第十章电路及其应用.docx

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1、第十章电路及其应用1自主活动温度对导体电阻的影响活动指导该活动通过实验测量，演示温度对导体电阻的影响。将电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、开关、电源等按必修第三册教材图10-16搭建电路。闭合实验电路中的开关，改变滑动变阻器的阻值，点击记录多组不同的电压值、电流值和温度值。由表10-1显示的测量数据可见，所测灯丝的电阻值随电流的增大而增大，温度随电流的增大而增大。也可利用数据绘制I-U图像，如图10-1所示。由图像也可以直观地看出电阻阻值不是一个定值，而是随电压增加逐渐增大的。表10-1电流HA电压UN温度tC电阻R0.080.1126.01.380.130.3126.72.380.160.

2、6028.23.750.190.9029.44.740.221.2331.55.590.251.5633.56.240.281.9635.77.000.322.4938.77.780.342.9341.58.620.373.3644.59.080.413.9648.09.660.434.4251.410.280.45.8454.610.76图10-1思考如何用这幅/-U图像计算小灯泡的阻值?2学生实验长度测量及其测量工具的选用实验指导1 .实验说明长度测量是最普遍、最基本的测量。常用的长度测量工具是刻度尺。一般情况下，应根据不同的测量要求选择不同精度的长度测量工具。比刻度尺精度高的测量工具有游

3、标卡尺、螺旋测微器等。有时还需要根据被测物体的自身条件和所处环境选择不同的测量方法。本实验的目的是测量金属丝的长度与截面直径。由于长度与直径要求的精度不同，所以应选择、使用不同的测量工具。在物理实验中，金属丝长度的测量般使用刻度尺。如果使用单独的金属丝进行测量,应注意金属丝尽量不要弯折，保持其自然顺直状态，以使长度测量尽量准确。测量直径时,可根据金属丝直径大小和测量要求选择测量工具,本实验选用螺旋测微器。在测量直径时,为了减小金属丝粗细不均匀带来的误差,可在不同的位置多次测量取平均值。2 .实验操作(参见必修第三册教材第58页)(1)用刻度尺测量金属丝的长度，将数据记录在记录表中。(2)打开数

4、字显示螺旋测微器的电源开关，在测砧与测微螺杆接触时调零。将金属丝置于测砧与测微螺杆之间；旋转旋钮，当测砧即将夹紧金属丝时，改旋微调旋钮使测砧夹紧金属丝。将显示屏上显示的金属丝直径数值记录在记录表中。实验报告实验名称长度测量及其测量工具的选用实验目的测量金属丝的长度与截面直径。实验原理用刻度尺测量金属丝的长度，用数字显示螺旋测微器测量金属丝的直径。多次测量取平均值以减小误差。实验器材不同规格的金属丝，刻度尺，数字显示螺旋测微器。实验方法与步骤(I)用刻度尺测量金属丝的长度，将数据记录在数据记录表中。(2)用数字显示螺旋测微器测量金属丝横截面的直径。打开电源开关，在测砧与测微螺杆接触时调零；将金属

5、丝置于测砧与测微螺杆之间；旋转旋钮，当测砧即将夹紧金属丝时，改旋微调旋钮使测砧夹紧金属丝；将显示屏上显示的金属丝直径数值记录在数据记录表中。实验数据记录表10-2实验序号12345平均值金属丝长度/mm金属丝直径dimm实验数据处理结果分析与实验结论金属丝的长度I=m；金属丝的截面直径C1.=mo讨论与思考说明本实验误差的主要来源。3学生实验测量金属丝的电阻率实验指导1 .实验说明本实验的目的是测量金属丝的电阻率。教材在相关内容的一开始，就给出了测量原理。-rz2R利用电阻定律可得：P=登。所以，测得金属丝的长度1.、直径d、电阻R,通过计算即可得到金属丝的电阻率po由于金属丝的长度1.直径d

6、在上一个实验中都已经测得，本实验只要测量一定长度的金属丝对应的电阻值，便可得出金属丝的电阻率Po本实验采用伏安法测量金属丝的电阻。需要用到合金金属丝、学生稳压电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线等器材。由于金属丝的电阻率会受温度的影响，实验时金属丝通电的时间不宜过长。2 .实验操作测量金属丝长度：用刻度尺测量金属丝的长度，将数据记录在表中。测量金属丝直径：（1）打开数字显示螺旋测微器的电源开关，在测砧与测微螺杆接触时调零。（2）将金属丝置于测砧与测微螺杆之间。（3）旋转旋钮，当测砧即将夹紧金属丝时，改旋微调旋钮使测砧夹紧金属丝，将显示屏上显示的金属丝直径数值记录在表中。实验报告实验名称

7、测量金属丝的电阻率实验目的测量金属丝的电阻率。实验原理（参见“实验说明”）实骗器材学生稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测金属丝、开关、导线等。实验方法与步骤（1）测量金属丝的长度与截面直径（参见“学生实验:长度测量及其测量工具的选用”）。（2）按照教材图10-27连接电路。（3）闭合开关，调节滑动变阻器，记录多组电压、电流值。（4）处理数据，得出金属丝的电阻值。（5）利用电阻定律计算出金属丝的电阻率。实验数据记录表10-3金属丝长度1.=；金属丝直径d=.实验序号电压值UN电流值7/A12345实验数据处理根据实验数据，绘制U-I图像（图10-2）,得出金属丝阻值Ro图10-2金属丝的

8、电阻R=o结果分析与实验结论金属丝的电阻率p=m。讨论与思考与其他实验小组分享、比较同一材料电阻率的测量结果，并通过查表对比标准值与所测值之间的差异。分析实验误差产生的原因，提出减少误差的方法。4学生实验用多用电表测量电学中的物理量实验指导1 .实验说明本实验的目的是学会使用数字式多用电表，测量定值电阻两端的电压、流过的电流及电阻的阻值。在实验前，需要观察数字式多用电表外观，包括功能旋钮、插孔、显示屏等。同时，还需要观察其外壳、表笔是否完好，并打开电源观察电量指示灯，如若出现损坏或电量不足应立刻更换。在测量电阻时，应使电路断开，再将多用电表连接在电阻两端；在测量直流电压时，应将多用电表并联在待

9、测用电器两端：在测量直流电流时，应将多用电表串联接入所需测量的支路。若在测量直流电压和电流时，多用电表出现负数，应检查红、黑表笔插孔及连接位置是否正确。2 .实验操作（1）将电阻、电源以及开关按图10-3所示的方式连接。I.（2）接通电路，将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，其量程IIE应大于电阻两端的电压的估计值，其中红色表笔应连接高电势处，测s量电阻R两端的电压U,记录数据。IWI（3）将多用电表的选择开关旋至直流电流挡，其量程应大于通过电阻电流的估计值，将多用电表串联入电路中，其中红色表笔应为电图U?流流人端，测量通过电阻R的电流/,记录数据。（4）断开电路，将多用电表的选择开关旋至欧姆

10、挡，可以用自动量程选择.也可以根据待测电路的估测值选择合适的电阻量程挡，将红、黑表笔连接在电阻两端，用多用电表测电阻R的阻值，并记录。实验报告实验名称用多用电表测量电学中的物理量实骐目的了解数字式多用电表的外部结构，学会使用数字式多用电表测量直流电压、电流及电阻阻值。实验原理数字式多用电表的内核实质上是一个直流数字式电压表,在此基础上连接多个电子转换器来实现测量多种电学量的功能，因此，实验操作时应根据待测量相应调节功能旋钮并更换表笔插孔。实验器材数字式多用电表、干电池、定值电阻、开关、导线等。实Sft方法与步骤将电阻、电源及开关按图10-3所示的方式连接，使用数字式多用表依次测量电阻R两端的电

11、压U、流过电阻R的电流/及电阻R的阻值。实驶数据记录表10-4实验序号电压UIV电流/A电阻值Rg12345实验数据处理结果分析与实验结论电阻R两端电压U=Vo流过电阻R的电流I=A0电阻R=o讨论与思考在测量电阻的实验中，若数字式多用电表上出现数值溢出，这可能是什么原因造成的？应如何纠正？5自主活动电源电动势及内阻的探究活动指导活动目的：了解水果电池的制作方法，观察电池的外电压随外电阻的变化，了解电动势及内阻对外电路的影响。该实验器材由两片金属片（铜片、锌片）、水果（苹果、柠檬等）、小灯泡、导线和多用电表组成。将铜片、锌片间隔一定距离插入水果中，这便制成了一个水果电池，其中铜片为电池的正极，

12、锌片为负极。用多用电表测量水果电池正、负极间的电势差，并观察、记录测量数值。将一个额定电压小于测量数值的小灯泡通过导线连接在电池两极间，观察小灯是否被点亮。用多用电表测量水果电池在连接小灯后的两极间电势差，并观察、记录数据。比较一下两次数据有什么不同，结合小灯的亮暗，思考引起这一现象的原因。在实验时，如果难以找到铜片、锌片，也可以使用其他金属片代替。若选择其他材质的金属片，可能导致未连接小灯时电池正、负两极间电势差降低，但即使该数据小于小灯额定电压，仍然可以观察到电池连接小灯前后正、负两极间电势差的变化。猜想导致这一现象的原因。田幸心书有同学认为，水果电池连接小灯后两端电压降为O是因为水果电池

13、连接小灯后就立即没电了。能否设计一个实验来证实或者推翻这一看法？6学生实睑测量电源的电动势和内阻实验指导1 .实验说明电源电动势和内阻是电源的重要参数。根据闭合电路欧姆定律，电源电动势E、内阻八外电压U、电流/和外电阻R等物理量间存在关系式E=I（H+r）=U+Irf因此，可以通过测量外电压U、电流入外电阻R等物理量，求出电源电动势及内阻。如使用伏安法测量时，由关系式E=U+Ir可知，如果能测得至少两组（U,Z）数据，就可以通过求解代数方程求得E及为了减小误差，在实验中应多次测量。若使用两组数据计算电动势及内阻，难以避免因一组数据存在较大误差而导致计算数据不准确。因此本实验可采用图像法处理数据

14、，利用多组测量数据绘制图线，根据公式，结合图线中的截距、斜率求得电动势及内阻。如采用伏安法测量时，可以U作为纵坐标，/作为横坐标，绘制U-I图像，该图像为一条直线且与纵轴相交，其交点的纵坐标即为电动势E的大小，图线斜率的绝对值为内电阻r的大小,即I。=7=r本实验还可以采用其他方法，如伏阻法（测量电压、电阻）、安阻法（测量电流、电阻）等。试制定实验方案，选择合适的实验器材，完成实验操作与实验报告。2 .实验操作（1）把电压传感器、电流传感器分别接入数据采集I器第一、二输入口。,rJ1.1.（2）如图10-4所示,连接滑动变阻器、电压传正1VIiI感器、电流传感器、开关等器材，并断开s,将滑动变丁（V）阻器阻值调到最大。丫G（3）打开软件，点击“计算表格”，调整所有窗口-位置，以便在实验过程中观测。图10-4（4）闭合开关S,改变滑动变阻器的触点，使其阻值逐渐减小，同时点击“点击记录”按钮，记录多组不同的电压、电流值。（5）打开“数据分析”中的“绘图”界面，设%轴为“A”，y轴为“U”，点击“图线分析”中的“拟合”，选择“一次函数”，得到实验结果。实验报告实验名称测量电源的电动势和内阻实验目的(1)掌握测量电源的电动势和内阻的原理