请问图中电阻喇叭加电阻起什么作用用?为什么要加-15V

①欧姆定律②“伏安法”测电阻③“伏安法”测电功率

①连电路图;(开关断开,按一定顺序接线,顺时针绕线;电压表、电流表+-接线柱要正确;量程选择要合理;滑动变阻器要一上一下接线)

②分析各种现象及其成因;③正确连接后读数据;④求出最后数据。

二利用电流表、电压表判断电路故障

1.电流表示数正常而电压表无示数

“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。

2.电压表有示数而电流表无示数

“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是:①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。

3.电流表电压表均无示数

“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。

个人经验:(写出你的方法,自己的才是最好的)

总原则 电表有示数,说明从电源到电表的+-接线柱有电流通过,排除这部分电路断路

①确定连接方式;②建立基本模型;③修改基本模型;④检验电路图。

串联的是电流表,并联的是电压表

假想电表从电路中去除,分析电路是否因此受到影响,若其它元件不能正常工作,则电表一定是串联在电路中,应是电流表;若其它元件不受影响,则它一定是并联在电路中,应是电压表。

①画 电路②标 数值③寻 关系(注意串并联电路中U I R三者的关系,寻二求一)相关公式:

串并联电路中U I R三者的关系

初中物理电学力学重难点部分解题技巧汇总

1、判断物体是否带电的技巧

(1)若两物体相互吸引。则物体带电情况有两种:

(2)都带电且带异种电荷;

(3)一个带电、一个不带电;

(4)若两物体相互排斥。则物体带电情况是:都带电且带同种电荷。

2、判断变阻器联入电路部分的技巧

(1)若是结构图,则滑片与下接线柱之间的部分就是联入电路部分;

(2)若是电路符号图,则电流流过的部分就是联入电路的部分。

3、判断串、并联电路和电压表与电流表所测值的技巧

(1)先把电压表去掉,把电流表看成导线,(2)在看电路中有几条电流路径,若只有一条路径,则是串联;否则是并联;

(3)从电源正极出发,看电流表与谁串联,它就测通过谁的电流值;在看电压表与谁并联,它就测谁的两端电压值。

4、对与滑动变阻器滑片移动,引起电表示数变化的规律

(一)、若是串联电路:具体做法是:

(1)先根据滑片的移动情况判断出滑动变阻器电阻的变化情况,在根据串联电路特点判断出电路中总电阻的变化情况,据欧姆定律

一定判断出电路中总电流的变化情况(即:电流表的变化情况)。

(2)电压表的示数变化有三种情况:

a、当电压表与电源并联时,其示数不变;

b、当电压表与定值电阻并联时,其示数与电流表变化相同;

c、当电压表与滑动变阻器并联时,其示数与电流表变化相反。

(二)、若是并联电路具体做法是:

(1)若电流表所在支路上没有滑动变阻器或开关,则滑片移动或控制该支路的开关通断时,其示数不变。

(2)若电流表所在支路上有滑动变阻器或控制该支路的开关,则电流表示数与滑动变阻器的阻值变化相反或与电路中的总阻值变化相反;

(3)电压表示数始终不变。

5、判断电路故障的技巧

(一)、用电流表和电压表

(1)若电流表有示数,电路有故障,则一定是某处短路;若电流表无示数,电路有故障,则一定是某处开路。

(2)若电压表有示数,电路有故障,则有两种可能:

a、与电压表并联部分开路;

b、与电压表并联以外部分短路;

若无示数,有故障,则可能是:

a、与电压表并联部分短路;

b、与电压表并联以外部分开路。

(二)、用试电笔判断家庭电路故障

(1)若各处试电笔都发光,则是零线断了;

(2)若各处试电笔都不发光,则是火线断了。

6、判断两电阻串、并联时,电路允许通过的最大电流和电路两端允许加的最大电压值的技巧:

(1)若两电阻串联,则取它们中最小的正常工作电流值为电路允许通过的最大电流值,在用电路允许通过的最大电流值乘以它们的总电阻,计算的结果就是电路两端允许加的最大电压值。

(2)若两电阻并联,则取它们中最小的电压值为电路两端允许加的最大电压值,再用它们的最大电压值分别除以它们各自的电阻,把计算结果相加就是电路允许通过的最大电流值。

7、关于探究电流与电阻、电压关系类型题的解题技巧:

(1)若探究电流与电阻关系:应控制定值电阻两端的电压不变,措施是在每次更换不同定值电阻后,应调节滑动变阻器滑片,使更换定值电阻后,定值电阻两端电压保持不变。

(2)若探究电流与电压的关系:应控制定值电阻不变,措施是通过调节滑片,达到改变定值电阻两端电压的目的。

8、判断串、并联电路中灯泡亮度的技巧:

关键是比较它们的电阻大小:

(1)若两灯泡串联,则电阻大的亮;

(2)若两灯泡并联,则电阻小的亮。

9、求实际功率的技巧:

额求出用电器电阻,在用公式

实来求.10、用电器正常工作电流、电阻的求法

(1)用电器正常工作电流:I

11、关于利用电能表的实际转速和标定转速来求所消耗的电能和功率的技巧

来求,n--指电能表实际转速

n0--指电能表标定转速

(2)求功率用公式:P=

来求,t--指工作时间

12、判断家庭电路连接是否正确的技巧

(1)看开关是否接在火线上了;

(2)看开关是否与用电器串联;

(3)看火线是否接在灯泡尾部、零线是否接在螺纹;

(4)看三孔插座否则接的是左零、右火、中间接地;

(5)看电流是否能从火线,经过用电器回到零线上;

(6)看线与线连接处是否用黑点连接。

13、关于电流表、电压表、滑动变阻器有关问题汇总

切忌:电流表与电压表没有使用前一定要校零,(一)、电流、电压表:

(1)在使用时若发现它们的指针偏转的很小,则原因是它们所选量程太大;

(2)在使用时若发现它们的指针偏转的很大,且偏向了右边没有刻度处,则原因是它们所选量程太小;

(3)在使用时若发现它们的指针偏向左边没有刻度处,则原因是它们的电流没有“正入负出”。

(1)在使用时若发现不论怎么移动滑片,电流中的电流都不变化,且电流很小,则原因是:

滑动变阻器两接线柱同接下了,此时联入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值;

(2)在使用时若发现不论怎么移动滑片,电流中的电流都不变化,且电流很大,则原因是滑动变阻器两接线柱同接上了,此时联入电路的阻值为零。

14、关于利用电能表上的电流、电压值求电路中允许承受的最大总功率的方法:

电路中允许承受的最大总功率=额定电压

电路最大正常工作电流。

15、利用伏安法测电功率题的解题技巧

(1)若题中告诉了额定电压值,则应调节滑动变阻器滑片使用电器两端的电压为额定电压值,再读出此时电路中的电流值,然后用公式:P=UI

若题中告诉了额定电流值,则应调节滑动变阻器滑片使通过用电器的电流为额定电流值,再读出此时用电器两端的电压值,然后用公式:P=UI

16、根据用电器工作情况判断电路是串、是并的方法

关键看它们的工作是否互相影响,若相互影响,则是串联;若不相互影响,则是并联。

17、伏安法测电阻和伏安法测电功率实验应特别注意的地方

(1)连接实物电路时,开关应处在断开状态;

(2)电流表、滑动变阻器应串联在电路中,电压表应并联在用电器两端,且滑动变阻器应“一上一下”联入电路;

(3)电流表、电压表、滑动变阻器都应选择合适的量程,特别是电流表、电压表在事先不知道它们的大小时,应用大量程试触来选择量程;

(4)电流表、电压表的电流都应“正入负出”;

(5)闭合开关时,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。

18、利用右手定则判断电流方向和螺线管极性的方法

(1)若已知了电流方向来确定螺线管极性的做法是:

a、在螺线管上标出电流方向;

b、用右手握住螺线管,并让弯曲的四指指向电流方向;

c、大拇指所指的就是螺线管的N

(2)若已知了螺线管极性来确定电流方向的做法是:

a、用右手握住螺线管,让大拇指指向螺线管的N

b、则弯曲的四指所指的就是螺线管上的电流方向,c、根据螺线管上的电流方向找出电源的正、负极。

特别注意:在利用右手定则判断导线中的电流方向和螺线管极性时,不仅要注意电源的正、负极,还要注意导线在螺线管上的绕法。

19、常用电器的电功率:

20、在家庭电路中,导线互相连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾,为什么?

这是因为:电线相互连接的地方接触电阻比较大,电流相同,因而电能转化为热能较大,此处比别处更容易发热,加速老化甚至引起火灾。

21、用电能表测用电器的电功率

具体做法:单独让待测用电器工作,从某一时刻开始计时,并数表盘转的转数,到某一时刻结束。这种方法测量不精确,在测量大功率的用电器的大体功率时可用。

(1)液体的密度测量一般步骤

A、先用天平测出被测液体与烧杯的总质量

B、把烧杯中的液体往量筒内倒一些,并测出其体积

V;C、再用天平测出烧杯中剩余液体与烧杯的总质量

D、则被测液体的密度:ρ

特别注意:若用天平先测出空烧杯的质量,然后往烧杯中倒入一些待测液体,并测出烧杯与待测液体的总质量,再将烧杯中的待测液体倒入量筒测其体积,因烧杯上会沾有一部分液体,造成所测的体积偏小,密度值偏大。

(2)固体密度的一般测量步骤

A、先用天平测出待测固体的质量

B、往量筒内倒入适量的水,并测出其体积

C、用细线系住待测物体放入量筒的水中,并测出水与待测固体的总体积

D、则被测固体的密度:ρ

特别注意:对于密度小于水的固体密度测量时,应在第三步的“用细线系住待测物体放入量筒的水中”后面加上“用细铁棒把待测物体压入水中”

2、天平使用中的几种特殊情况:

(1)砝码磨损,则测量值偏大;砝码生锈,则测量值偏小;

(2)游码没有归零,则测量值偏大;

(3)天平没有调节平衡,指针偏右时:则测量值偏小;指针偏左时,则测量值偏大。

(1)放:把天平放在水平台上或水平桌面上。

(2)拨:把游码拨到标尺左端零刻度处。

(3)调:调节横梁两端的平衡螺母,使天平横梁水平位置平衡。

a、调节原则是:左偏右移、右偏左移。

b、判断横梁平衡的方法:指针静止时,指针指在分度盘中央线上;指针运动时,看它在分度盘中央线两端摆动幅度是否一样。

(4)测:被测物体放在天平左盘,用镊子向天平右盘加减砝码(加减砝码原则:先大后小)并调节游码在标尺上的位置,直到天平恢复平衡。

(5)读:被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上所对应的刻度值。

注意:当左码右物时,被测物体的质量=右盘中砝码的总质量-游码在标尺上所对应的刻度值。

(6)收:称完后,把被测物体取下,用镊子把砝码放回砝码盒。

4、判断空、实心球的方法:(已铁球为例)

具体做法是:根据题中已知条件,求出球的密度。ρ

具体做法是:先算出与球同质量的实心铁球的体积,V

具体做法是:先算出与球同体积的实心铁球的质量,m

铁=m球,则该球是实心;若

5、利用天平和容器测量液体密度的方法:

(1)用天平测出空容器的质

(2)用天平测出容器装满水后的总质量

(3)将容器中的水全部倒出,装满待测液体,并用天平测出容器与待测液体的总质量

(4)则待测液体的密度

6、两种物质混合后的平均密度的计算公式是:

混=m1+m2/V1+V2.7、在求混合物质的含量问题时:

总=V1+V2,列方程来解。

8、判断物体运动状态的技巧:

(1)选定一个参照物。

(2)观察比较物体与参照物之间的位置有无发生变化。

(3)若位置发生了变化,则说明物体相对与参照物是运动的;若位置没有发生变化,则说明物体相对与参照物是静止的。

(1)大单位化小单位时,用原来的数值乘以它们的单位换算率。

(2)小单位化大单位时,用原来的数值除以它们的单位换算率。如:23cm=?m

(1)以不同的速度经过两段相同的路程的平均速度

(2)以不同的速度经过两段相同的时间的平均速度

(3)过桥问题时,总路程=车长+桥长。即:平均速度=总路程/总时间=车长+桥长/总时间.11、根据数值判断刻度尺的分度值的技巧:

具体做法是:数值后面的单位代表小数点前面那一位数的单位,从小数点后开始退,退到数值的倒数第二位,倒数第二位是什么位,该数值所用刻度尺的分度值就是

所用的刻度尺的分度值就是

所用的刻度尺的分度值就是1mm。

12、惯性现象的解释步骤:

(1)先看两物体原来处于何种运动状态。

(2)再看其中一个物体的运动状态发生了怎样的变化。

(3)另一个物体由于惯性保持原来的运动状态。

(4)所以出现了什么情况。

如:拍打衣服上的灰尘:衣服与灰尘原来处于静止状态,用手拍打衣服后,衣服由静止变为运动,而灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态,所以灰尘就从衣服中分离出来了。

13、相互作用力与平衡力区分的技巧:

关键看:两个力是作用在几个物体上了。相互作用力的两个力作用在两个物体上;平衡力的两个力作用在同一物体上了。

14、弹簧测力计在所用过程中应特别注意的:

(1)测力计受力静止时,它的两端都受到力的作用,但测力计示数只表示其中一个力的大小。

(2)弹簧的伸长是各个部分都在伸长,若弹簧断了,去掉断的部分,剩余部分受到同样大小的力伸长的长度比原来的要短,因此测量值偏小。

(3)把测力计倒过来使用,测力计的示数表示的是物体的重力与测力计重力的和,物体的重力=测力计的示数-测力计的自身重力。

15、判断液面升降的技巧:

1、从水中把物体捞到船上时有以下特点:

2、从船上把物体扔到水里时有以下特点:

情况二:一块冰浮在液面上,当冰全部融化后,液面变化有以下特点:

16、判断物体具有那种能的技巧:

(1)判断物体是否具有动能,关键看物体是否在运动。

(2)判断物体是否具有重力势能,关键看物体相对与参考面是否有高度。

(3)判断物体是否具有弹性势能,关键看物体有没有发生弹性形变。

18、在太空和月球上不能做的事有:

(1)指南针不能使用。

(2)不能利用降落伞进行降落。

(3)内燃机不能工作。

(5)人不能面对面直接交谈。

19、在月球上会发生的事有:

(1)可以用天平称物体质量。

(2)人可以举起比自己重的物体。

(3)人可以在上面用笔写字。

(4)在月球上的机器不需要进行防腐、防锈处理。

(5)在上面看天空是黑色的。

20、宇航服具有的特点:

21、为什么火箭用液氢做燃料?

(2)燃烧后生成物是水,无污染。

(3)液态氢便于储存和运输,可以节约空间,以便于储存更多的燃料。

22、火箭的蒸馏罩应具备的特点:

初中物理电学综合问题难点和易错点整理

一、理清“短路”概念。

在教材中,只给出了“整体短路”的概念,“导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路,叫短路。”而在电学综合题中常常会出现局部短路的问题,如果用导线将某个用电器(或某部分电路)首尾相连就形成局部短路。局部短路仅造成用电器不工作,并不损坏用电器,因此是允许的。因它富于变化成为电学问题中的一个难点。

局部短路概念抽象,学生难以理解。可用实验帮助学生突破此难点。实验原理如图1,当开关S闭合前,两灯均亮(较暗);闭合后,L1不亮,而L2仍发光(较亮)。

为了帮助初中生理解,可将L1比作“有阻”,而开关

S的局部短路通道则比作是“无阻”。电流只会“走无阻”而不会去“走有阻”。即L1短路不工作,电流从导线经过。

识别串、并联有三种方法,⑴、电流法;⑵、等效电路法;⑶、去表法。⑴、电流法:即从电源正极出发,顺着电流的流向看电流的路径是否有分支,如果有,则所分的几个分支之间为并联,(分支前后有两个节点)如果电流的路径只有一条(无分支点),则各元件之间为串联。此方法学生容易接受。

⑵、节点法:没经过用电器,导线再长都相当于一个节点,观察每个用电器两端的端点确定它在电路中的位置。图2、图3是对各电阻的连接情况分析。

如上图2各个A点都与电源正极相连,各个B点与电源负极相连,可以简化为图3。在图3中,R1、R2、R3的并联关系也就显而易见了。

⑶、去表法:由于电压表的内阻很大,并联在电路中时,通过它的电流很小,可忽略不计。故在电路中去掉电压表,不会影响电路结构,电压表所在之处可视为开路。而电流表的内阻很小,串联在电路中几乎不影响电路的电流强度,因而,在电路分析中,电流表可以看成一根导线,去掉后改成一根导线即可。、三、串、并联电路中总电阻的变化特点

1.两个电阻无论是串还是并联,其中一个电阻增加,总电阻都增加。原因:串联时,R=R1+R2,若R1增大,则R增大并联时,1/R=1/R1+1/R2

1/R1减小,则1/R减小,所以R增大。

欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。即I=

。注意点:(1)三个量必须是同一时刻,对同一电阻(或同一段电路)而言的。即一

(2)注意不变量和变量:在R一定时,I与U成正比。在U一定时,I与R成反比。(3)

R=U/I的理解:R可以通过U/I的比值求出,但R的大小不是由U/I决定的,R的大小由公式R=ρL/S的因素决

五、R1、R2串、并联在电路中公式

1.串联分压(1)I=I1=I2(2)U=U1+U2(3)R=R1+R2(4)各量比例关系: 串正比(指各种量之比与电阻之比的关系属于正比用电流相等推导)

R=R1R2/(R1+R2)(4)各量比例关系: 并反比(指各种量之比与电阻之比的关系属于反比用电压相等推导)

六、关于灯泡的额定电压、额定功率和实际电压、实际功率的问题

灯泡铭牌上标的“220V 60W”就是灯泡的额定电压和额定功率。.额定电压(U0)

实际功率(P)对某用电器而言,额定电压、额定功率只有一个。对某用电器而言,实际电压、实际功率可有很多个。当U

;灯很亮,易烧坏。当U

;正常发光。例1 “220V

100W“的灯泡正常工作时的电流是多少?若把这只灯泡接到110V的电源上,灯泡的实际电功率为多少?工作10分钟消耗电能多少?1度电能让它工作多少小时?

七、电功和电功率单位问题

有的同学在计算时由于单位不统一,或者不会选择合适的单位,使计算很繁锁还容易出错。电功的单位有两个,一个是国际单位:焦耳;还有一个大单位:千瓦时(又叫度)1度=1千瓦时=3.6X106焦耳电功率的单位也有两个:W,KW

(根据串并联电路的特点)

(2).电流流向法.(电流有分支,被分支的部分是并联,无分支是串联)

(3).节点法(把开关、电流表看成导线,导线无论多长,都相当于一个节点)

(4).含有电表的――“开除电表法”(电流表相当于短路即用导线直接连接电流表两端,电压表相当于断路去掉)

1.识别含有电表电路的小窍门--(打油诗)

两表先“开除” 等效看懂图 恢复明职责

结果立即出注意:恢复电流表很容易,看它原来在哪一支路或干路上直接画出,而恢复电压表有点困难,关键看它是直接加在哪个用电器的两端(中间不能是用电器再串有电源),即是测该用电器的电压,电压表直接和它并联。

例1:请你画出如图一所示的电路的等效电路图,并说明电流表和电压表的作用。

把电流表当作导线,电压表视为开路。

(2)标出电路图的结点A、B、C、D。

根据电流路径,电流由电源正极出发经过D点和R1来到A点,电流在A点分开两路,一路通过R2到达B点,另一路通过R3到达B点,两路在B点汇合到达电源负极形成回路。画出简单易看的电路图(如图一1)。由此可知R2、R3是并联,然后再与R1串联。

恢复明职责电流表电压表复位。由电路图一可知C、A两点之间用导线连接在一起可看作同一点,电压表的两个接线柱分别连接D点和A点,所以电压表是测量R1两端的电压。电流通过A点分开两路,一路经过电流表后,再经过R3到达B点,所以电流表是测量通过R3的电流强度(如图一2)。由上面例子,可看出分析电路的重要性。在复习中应特别强调分析电路,画等效电路图的必要性,使学生掌握这个基本技能。并能养成遇到电学问题,先画出电路图。遇到电路图先分析电路的好习惯。练习:如下图示,当滑动变阻器滑片向右滑动时各表的示数如何变化2.分析开关闭合\断开(断路和短路)引起的电路变化(抓住状态,画出等效图)例2.如图所示电路,试分析各种情况下R1、R2、R3、连接方式,画出等效电路图

(1)当S1,S2都闭合时。(注意:s1,s2都闭合时,R2被局部短路)

(3)当S1断开,S2闭合时。

(4)当S1闭合,S2断开时,其等效电路图分别为:

所示的电路中,电源两端的电压为6V并保持不变,R1、R2为两个相同阻值的电阻,开关S1闭合后,下列说法中正确的是(A)A.开关S2断开时,R1两端的电压为3

B.开关S2断开时,R1两端的电压为6VC.开关S2闭合时,R1两端的电压为3VD.开关S2闭合时,R2两端电压为6V练习:如图所示电路,试分析各种情况下R1、R2、R3、连接方式,画出等效电路图

(1)当S1断开,S2闭合时。(2)当S1,S2都闭合时,(3)当S1闭合,S2断开时。(4)当S1,S2都断开时。

3.滑动变阻器引起的电路变化

例4.如下图示,当滑动变阻器滑片向右滑动时各表的示数如何变化?思路:部分电阻变化--整体电阻变化--整体电流变化--部分电流(电压)变化例5:如图四所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。

例6.在如图所示的电路中,当滑片P向左滑动时

A.电压表示数变大,灯变暗B.电压表示数变大,灯变亮C.电压表示数减小,灯变暗D.电流表示数增大,灯变亮(注意分析此题时,以电灯上电压做为电压变化的参照物,因为灯泡的电阻不变)小结:电路的识别1.有电表的“等效开除”2.有开关的注意断开、闭合抓状态3.有滑动变阻器的看变化4.关键画好等效电路图

九、有关“电路变化”的分析和计算

变化电路主要是通过开关或滑动变阻器的改变来引起电路变化的。电路中有多个开关,通过开关闭合和断开的状态变化,往往会使各用电器的连接关系发生变化,而滑动变阻器则通过滑片来改变其连入电路的有效电阻,从而使电路中的各电器的电压、电流、电功率等数值发生变化(也有改变电路结构的)

分析电路变化的方法一般可分为四步:

2.由串并联电路的特点,看电阻的变化情况。

3.一般电源的电压是不变的,由总电压(电源电压)不变,得出总电流的变化情况。

4.根据电路特点以及题意,由欧姆定律来判断部分电路电流,电压,电功率的变化。1、开关的通、断造成电路的变化当开关处在不同状态时,由于断路和短路,接入电路中的用电器,及其用电器之间的连接方式一般要发生变化,因此首先要在原电路的基础上画出各种情况下的实际等效电路。画图时注意应用串并联知识、去除电表再还原法、局部短路法等知识的应用。

例1:如图5所示电路中,电源电压保持4伏,L1的电阻为4欧,L2、L3的电阻均为16欧求:⑴、S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数。⑵、S1、S2都接通时,整个电路消耗的电功率。

例题分析:在题中的当开关处于闭合或断开的两种情况下电路结构发生了变化,可进行电路的改画,见图6。解:当S1、S2都断开时,L1、L3串联。等效电路图为:图一

当S1、S2都接通时,L2、L3并联。等效电路图为图二

2.滑动变阻器变化问题滑动变阻器连入电路中的有效电阻发生变化了,或是引起电路结构的变化,或是引起电路中电压、电流、电功率的变化。有关滑动变阻器的此类型问题,解题关键是:⑴、弄清滑动变阻器原理,滑片滑动时电阻是变大还是变小?⑵、弄清物理量是否变化,一般来说,电源的电压,定值电阻的阻值是不变,其它的物理量都是可变化的;⑶、弄清电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压;⑷、反复利用串并联电路中各量的公式以及欧姆定律来求解,注意要一一对应。例1:如图8所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表和电压表的示数变化情况是[ B

A、电流表和电压表的示数变大;B、电流表和电压表的示数变小;C、电流表示数变小,电压表示数变大;D、电流表示数变大,电压表示数变小。

例2 如图所示当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P在B端时,电压表的示数为9V,电流表的示数为0.15A;滑片在中点C时电压表的示数为6V。求:(1)滑动变阻器R2的最大阻值;(2)电源的电压和R1的阻值.。(3)电路的最大功率P解题思路:利用不变量(如电源的电压、定值电阻)列方程,两个未知数,列两个方程求解。由题意知R1与R2是串联关系,电流表测总电流,电压表测R2电压。(1)滑动变阻器的滑片P在B端时,这个时候滑动变阻器连入电路中为最大阻值。R2最大=U2/I=9v/0.15A=60欧

————制流电路、分压电路和电学实验基础知识

班级:计科1204 姓名:吕勇良

【实验名称】制流电路、分压电路和电学实验基础知识

【实验目的】 1.了解电学实验的要求、操作流程和安全知识; 2.学习电学实验中常用一区的使用方法;

3.学习连接电路的一般方法,学习用变阻器连成制流电路和分压电路的方法。【实验仪器】

电流表、电压表、电阻箱、滑线变阻器、稳压电源、开关、导线

1.接线练习:连接如图6-3和图6-4所示的电路,并相互检查。不要通电。2.考察滑线变阻器的制流作用

电路如图6-1所示。根据使用的一起确定e,r,并估算电流的范围,选用合适的电流表量程。在电路图中标注所有电路参数并设定rl>5r。严格按照电学实验操作规程,连接如图6-1所示的电路。其中r是电阻箱,改变滑线变阻器滑动端的位置,从接入全部电阻时开始,没画过全长1/10,从安培表读取一次电流强度。3.考察滑线变阻器的分压作用

按图6-2接线并设定rl>5r改变滑线变阻器滑动端的位置,没滑过全长的1/10,从伏特计读取ac两点间的电压uac。

【实验数据记录与处理】 滑线变阻器的制流作用

作图(横坐标表示x,纵坐标表示u,做分压特性曲线uac)

1.在图6-1所示的电路中,电阻r起什么作用?不用它会出现什么问题? 2.试证明:用内阻为r的伏特计来测量6-5所示线路中电阻r1两端的电位差时,伏特计的读数与r1两端的电位差的实在值之间的百分差为: r1r2 100%

又若r1=r2=100ω,rf=1000ω,再计算这个值。3.要测量如图所示6-6电路中a、b两点之间的电压,用如下的三个伏特计,试分别计算测量误差。提示:误差来源有两个:可消除和不可消除系统误差。(1)5v量程,0.5级,1000ω/v内阻(2)3v量程,1.0级,10000ω/v内阻(3)3v量程,0.5级,100ω/v内阻

【实验心得】篇二:电学实验报告(1)实验报告一

单臂、半桥、全桥电路性能的比较

学院/专业:力建学院工力10-1班 学 号: 姓 名:张海翔

中国矿业大学物理实验中心

1、观察了解箔式应变片的结构和粘贴方式

2、测试应变梁变形的应变输出。

3、比较单臂、半桥、全桥电路的输出和测试灵敏度。

根据所测数据计算灵敏度s,s=△v/△x, 并在坐标图上做出v-x关系曲线。

5、不改变差动放大器增益和调零电位器,依次将图(1)中的电桥固定电阻r1,r2,r3换成箔式应变片,分别接成半桥和全桥测试系统。重复3-4步骤,测出半桥和全桥输出电压并列表,计算灵敏度。

6、在同一坐标下描出v-x曲线,比较三种桥路的灵敏度,并作定性的结论。

五、注意事项 4、5、六、实验数据

实验七:测定金属的电阻率

1.练习使用螺旋测微器;2.学会用伏安法测电阻;3.测定金属的电阻率。

【实验原理】 根据电阻定律公式r??l,只要测量出金属导线的长度l和它的直径d,计算出导s 线的横截面积s,并用伏安法测出金属导线的电阻r,即可计算出金属导线的电阻率。【实验器材】

螺旋测微器;毫米刻度尺;电池组;电流表;电压表;滑动变阻器;电键;被测金属导线;导线若干.

(1)用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积s.

(2)按图1所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。

图1(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l。

(4)把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键s改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数i和u的值,记入记录表格内,断开电键s.求出导线电阻r的平均值. rs?d2u?(5)将测得r、l、d的值,代人电阻率计算公式??中,计算出金属l4li 导线的电阻率.

(6)拆去实验线路.整理好实验器材. 【注意事项】

1.本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电访必须采用电流表外接法. 2.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端 3.测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度.测量时应将导线拉直. 4.闭合电键s之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置. 5.在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度正的值不宜过大(电流表用0~0.6a量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.

6.求r的平均值可用两种方法:第一种是用r=u/i算出各次的测量值,再取平均值;第二种是用图像(u-i图线)的斜率来求出.若采用图像法,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑.

例1 在“测定金属电阻率”的实验中,若被测电阻丝的长度为80.00cm,电阻约为3ω~4ω,在下列器材中应选用的是(写代号). a.电压表(0~15v);b.电压表(0~3v);c.电流表(0~0.6a);d.电流表(0~3a);e.滑动变阻器(0~50ω,2a); f滑动变阻器(0~500ω,1a); g.电源(e=3v,r=0.2ω);h电源(e=10v,r=lω);i.开关;j.导线(若干).

例2测定金属电阻率的实验中,(1)如图2(a)为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图,则此金属丝的直径为 m;(2)如图2(b)为用伏安法测金属丝电阻的电路图,其中m为,n为 ;若两表示数分别如图2(c)、(d)所示,则被测金属丝的电阻r测= ;(3)用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是 .(填“偏小”、“偏大”或“准确”)

图2 例3 在测定金属丝的直径时,螺旋测微器的读数如图3所示,可知该金属丝的直径

(3)偏小 3.0.900 - 附1: 游标卡尺的原理与使用 1.工作原理:游标卡尺有三种:10分度、20分度、50分度,是根据游标尺上的总刻线长度区分的。以10分度为例看一下它的刻线原理:如图所示,当主尺和副尺的卡脚紧靠时,副尺上的零线对准主尺上的零线的每一小格为 1mm,副尺上取9mm长度在刻尺上等分为10个格。

即: 副尺每格长度= 0.9mm 主、副尺每格之差=1mm-0.9mm=0.1mm 20分度的卡尺,游标总长度为19mm,分成20等份,191mm,每格与主尺最小分度差0.05(即)mm;50分度的卡尺,游标总长度为49mm,分成50等份,每等份为mm,每格与主尺最小分度差0.02(即)mm; 5050每等份为

第一步:看游标尺总刻度确定精确定度(10分度、20分度、50分度的精确度见表)第二步:看游标尺零线,读出整毫米数;

第三步:看游标尺与主尺对齐线读出小数(不要估读);

第四步:将上面的整数和小数两部分相加,即得总长度。

①加加法:以游标尺的零刻度线对准位置读出主尺上的整毫米数,在读出游标尺上的第几条线与相近的某条线重合,将对齐的游标尺刻度乘以该卡尺的精确度(即总格的倒数),将主尺读数与游标读数相加即得测量值。

②减减法:主尺与游标尺对齐刻度的长度减去游标尺对齐这段的长度(10分度:游标尺一格9/10mm=0.9mm。20分度:游标尺一格19/20mm=0.95mm.50分度:游标尺一格49/50mm=0.98mm)3.注意事项:(1)游标卡尺读数时,主尺的读数(先换成mm)应从游标的零刻度处读,而不能从游标的边框线端读。(2)游标尺使用时,不论多少分度都不用估读20分度的读数,末位数一定是0或5;50分度的卡尺,末位数一定是偶数。(3)若游标尺上任何一格均与主尺线对齐,选择较近的一条线读数。

1、螺旋测微器(又叫千分尺)是比游标卡尺更精密的测量长度的工具,用它测长度可以准确到0.01mm,测量范围为几个厘米。

1、原理:当旋钮旋转时,可动刻度盘、测微螺杆也跟随一起转动一周,螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离,沿轴线方向的微小移动距离,就能用可动刻度盘上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm,可动刻度盘有50个等

分刻度,因此可动刻度盘每旋转一小格,相当于测微螺杆前进或后退0.01mm。可见,可动刻度盘的每一小格表示0.01mm,所以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位,可读到毫米的千分位。

2、使用:使用前应先检查零点,方法是缓缓转动微调旋钮,使测微螺杆和测砧接触,到棘轮发出声音为止,此时可动刻度盘上的左沿应与固定刻度尺的零刻线重合,可动刻度盘上的零刻线应当和固定刻度尺的基准线(长横线)对正,否则有零误差。测量时,左手持尺架,右手转动旋钮使测微螺杆与测砧间距稍大于被测物,放入被测物,转动微调旋钮到夹住被测物,棘轮发出声音为止,拨紧固旋钮使测微螺杆固定后读数。

先从主尺上读出露出的刻度值,注意主尺上有整毫米和半毫米两行刻线,不要漏读半毫米值。再读可动刻度部分的读数,看第几条刻度线与主尺重合(注意估读),乘以0.01mm即为可动读数,再将固定和可动读数相加即为测量值。(3)注意事项:①螺旋测微器读数如以mm为单位,小数点后一定要读够三位数字,如读不够,应以零来补齐。②螺旋测微器的主尺读数应注意半毫米线是都露出。③螺旋测微器的可动部分读数时,即使某一线完全对齐,也应估读零。

平凉九中物理电学实验报告

初中电学实验报告格式中主要有实验名称 实验目的和探究实验的七个要素。我结合《探究串联电路中电流规律》这个实验来给你介绍一下吧。

实验人: 同组人: 实验日期:

实验名称:探究串联电路中电流规律

1、熟练设计和连接实验电路

2、探究串联电路电流规律,学会归纳法等物理实验方法 猜想与假设:(根据实验问题进行)

实验器材:学生电源 电流表 小灯泡(两只规格不同)开关 导线(若干)

1、按实验电路图连接电路(电流表暂不接入电路)

2、检查电路,确认正确后闭合开关,看小灯泡是否正常发光

3、在电路中选择三点a b c,分别将电流表接入电路,闭合开关后记录电流表的示数

4、换用其他不同规格的小灯泡重复这个实验 进行实验:

实验记录表格:(见附图)

分析论证得出结论:(根据实验数据及分析填写)评估:

注意事项:注意人身和器材安全 篇五:电学实验报告

实验一 比例求和运算电路的设计与组装

班级 学号 姓名 成绩

一、实验目的 1.掌握用集成运算放大器组成比例求和电路。2.掌握比例、求和运算电路的特点及性能。3.掌握各部分电路的工作原理

2、lm7805芯片及其稳压电路

万用表、示波器、信号发生器、插线板和各种元件

1、二极管整流电路 在接线板上插接组装二极管整流电路,用万用表测量输入和输出电压,用示波器观测输入和输出波形,用手机拍照接线图和输出波形。

输入电压 输出电压 接线图 输出波形

在接线板上插接组装lm7805稳压电路,用万用表测量输入和输出电压,用手机拍照接线图。

输入电压 输出电压 接线图

图片粘贴处 3.电压跟随器 利用tda2822m插接组装电压跟随器。(1)用手机拍照接线图

(2)按下表内容实验并测量记录。

(3)断开直流信号,在输人端加入频率f= hz,vi mv的正弦信号,测量输出端的信号电压vo并用示波器观察vi、vo的相位关系并拍照,记录于表中。输入信号 输出信号 输入波形和输出波形

实验二 单声道音响功放电路的焊接与调试

班级 学号 姓名 成绩

1.掌握音响功放电路的工作原理和电路结构。2.掌握电阻、电容、tda2822芯片等元件的识别方法和应用。3.锻炼电路焊接、设计、改装等方面的动手能力,培养对电路故障的检测和排除能力。

2、功放电路图 tda2822功放电路原理图

三、实验仪器 tda2822集成芯片、以及电容电阻二极管三极管等常用电子元件、焊接设备、万用表、信号发生器、示波器等。

电学要分请拿走,高中物理电学总结大全

(1)定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

(3)适用条件:真空中静止的点电荷。

1、电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。

(1)三种带电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。

(2)元电荷:最小的带电单元,任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍,e=1.6×10-19C——密立根测得e的值。

1、电场能的基本性质:电荷在电场中移动,电场力要对电荷做功。

(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。

(2)定义式:φ——单位:伏(V)——带正负号计算

○1电势具有相对性,相对参考点而言。但电势之差与参考点的选择无关。

○2电势一个标量,但是它有正负,正负只表示该点电势比参考点电势高,还是低。

○3电势的大小由电场本身决定,与Ep和q无关。

○4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。

(4)电势高低的判断方法

○1根据电场线判断:沿着电场线电势降低。φA>φB

正电荷:电势能大,电势高;电势能小,电势低。

负电荷:电势能大,电势低;电势能小,电势高。

结论:只在电场力作用下,静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。

(1)定义:电荷在电场中,由于电场和电荷间的相互作用,由位置决定的能量。电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。

(2)定义式:——带正负号计算

○1电势能具有相对性,相对零势能面而言,通常选大地或无穷远处为零势能面。

○2电势能的变化量△Ep与零势能面的选择无关。

(1)定义:电场中两点间的电势之差。也叫电压。

○1电势差是标量,但是却有正负,正负只表示起点和终点的电势谁高谁低。若UAB>0,则UBA

○3电场中两点的电势差是确定的,与零势面的选择无关

○4U=Ed匀强电场中两点间的电势差计算公式。——电势差与电场强度之间的关系。

(1)定义:导体内不再有电荷定向移动的稳定状态

○1处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零。

○2感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强的大小相等,方向相反。

○3处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体表面是个等势面。

○4电荷只分布在导体的外表面,在导体表面的分布与导体表面的弯曲程度有关,越弯曲,电荷分布越多。

(1)电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,即与初末位置的电势差有关。

(2)表达式:WAB=UABq—带正负号计算(适用于任何电场)

WAB=Eqd—d沿电场方向的距离。——匀强电场

(3)电场力做功与电势能的关系

电场力做负功,电势能增加

(1)定义:电势相等的点构成的面。

○1等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷,电场力不做功。

○2等势面与电场线垂直

○4等势面的密集程度表示场强的大小:疏弱密强。

○5画等势面时,相邻等势面间的电势差相等。

(3)判断电场线上两点间的电势差的大小:靠近场源(场强大)的两间的电势差大于远离场源(场强小)相等距离两点间的电势差。

1、电场的基本性质:电场对放入其中电荷有力的作用。

(1)定义:电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷的带电量q的比值,就叫做该点的电场强度。

(2)定义式:E与F、q无关,只由电场本身决定。

(3)电场强度是矢量:大小:单位电荷受到的电场力。

方向:规定正电荷受力方向,负电荷受力与E的方向相反。

(5)其他的电场强度公式

○1点电荷的场强公式:——Q场源电荷

○2匀强电场场强公式:——d沿电场方向两点间距离

(6)场强的叠加:遵循平行四边形法则

(1)意义:形象直观描述电场强弱和方向理性模型,实际上是不存在的(2)电场线的特点:

○1电场线起于正(无穷远),止于(无穷远)负电荷

○2不封闭,不相交,不相切

○3沿电场线电势降低,且电势降低最快。一条电场线无法判断场强大小,可以判断电势高低。

○4电场线垂直于等势面,静电平衡导体,电场线垂直于导体表面

(3)几种特殊电场的电场线

四、应用——带电粒子在电场中的运动(平衡问题,加速问题,偏转问题)

1、基本粒子不计重力,但不是不计质量,如质子,电子,α粒子,氕,氘,氚

带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下都要计算重力。

2、平衡问题:电场力与重力的平衡问题。

(1)由牛顿第二定律解释,带电粒子在电场中加速运动(不计重力),只受电场力Eq,粒子的加速度为a=Eq/m,若两板间距离为d,则

(2)由动能定理解释,可见加速的末速度与两板间的距离d无关,只与两板间的电压有关,但是粒子在电场中运动的时间不一样,d越大,飞行时间越长。

3、偏转问题——类平抛运动

在垂直电场线的方向:粒子做速度为v0匀速直线运动。

在平行电场线的方向:粒子做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动

带电粒子若不计重力,则在竖直方向粒子的加速度

带电粒子做类平抛的水平距离,若能飞出电场水平距离为L,若不能飞出电场则水平距离为x 带电粒子飞行的时间:t=x/v0=L/v0——————○

1粒子要能飞出电场则:y≤d/2————————○

2粒子在竖直方向做匀加速运动:———○

3粒子在竖直方向的分速度:——————○

4粒子出电场的速度偏角:——————○

5由○1○2○3○4○5可得:

飞行时间:t=L/vO竖直分速度:

飞行时间:t=L/vO 侧向偏移量:y’=

在这种情况下,一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同。即不同粒子的侧移量,偏向角都相同,但它们飞越偏转电场的时间不同,此时间与加速电压、粒子电量、质量有关。

如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时,只要将加速度a重新求出即可,具体计算过程相同

1、电容器充放电过程:(电源给电容器充电)

充电过程S-A:电源的电能转化为电容器的电场能 放电过程S-B:电容器的电场能转化为其他形式的能

(1)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。

(2)定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间电压U的比值就叫做电容器的电容。

(3)定义式:——是定义式不是决定式

——是电容的决定式(平行板电容器)

(4)单位:法拉F,微法μF,皮法pF

○1电容器的带电量Q是指一个极板带电量的绝对值。

○2电容器的电容C与Q和U无关,只由电容器本身决定。

○3在有关电容器问题的讨论中,经常要用到以下三个公式和○3的结论联合使用进行判断

○4电容器始终与电源相连,则电容器的电压不变。电容器充电完毕,再与电源断开,则电容器的带电量不变。的平方和)

网友您好,请在下方输入框内输入要搜索的题目:

网友您好,请在下方输入框内输入要搜索的题目:

已知如图所示电路中Vcc=12V,Rc=3kΩ,静态管压降UCEQ=6V,并在输出端加负载电阻RL其阻值为3kΩ。选择一个合适的

已知如图所示电路中Vcc=12V,Rc=3kΩ,静态管压降UCEQ=6V,并在输出端加负载电阻RL其阻值为3kΩ。选择一个合适的答案填入空内。

已知图T7.1所示电路中VCC=12V,Rc=3kΩ,静态管压降VCEQ=6V;并在输出端加负载电阻RL,其阻值为3kΩ。选择一个合适的答案。

运放输出级部分电路如图4-16所示,设电源电压为±15V,忽略饱和管压降,负载电阻为1kΩ,保护电阻R为27Ω,求:
(1)请为该电路T1、T2选择合适的三极管,满足最大管耗、最大集电极电流和最大管压降的要求.
(2)若减小负载电阻的阻值,输出级保护电路工作前,负载电阻的最小值是多少?

请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!

(1)现已测得静态管压降VCEQ=6V,估算Rb约为多少;
(2)若测得的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻RL为多少?

已知图4-80所示电路中晶体管的β=100。
(1)现已测得静态管压降UCEQ=6V,估算Rb约为多少千欧:
(2)若测得的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻RL为多少千欧?

请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!

在下图桥式整流电路中,已知变压器副边电压U2=300V,负载电阻RL=300Ω,若二极管的正向管压降和反向电流忽略不计。试求:

在图15-49所示电路中,已知UCC=15V,T1和T2管的饱和管压降|UCES|=2V,输入电压足够大。求解:(1)最大不失真输出电压的有效值;(2)负载电阻RL上电流的最大值;(3)最大输出功率PoM和效率η。

双端输入、双端输出的差动放大电路如下图所示,晶体管β=50,rbe=3kΩ,其他参数标在图中,试解答:

已知某放大电路的输出电阻为3.3kΩ,输出端的开路电压的有效值UOC=2V,试问该放大电路接有负载电阻RL=5.1kΩ时,输出电压将下降到多少?

已知某放大电路的输出电阻为3.3kΩ,输出端的开路电压的有效值UoC=2V,试问该放大电路接有负载电阻RL=5.1kΩ,输出电压将下降到多少?

指针式多用电表欧姆挡的设计原理及使用中的常见问题讨论

摘要:多用电表是高中物理电学中的重要内容,教材对多用电表的设计原理和实验均有较高要求。由于实际多用电表欧姆挡的设计原理比较复杂,而教材给出的只是一个简化示意图,引起了很多学生和老师对于欧姆挡原理的疑惑,在实验中也有一些现象无法用教材中欧姆挡的基本原理来解释。本文以J0411型万用电表和MF47型万用电表为基础,给出了实际多用电表欧姆挡的电路图,并在此基础上解释了欧姆挡的设计原理、调零电阻的作用、多用电表的两个电源的作用、欧姆挡换挡、用欧姆挡测二级管的正向电阻等问题。

关键词:多用电表欧姆挡内阻调零换挡

多用电表是高中物理电学中的一个重要内容,作为闭合电路欧姆定律的具体应用,教材安排了《多用电表的原理》和《实验:练习使用多用电表》两节内容,希望学生能够理解多用电表的设计原理,并通过实验,让学生学会使用多用电表。

由于实际多量程的欧姆挡的设计原理比较复杂,而教材给出的只是双量程多用电表的一个简化示意图(如图1所示),引起了很多学生和老师对于欧姆挡原理的疑惑,在实验中也有一些现象无法用教材中欧姆挡的基本原理来解释。

笔者研究了几种常见的多用电表的电路,如J0411型万用电表和MF47型万用电表。给出了实际多用电表欧姆挡的设计原理,并以此为基础解释在多量程欧姆表设计原理和在实验中碰到的一些问题。

教材中多用电表示意图引出的问题

如图2所示是最基本的欧姆挡电路,红黑表笔短接时调节R1使电路中的电流为满偏电流Ig,根据闭合电路欧姆定律,该挡位内阻R为中值电阻)。如果要换挡至×10、×100或×1k,如果仍采用相同的电路,由于电表的满偏电流不变,而内阻需要×10、×100或×1k,所以必须将电源电动势换成15V150V1500V,教材中多量程的多用电表示意图(图1)就是如此设计的,图中34两档确实用了不同的电源EEˊ。而在实际中欧姆挡换挡是通过改变电源电动势实现的吗?一般来说不是,因为改变电动势不仅麻烦而且很难实现1500V这么高的直流电压。那么实际电表是怎样解决这个问题的呢?

2  实际多用电表欧姆挡设计原理

如图3所示是J0411型万用电表欧姆挡的等效电路,图中R1是电流挡几个电阻的总阻值,RT是调零电阻。可以把虚线框内的部分看做电流表,由图3可知,×1k挡的电路和图2的原理是相同的。其他电阻挡是在×1k挡的内阻上并联一电阻,并使其并联的等效电阻等于所要改装挡的内阻。这样,尽管电源电动势和表头的满偏电流没有发生变化,而电路中的总电流发生了变化,内阻就相应地改变了。

那么教材中的电路图是否有误呢?笔者认为应该是无误的,因为教材给出的是一个双量程的欧姆挡示意图,实际中确实有些万用表有两个不同的电源,一个是9V的干电池,用于欧姆挡最大倍率,另一个是1.5V的干电池用于欧姆挡的其他倍率。为了简化欧姆挡换挡的原理,教材的示意图还是可取的,也是符合实际的情况的。

笔者所在学校实验室使用的J0411型万用表使用的电源是两节1.5V的干电池。而另一款多用电表MF47使用的是两个电源,分别为一节1.5V的干电池,和一个9V的积层电池,如图4所示是MF47多用电表欧姆挡电路图。那为什么有些多用电表只有一个电源,而有些需要两个电源呢?

实际中有些万用表有×10k挡,由于内阻太大,使得最大电流太小,达不到表头满偏电流值,这个时候需要提高电源电动势来增大最大电流,一般9V的积层电池和1.5V的干电池串联用于欧姆挡的最高倍率。例如:

MF47型万用电表表头满偏电流46.2μA,×1挡中值电阻15Ω,最高倍率×10k,即×10k挡内阻150kΩ,若使用1.5V电源,通过电源的最大电流<46.2< span="">μA,这样无论怎样调节,指针都无法指在0欧姆处。使用两个电源串联即10.5V电源,通过电源的最大电流>46.2μA,由于表头有分流电路(如图3虚线框内电路)可以使通过表头的电流为46.2μA。所以该表的×1~×1k挡使用1.5V电源,×10k挡用10.5V电源。

J0411型万用电表的表头参数是:满偏电流130μA,中值电阻15Ω,最高倍率×1k,即×1k挡内阻15kΩ,若使用两节干电池,最大电流>130μA,已经够用。

欧姆挡调零电阻的作用

那么欧姆挡调零电阻的作用是什么呢?从图2来看,调节调零电阻的阻值,可以使表头达到满偏电流,即调节内阻与中值电阻相等。

在实际多用电表中,调零电阻的接法和作用都与图1有所区别。实际使用中一节干电池的电动势在1.5V附近,新的可能接近1.65V,旧的可能低至1.2V,由于,当电池电动势发生变化时,内阻将发生较大的变化,导致实际的中值电阻也发生较大的变化,若再按原来电阻刻度读数,便会产生较大的测量误差。在实际中,为了适应电池电动势变化时,均能在两表笔短接时使表头指针指向满刻度,设置了调零电阻——电位器RTRT上的滑动触头把RT分成两部分,一部分与表头串联,其余部分与表头并联。当电池的电动势较高时,电路中的总电流偏大,可将滑动触头向左移动,使分流增加;当电动势较低时,可将滑动触头向右移动,增大流经表头的电流。总之,当电池的电动势变化时,调节电位器RT的滑动触头,可以使两表笔短接时流经表头的电流保持满偏电流。当然改变RT的滑动触头时,整个表头回路的等效内阻Rgˊ随之改变,因而中值电阻R=RD+Rgˊ同样发生变化。如果把限流电阻RD取得大些,Rgˊ的变化相对于中值电阻的影响就可以很小。在一般万用电表中,大都采用图5所示的电路作为电阻挡的调零电路。

所以调零电阻的主要作用是适应电池电动势的变化,使电池电动势变化后表头还是能调节到满偏电流,又使该挡的内阻没有发生大的变化。

使用欧姆挡时,若原来用的是×1挡,后来换成×10或其他挡,会发现两表笔短接时指针电流超过满偏电流。按理说欧姆挡换成大倍率后,并联电阻增大,所以表的内阻也增大,表中电流应该减小才对,两者有矛盾吗?

其实是没有矛盾的。问题的关键在于通过电源的电流并不是通过表头的电流。如图4所示,换成大倍率以后,表的内阻增大,通过电源的电流减小,造成路端电压增大,所以加在表头支路两端的电压升高,通过表头的电流反而增大。

那为什么除了×1换成其他挡,流过表头的电流明显增大,而×10、×100、×1k三档互换时,流过表头的电流基本不变呢?以J0411型万用电表为例,这是因为×1挡中并联的R1只有13.6Ω,而电源内阻约1Ω,路端电压为电动势的93%。换成×10R2=151Ω时,路端电压为电动势的99%,换成×100R3=1.67k时,路端电压为电动势的99.9%。×1挡换成其他挡位时,路端电压明显增大。而其他档位互换时,路端电压本来就与电动势已经很接近,换挡后路端电压基本不变,所以流过表头的电流也基本不变。  

多用电表的实验很强调一点就是“欧姆挡换挡后要先调零,再测电阻”。那么为什么欧姆挡每次换挡后都需要调零呢?

从图3可知,欧姆挡不同挡位的电阻是计算好的,换挡时只需把开关打到相应挡位,内阻就会发生相应的改变。那么为什么每次换挡后都需要调零即调节RT呢?

原因有三,一是欧姆表在使用过程中电池电动势会略有降低;

二是由于不同挡位的路端电压不同。欧姆表换挡时流过表头的电流可能会发生变化,此时也需要通过调节调零电阻RT使表针指向0欧姆处。

三是换挡以后可能改变了电源电动势,如MF47型万用电表从其他挡换到×10k挡时变换了电源,所以需要调节RT

用欧姆挡测量二极管的正向电阻时,细心的学生会发现用不同的倍率测量,二极管的正向电阻有非常大的差异,如用J0411型万用电表欧姆挡×1挡测得某二极管正向电阻约为6.0Ω,×10挡测得约为47Ω,×100挡测得约为380Ω,×1k挡测得约为2.9kΩ。原因何在?

简单地说,由于二级管是一个非线性元件,加在二级管两端的电压不同时,二极管的导通情况不同,造成电阻有显著差异。如图6所示是某典型的二极管的伏安特性曲线,将欧姆表×100挡的电源和内阻的I-U图线画在同一个坐标系中如图线①,由两图像的交点A可求得二极管的工作电压和电流。同理将欧姆表×10档的I-U图线画在同一坐标系中如图线②,由交点B可求得二极管的工作电压和电流。同理可求出×1和×1k挡二极管的电阻,但是由于刻度原因很难在图6中表现出来。

从图6中可以看出用多用电表欧姆挡的不同倍率测量时,二极管的正向电阻是不同的,所以说测量二极管的正向电阻没有多大的实际意义,只是用来确定二极管的正负极或判断二极管的好坏。需要注意的是用欧姆挡测量二极管的导通情况时最好用×10挡或×100挡。因为×1挡电流较大,容易损坏二极管,×1k或×10k挡可能电动势较高,容易将二极管的PN结击穿。

总的来说,多用电表的欧姆挡设计原理较为复杂,考虑了与多用电表其他功能的融合,考虑了实际中电池电动势的变化,考虑了多量程的设计,难度已经超过了高中电学对学生的要求,对于大部分学生来说不需要掌握得这么深。但是对少数对电子电路有兴趣的学生,教师可以指导他们查找资料,了解实际多用电表的设计原理,解释实验中碰到的问题。也可以以课题的形式指导学生开展研究,使学生了解实际中电路设计需要注意的问题,提高学生综合运用电学知识的能力。作为教师自身,也应抓住实验现象对问题进行深入的思考研究,不断提高自己的专业水平。

1 杨介信,陈国英.《普通物理实验(二、电磁学部分)》.高等教育出版社,1997.

2 刘朝明. 《多用电表欧姆挡换挡原理分析》.物理教师,2005(2)

3 李池刚.《对教材“多用电表”一节中一副插图的疑问与探讨》.物理教师,2011(8)

4 周玉来.《为什么说用多用表测二极管电阻数值是没有意义的》.物理教师,2013(8)

5 J0411型多用电表说明书》

6 MF40型多用电表说明书》

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