高中物理电学实验(上)

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高中物理电学实验讲义(上)
方白羽智枭>爱过分前言:既然是讲电学实验,自然都离不开电表的使用,所以,我们打破教材、教辅常规顺序,从电表的内部结构和工作原理开始,由浅入深逐节讲解近些年高考试题中涉及的电学系列实验知识要点,并将实验结论、误差的产生和控制等复杂的逻辑推理过程尽量归纳为公式、模板或口诀的形式予以简化,希望同学们烂熟于心,以便在答题时,减少不必要的思考和推导过程,提高解题效率。另外,在每一小节单元模块后都附有近十年全国高考实验真题索引,以便于同学们对照学习或自我检查测试。
      由于实验内容较多,且每节都插有大量图片内容,为了便于阅读,特将原文件分成(上)、(中)、(下)三个部分。
一、电表的改装
1.电表的内部结构及工作原理
我们在实验室中使用的电表,如:电流表(安培表)、电压表(伏特表)都是由量程较小的电流表(又称表头G)经过改装而来。
表头G的内部结构主要由两块永久磁铁、金属线圈、螺旋弹簧、指针和表盘等构成。其工作原理是利用通电金属线圈在磁场中受到安培力的作用发生旋转,指针的偏角与通过的电流强度成正比。
2.表头G的三个参数之间的关系
表头的三个参数是指表头线圈电阻Rg    、满偏电流Ig和满偏电压Ug。三者的关系符合欧姆定律,即:Ig=Ug/Rg
3.将小量程的表头G改装为大量程的电流表(安培表)
若使扩大后的电流表量程为原来表头满偏电流的n倍(即:n=I/ Ig),则必须给表头G并联一个小电阻R来分流多余的电流IR, 如下图。
由并联电路的特点,知:Ig*Rg=(I-Ig)*R
                  又  n=I/ Ig
所以,解得R= Rg/(n-1)…………………公式①(必须熟记)
4. 将小量程的表头G改装为大量程的电压表(伏特表)
若使扩大后的电压表量程为原来表头满偏电压的n倍(即:n=U/Ug),则必须给表头G串联一个大电阻R来分担多余的电压UR,如图:
由串联电路的特点,知:U = Ug +(Ug /Rg)*R
  行医                  又  n=U/ Ug
所以,解得:R=(n-1)Rg…………………公式②(必须熟记)
以上公式①、②很重要,也很好记。芽孢杆菌
口诀:并小串大(必须熟记)
5.将小量程的表头G改装为欧姆表
欧姆表的内部结构是由小量程的电流表表头G、  定值
电阻R(起保护电路作用)、滑动变阻器R0,以及电池
等构成。如图:
(注:1、上图是欧姆表的电路图,图中省略了定值电阻R;
2、与电流表和电压表最大的区别是:欧姆表内有电源和滑动变阻器。
根据约定俗成的规定,欧姆表外部的红表笔必须与内部电源的负极相连,黑表笔与内部电源正极相连。
显然,当欧姆表的红、黑表笔没有外接电阻时,整个电路处于断路状态,电流为0,电阻为无穷大,欧姆表此时读数为,欧姆表的指针指在最左端;
当红、黑表笔短接时,调节欧姆表的滑动变阻器R0(即欧姆表盘上的调零旋钮),使得指针满偏,即指在欧姆表的最右端0刻度线,表示此时外接电阻为0;
若此时接入电阻RX,欧姆表指针恰好指在中间,即:指针半偏,说明此时的被测电阻RX上海冷气机厂与欧姆表内阻相同,此时的RX值称为欧姆表的中值电阻(知道中值电阻的大小很重要哦)
由于欧姆表的表盘上的刻度是由0到液氨范围内变化,因而刻度的数值变化必定是不均匀的。越靠近左端,阻值越大,表盘上的刻度值跨度也越大;而在中值电阻附近,指针偏角与待测电阻RX的大小关系比较接近线性,表盘上的刻度数值变化也相对比较均匀,易于读数。因此,为尽量减少读数时的误差,每次测量电阻时,都应使得指针尽可能指在中值电阻附近,这就是欧姆表选档的原则
(说明:欧姆表的档位通常有四挡:×1K档,×100档, ×10档, ×1档
本节例题:
例题1填空
答案:    1        0.85     
例题2 计算
解析:3V=Ig(Rg+R1………………

本文发布于:2023-07-06 04:11:53,感谢您对本站的认可!

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标签:电阻   实验   指针   表头   量程   电路   表盘   刻度
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