5.减小误差的方法： 使 Rx>>RA ,降低电流表分压的影响 口诀：大（大电阻）内（电流表内接）偏大（测量结果偏大。 二、 电流表的外接（电压只抱电阻：测量电流V+R） 待测电阻 1.造成误差原因：电压表分流 2.电压表(准确)： 3.实验测量值： 4.电阻真实值： < R测 R真 5.减小误差的方法： 使 Rx<<RV ,降低压表分流的影响 口诀：小（小电阻）外（电流表外接）偏小（测量结果偏小）。 三、 实验时内、外接法的选择：选择相对误差较小的 相对误差的计算： 1.电流表内接的相对误差计算: 2.电流表外接的相对误差计算: Rv>>Rx 内接、外接怎么选？就看谁的误差小：比较 与 的大小关系。 三、 实验时内、外接法的选择方法 :任意选择 :大内、偏大 :小外、偏小 1.已知Rx及两表内阻的大约值。 ：选内接。(电流表变化大) ：选外接。(电流表变化小) 电压表分流影响大 电流表分压影响大 2.未知两表的大约内阻 （只看电流表） 电流变化大，内接才精确；电流变化小，外接法才好。 3.根据电表内阻选择 若电流表内阻确定，选内接。则真实值： 待测电阻 待测电阻 若电压表内阻确定，选外接。则真实值： 二、 滑动变阻器的分压与限流 电学实验中的控制电路分析 物理量的测量 测量电路部分 控制电路部分 通过选择内、外接，减小实验误差 根据实验要求，通过控制滑动变阻器的阻值，改变电路的总电流。得到多组实验数据，所以滑动变阻器的连接方式很重要。 一.限流式（滑变、待测手拉手） 1.限流： (通过改变滑动变阻器的阻值，改变整个回路的电流，从而得到多组待测电阻的U、I值) 2.初始状态：为保护电路，滑片在b端（阻值最大处） 3.调节范围 UR ： 在 RX 两端 R滑最大时，有 ；RX有最小电压 R滑=0，有 ；RX有最大电压 (等于电源电压） 限流最好选滑大，（RX的2-10倍）过大不行。 4.实物图连接：一上一下接线柱 P a b Rx 开关S U0 二.分压式（先并再串，0起点） U0 S P Rx R滑 a b U0 S Rx P 1.分压： 滑动变阻器与待测电阻，先并再串 （通过改变滑动变阻器并联部分的电阻，从而改变待测电阻分得的电压 。） 2.初始状态：RX被短路。 3.调节范围 UR ： 在 RX 两端 R滑全部与Rx并联时，有UR=U0 Rx被短路时，有UR=0 ,(IR=0) 4.实物图连接：两下一上，下柱抱电源，上柱随便接。 分压最好选滑小，越小精度越好。 三.滑动变阻器的连接方法选择 1.滑小必分 2.0起必分 3.烧表必分 4.节能用限 ：R滑<RX，一定分压，滑动变阻器阻值小，起不到限流作用。 ：要求大范围、数据要从0开始变化 ：限流时一定超过电压表、电流表的量程 ：看到节能就选限流，电路简单 速记口诀： 滑动比较大，限流好控制。 滑动比较小，分压才算好。 电压变到零，分压才得行。 滑大用限流，滑小用分压 （节能） （0-U） 几种主要的测量电路： 分压+内接 分压+外接 限流+内接 限流+外接 三、 实验时电流表、电压表的量程选择 一、电表的选择; 1.安全性：不超过电表量程。 2.精确性：尽量减小误差。 （选量程时，电表的指针偏转至少超过总量程的 ） 3.简便性：调节方便，便于操作。 4.看待测电阻的额定，看图， 5.可行性，符合实验要求与客观条件。 四、 电路图的连接 电路图连接 电路连接，画圈法，连完干路连支路，电压表压轴错不了。 $