2012优化方案高考物理总复习(大纲版)：第10章实验十三(共28张).pptVIP

实验十三　把电流表改装为电压表 实验十三　把电流表改装为电压表 知识要点归纳 过程分析导引 实验典例精析 知能优化演练 知识要点归纳 实验目的 1．会用“半偏法”测电流表的内阻． 2．学会把电流表改装为电压表． 3．会用标准电表进行校准． 实验原理 1．“半偏法”测内阻 “半偏法”测电流表的内阻电路图如图10－5－1所示，合上S1调整R，使电流表恰好满偏，再闭合S2，调整R′，使电流表恰好半偏，当R?R′时，rg＝R′. 图10－5－1 实验器材 电流表、电阻箱、开关、电池组、滑动变阻器(大阻值)、标准电压表、导线． 过程分析导引 一、实验步骤 1．用半偏法测电流表内阻 (1)把两个电键(已经断开)、大阻值变阻器R、电阻箱R′、电流表和电源按照图10－5－1所示的电路连接好； (2)检查电路无误后，闭合S1，调节变阻器R，使电流表满偏，干路电流为Ig； (3)保持R不变，闭合S2后调节R′，使电流表达到半偏(满刻度的一半)； (4)记下此时电阻箱R′的阻值，即为电流表的内阻rg. 2．改装 (1)算出电流表的满偏电压Ug； (2)如果把电流表改装成量程为U的电压表，计算应串联的电阻阻值R3； (3)将电阻箱阻值调为R3，把电流表与电阻箱串联起来． 3．(1)按如图10－5－2所示连接电路，并使变阻器R的滑片在分压值最小的位置，使输出电压起始为零． (2)改变变阻器R的滑片位置，使标准电压表V的示数分别为0.5 V、1.0 V、1.5 V、2.0 V……，直至使电流表达到满偏(注意电压表的量程)，并核对改装的电压表的示数是否正确． 图10－5－2 二、误差分析 1．“半偏法”测电流表内阻时，存在系统误差．当S2闭合后，整个电路的总电阻变小，总电流变大，通过电流表的电流为原来的一半，则通过电阻箱的电流就大于通过电流表的电流．即R测＜rg.当电路中R?rg时，误差较小，因此要使R?rg，同时电源电动势也应适当大一些． 2．改装后的电压表也存在系统误差：因R测＜rg.串联的分压电阻R1计算值偏大．因此改装后电表的量程偏大． 3．电阻箱R′的调节是不连续的，因此要选用精度高的． 4．电阻箱内有多处电刷，电刷上有接触电阻，使阻值偏大．导致改装表的示数偏小，因此要选用接触良好的电阻箱． 5．实验过程中，电压表、电流表的读数会有偶然误差，要用心细致去观测． 三、注意事项 1．在调节滑动变阻器R的阻值使电流表满偏时，滑动变阻器的阻值要比电流表的内阻rg大得多，一般要求R＞100rg. 2．实验时，在R较大情况下为了使电流表满偏，电源电动势宜大些． 3．闭合开关S1时，必须先将滑动变阻器R的阻值调至最大． 4．闭合开关S2、调节电阻箱R′时，应保持滑动变阻器R的阻值不变． 5．“半偏法”测电流表内阻的实验中R′只能用电阻箱，R可用阻值很大的滑动变阻器或电阻箱．若实验给出两个电阻箱，一个阻值较大(10 kΩ以上)，另一个阻值较小，一定要把阻值大的连到干路上，阻值小的与电流表并联． 6．改装后电压表校准，校对电路要用分压式，使改装电压表的电压可以从零开始一一校对，且不可超量程． 四、实验创新 在用“半偏法”测电流表内阻时，由于存在系统误差，使得测量值偏小．我们可以在原电路的基础上在干路中串接一标准电流表A0. 按图10－5－3连接电路，实验时反复调节滑动变阻器R和电阻箱R′，使标准电流表A0的读数始终为待测电流表的满偏电流Im，待测电流表的示数为，此法系统误差便得到消除，即电流表的内阻为rg＝R′. 图10－5－3 实验典例精析 对本实验的综合考查 (2010年高考北京理综卷)某同学要把一个量程为200 μA的直流电流计电流表G，改装成量度范围是0～4 V的直流电压表． (1)她按图10－5－4所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg，其中电阻R0约为1 kΩ.为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用________，电阻器R1应选用________，电阻器R2应选用________(选填器材前的字母)． 例1 图10－5－4 A．电源(电动势1.5 V) B．电源(电动势6 V) C．电阻箱(0～999.9 Ω) D．滑动变阻器(0～500 Ω) E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1 kΩ) F．电位器(0～51 kΩ) (2)该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大．后续的实验操作步骤依次是：______，______，______，______，最后记录R1的阻值并整理好器材．(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母) A．闭合S1 B．闭合S2 C．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 D．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 E．调节R1的阻值