电学实验:伏安法与电源的特性

电学实验的核心矛盾:电表不是理想的。电流表有微小内阻、电压表会分走电流——怎么接表、怎么读图决定了测得准不准。这一篇覆盖两个必做实验与一类重要元件。

伏安法测电阻:内接还是外接

用电压表测 两端电压、电流表测通过它的电流,。但两表必然一个“测不准”:

口诀记法:大内小外——大电阻用内接、小电阻用外接。更稳的办法是试触法:两次接法中哪个表的读数变化明显,就说明它被“污染”得更少,选变化小的那种接法。

测电源的电动势和内阻

电源的特性由两个参数描述:电动势 与内阻 ,满足 。用电压表测路端电压 、电流表测干路电流 ,改变滑动变阻器取多组 :

– 图线是一条下降直线:纵轴截距就是 ,斜率大小就是 。让直线“跑”出大量数据点的共同趋势,偶然误差自动被平均掉——这是图像法在电学里的标准用法。注意内阻较小时电流要控制得小(放电太猛会发热改变内阻),必要时给电源串一个定值保护电阻。

多用电表与传感器初探

多用电表是“三表合一”:直流电压挡、直流电流挡、欧姆挡(外加交流挡)。欧姆挡内部自带电池,读数 = 刻度 × 倍率,每次换挡必须调零;测电阻时被测元件要与电路断开。

欧姆挡的原理恰好是理解传感器的钥匙——传感器把“非电学量”翻译成电阻变化:

应用俯拾皆是:光控路灯(光敏电阻 + 电磁继电器)、火灾报警(热敏电阻)、电子秤(应变片)……“非电学量 → 电阻 → 电压/电流 → 电路做出反应”,这条翻译链条就是传感器的全部逻辑。

小结