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日照实验高级中学2018级物理导学案 编写：宋明文 审核：陈彦双

第二章 恒定电流 实验基础理论综合梳理（一）

——电路结构、仪器读数及测小灯泡特性曲线

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一、电压表和电流表的使用 电流表的内接法和外接法的比较 (1)两种接法的比较

电路 电压表示数 UV＝UR＋UA＞UR 误差分析 电流表示数 IA＝IR UVURR测＝＞＝R真 IAIR电流表的分压作用 电压表示数 UV＝UR 电流表示数 IA＝IR＋IV＞IR UVURR测＝＜＝R真 IAIR电压表的分流作用 内接法 外接法 误差来源 (2)电流表内、外接的选择方法 ①直接比较法：当Rx?RA时，采用内接法，当Rx?RV时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”. ②公式计算法

当Rx＞RARV时用电流表内接法，当Rx＜RARV时用电流表外接法，当Rx＝RARV时两种接法效果相同. ③试触法：

如图1，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选用外接法.

例1. 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约

U

为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为

I电压表和电流表的示数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则 (选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.

练习1. 一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量其电阻，用如图所示甲、乙两种电路各测一次，图甲测得的数据是3.0 V、3.0 mA，图乙测得的数据是2.0 V、2.9 mA，由此可知，图 测得Rx的误差较小，测量值Rx＝ .

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二、滑动变阻器的使用

1.滑动变阻器的限流式与分压式接法

方式 内容 限流式接法 分压式接法 对比说明 两种接法电路图 负载R上电压调节范围(电源内阻不计) 负载R上电流调节范围(电源内阻不计) 闭合S前滑片位置 RE≤U≤E R＋R0EE≤I≤ RR＋R0b端 0≤U≤E E0≤I≤ Ra端 串、并联关系不同 分压式接法调节范围大 分压式接法调节范围大 都是为了保护电路元件 2.分压式和限流式电路的选择原则 (1)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路. (2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，应用分压式电路.

(3)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则此时必须选用分压式电路. 说明：两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低. 例2. 某同学想描绘小灯泡的伏安特性曲线，他选择“3 V、0.5 A”的小灯泡作为研究对象，请回答下面几个问题：

(1)下列实验器材中应选择 .(填入器材序号) A.电流表(量程0～0.6 A, 内阻1 Ω) B.电流表(量程0～3 A，内阻1 Ω) C.电压表(量程0～15 V，内阻约10 kΩ) D.电压表(0～3 V，内阻约2 kΩ) E.滑动变阻器(阻值0～100 Ω) F.滑动变阻器(阻值0～10 Ω) G.电源E＝3 V H.开关S，导线若干

(2)在本实验中要求电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用 (选填“分压”或“限流”)式接法，电流表应采用 (选填“内”或“外”)接法.

(3)在方框中画出实验电路图，并用实线代替导线，将图中的器材连接成可供实验的电路.

图3

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练习2. 某同学测小灯泡正常发光时的电阻，可供选择的实验仪器如下： 小灯泡L(“3.8 V 0.3 A”) 电压表V(量程0～5 V，内阻5 kΩ) 电流表A1(量程0～100 mA，内阻4 Ω) 电流表A2(量程0～500 mA，内阻0.4 Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流1.0 A) 滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω，额定电流0.5 A) 直流电源E(电动势约为4 V，内阻不计) 开关S，导线若干

(1)在上述器材中，滑动变阻器应选 ；电流表应选 . (2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号. 三、电压表、电流表的读数

对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可.

(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位.

(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V. (3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.

例3. 如图为电流表和电压表的刻度盘.

(1)图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表 A，图中表针示数是 A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表 A，图中表针示数为 A.

(2)图乙使用较小量程时，每小格表示 V，图中表针的示数为 V.若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示 V，图中表针示数为 V.

练习3. 分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.

电表 所选量程 0～3 V 0～15 V 0～3 A 四、螺旋测微器的原理及读数 例4. 用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件 (选填“A”“B”“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm.

0～0.6 A 测量值 3