题目:
为了测量一只约 5mA 的电流表的内阻,某同学设计了如图 1 所示的电路。图中 R 为电阻箱(阻值变化范围为 0~9999Ω),A 为电流表,内阻 r 不能忽略。实验过程中,当合上开关 S1,断开开关 S2 时,电流表 A 的读数为 I1;合上开关 S2,断开开关 S1 时,电阻箱 R 的读数为 R1。
(1)请根据实验原理图连接实验电路图(在图 2 中标出变阻器滑片的位置);
(2)写出电流表内阻 r 的表达式:r = ____________(用已知物理量的符号表示)。
例题:
【实验目的】
测量一个约 5mA 的电流表的内阻。
【实验原理】
利用伏安法测量电流表内阻,由于电流表有内阻,所以不能直接用伏安法测量其电阻。本实验采用伏阻法测量电流表内阻。
【实验器材】
电流表、电阻箱、电源、开关、导线若干。
【实验步骤】
①按图连接电路;
②合上开关 S1,断开开关 S2,读出电流表的示数 I1;
③合上开关 S2,断开开关 S1,读出电阻箱的示数 R1;
④求出电流表内阻 r。
【问题讨论】
①在实验操作过程中,滑动变阻器的作用是_____________;
②在实验中,电流表的示数变化范围为_____________;
③若电流表的读数偏大,则测得的电流表内阻值偏小;若电流表的读数偏小,则测得的电流表内阻值偏大。这是因为电流表的示数偏大时,电流表的分压作用_____________(填“明显”或“不明显”),而电流表的示数偏小时,电流表的分压作用_____________(填“明显”或“不明显”)。
【答案】
(2)$\frac{R_{1} - r}{I_{1}}$;保护电路;$I_{1}$;明显;不明显。
【解析】
($2$)根据闭合电路欧姆定律可得:$I_{1}(R_{1} + r) = U$,$I_{2}R_{1} = U + Ir$解得:$r = \frac{R_{1} - r}{I_{1}}$。滑动变阻器的作用是保护电路;根据闭合电路欧姆定律可得:$I = \frac{U}{R + r}$可知当$R$越大时,$I$越小,所以电流表的示数变化范围为$I_{1}$;由于电流表的分压作用明显,所以若电流表的读数偏大时,测得的电流表内阻值偏小;若电流表的读数偏小,则测得的电流表内阻值偏大。
题目:测量电流
目的:通过实验测量电流,加深对电流概念的理解。
原理:根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻。
器材:电流表一只,电源一个,导线若干。
步骤:
1. 将电流表与电源连接,确保电流表的正负极与电源的正负极对应。
2. 观察电流表的指针,记录指针初始位置。
3. 改变电路中的电阻,观察电流表的指针,记录新的位置。
4. 多次改变电阻,测量电流值。
记录数据:每次改变电阻后,记录电流表的读数。
分析数据:分析多次测量的电流值,可以发现电流的变化规律。
例题:假设电源电压为6V,连接了一个4欧姆的电阻,测量三次电流值分别为0.5A、0.7A、0.6A。根据这些数据,可以得出电流的变化规律是随着电阻的增大,电流逐渐增大。
总结:通过本次实验,我们加深了对电流概念的理解,掌握了测量电流的方法。
题目:测量电流
目的:通过测量电流来了解电路中的电流大小
原理:电流表通过测量电路中的电流大小来显示电流值。
所需器材:电流表、电源、导线若干、开关
步骤:
1. 将电流表正确地连接在电路中,注意电流表的“+”、“-”接线柱应与被测电路的相应部分相连。
2. 打开开关,让电流通过电路,此时电流表上的指针应有所动作。
3. 读取电流表上的数值,即为电流的大小。
例题:
题目:测量一个灯泡的电流
步骤:
1. 将电流表正确地连接在灯泡的电路中,注意选择合适的量程。
2. 打开灯泡的开关,让电流通过灯泡,此时观察电流表上的数值。
3. 记录并读取电流表上的数值,即为灯泡的电流大小。
常见问题:
1. 电流表指针不动或偏转不稳定的原因是什么?可能是哪些问题导致的?
答:电流表指针不动或偏转不稳定的原因可能是电源电压过低、导线接触不良、电流表本身有问题等。
2. 为什么在测量电流时需要选择合适的量程?
答:选择合适的量程可以避免电流表损坏和读数误差。如果选择的量程过大,会导致电流表过载,可能烧坏电流表;如果选择的量程过小,则会导致读数误差。
3. 如何正确地拆下电流表?
答:在拆下电流表之前,应该先关闭电源和开关,以确保安全。拆下电流表时,应该先断开接线柱,再断开指针部分。安装时则相反,先安装指针部分,再安装接线柱。
4. 为什么有时测量结果偏大或偏小?
答:测量结果偏大或偏小可能是由于读数误差、导线电阻、电源内阻等原因导致的。为了减小误差,应该选择合适的量程、正确连接电流表、确保电路接触良好等。
