高三物理《電學實驗專題復習》教師

1、電學實驗基礎(chǔ)知識一、電路設(shè)計或器材選擇原則1、安全性：實驗方案的實施要安全可靠，實施過程中不應(yīng)對儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器。2、準確性：在實驗方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實驗誤差盡可能的小。保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般要大于滿偏度的1/3），以減少測讀誤差。 3、便于調(diào)節(jié)：實驗應(yīng)當便于操作，便于讀數(shù)。二、內(nèi)、外接法的選擇1、外接法與外接法對比2、內(nèi)、外接法的確定方法：將待測電阻與表頭內(nèi)阻比較試觸法觸頭P分別接觸A、B電壓表示數(shù)變化

2、大電流表分壓作用大外接法電流表示數(shù)變化大電壓表分流作用大內(nèi)接法三、分壓、限流接法的選擇1兩種接法及對比限流接法分壓接法電路圖電壓調(diào)節(jié)范圍電路消耗總功率閉合K前滑動頭在最右端滑動頭在最右端2選擇方法及依據(jù)從節(jié)能角度考慮，能用限流不用分壓。下列情況必須用分壓接法A調(diào)節(jié)（測量）要求從零開始，或要求大范圍測量。B變阻器阻值比待測對象小得多（若用限流，調(diào)不動或調(diào)節(jié)范圍很小）。C用限流，電路中最小的電壓（或電流）仍超過用電器的額定值或儀表量程。四、實物圖連接的注意事項和基本方法注意事項：連接電表應(yīng)注意量程選用正確，正、負接線柱不要接錯。各導線都應(yīng)接在接線柱上，不應(yīng)在導線中間出現(xiàn)分叉。對于滑動變阻器的連接，

3、要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻，在接線時要特別注意不能將線接到滑動觸頭上?；痉椒ǎ寒嫵鰧嶒炿娐穲D。分析各元件連接方式，明確電流表與電壓表的量程。畫線連接各元件。(用鉛筆畫線，以便改錯)連線方式應(yīng)是單線連接，連線順序應(yīng)先畫串聯(lián)電路，再畫并聯(lián)電路。 一般先從電源正極開始，到電鍵，再到滑動變阻器等。按順序以單線連接方式將干路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來；然后連接支路將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。連接完畢，應(yīng)進行檢查，檢查電路也應(yīng)按照連線的方法和順序。第三部分測量電阻的方法一、歐姆表粗測二、伏安法（電壓表電流表）原理：部分電路歐姆定律，測出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流后，便可求得其阻值。三、伏安

4、法的拓展（電表的選取應(yīng)注意安全性、準確性）（1）利用已知內(nèi)阻的電壓表:利用“伏伏”法測定值電阻的阻值（用電壓表算電流）【例題1】用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值（9001000）：電源E，具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1750；電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r22500；滑動變阻器R，最大阻值約為100；單刀單擲開關(guān)K，導線若干。測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖。（2）利用已知內(nèi)阻的電流表：利用“安安”法測定值電阻的阻值（用電流表算電壓）【例題2】用以下器材測量一待測電阻的阻值。器材（代號）與規(guī)格如下：電流

5、表A1（量程250mA,內(nèi)阻r1為5)；標準電流表A2（量程300mA,內(nèi)阻r2約為5）；待測電阻R1（阻值約為100）；滑動變阻器R2（最大阻值10）；電源E（電動勢約為10V，內(nèi)阻r 約為1）；單刀單擲開關(guān)S，導線若干。要求方法簡捷，并能測多組數(shù)據(jù)，畫出實驗電路原理圖，并標明每個器材的代號.需要直接測量的物理量是_,用測的量表示待測電阻R1的計算公式是R1_。（3）電壓表、電流表混合用【例題3】有一電阻Rx，其阻值在100200之間，額定功率為0.25W。要用伏安法較準確地測量它的阻值，實驗器材有：安培表A1，量程為50mA，RA1=100安培表A2，量程為1A，RA2=20電壓表V1，量

6、程為5V，RV1=10k電壓表V2，量程為15V， RV2=30k 變阻器R1，變阻范圍020 ，2A變阻器R2，變阻范圍01000，1A9V電源，電鍵，導線。實驗中應(yīng)選用的電流表、電壓表、變阻器分別是： 。畫出所用實驗電路圖。四、電表內(nèi)阻的測量方法 1、互測法：電流表、電壓表各一只，可以測量它們的內(nèi)阻：兩只同種電表，若知道一只的內(nèi)阻，就可以測另一只的內(nèi)阻：兩只同種電表內(nèi)阻都未知，則需要一只電阻箱才能測定電表的內(nèi)阻： 2、 替代法： 3、 半偏法： 恒壓半偏恒流半偏恒流半偏：合上開關(guān)S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。再合上開關(guān)S2，保持R1的滑動片位置不動，調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表的指

7、針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半。當R1>> R2時，可認為合上S2后，整個電路的電阻幾乎沒有發(fā)生改變，即總電流幾乎沒有發(fā)生改變，故可近似認為RA=R2。誤差分析：合上開關(guān)S2后，電路的總電阻減小，干路上的電流增大，流過R2的電流大于流過電流表A的電流。故電流表內(nèi)阻的測量值小于真實值。在電流表不超過量程的前提下，電壓越高，測量誤差越小。故電源電動勢宜選大些。恒壓半偏：合上S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。再斷開開關(guān)S2，保持R1的滑動片位置不動，調(diào)節(jié)R2的阻值，使電壓表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半。當R1<< R2時，可認為斷開S2后，整個電路的電阻幾乎沒有發(fā)生改變，即從

8、分壓器分出的電壓幾乎沒有發(fā)生改變，故可近似認為RV =R2。誤差分析：合上開關(guān)S2后，電路的總電阻增大，干路上的電流減小，滑動變阻器右端電阻上的分壓減小，滑動變阻器左端電阻上的電壓增大，加在R2兩端的電壓大于加在電壓表兩端的電壓。故電壓表內(nèi)阻的測量值大于真實值，在變阻器不超過額定電流的前提下，變阻器的阻值越小，測量誤差越小。 4、 電表的改裝及校正：（1）用“半偏法”測量電流表內(nèi)阻（2）電流表改裝為伏特表電流表的滿偏電流為Ig，內(nèi)阻為rg，根據(jù)部分電路歐姆定律，滿偏電壓，將電流表的表盤刻度改變?yōu)橄鄳?yīng)的標度，則電流表就變?yōu)橐粋€可以直接讀出電壓數(shù)值的電壓表。由于電流表的滿偏電壓很小，所以這樣改成的

9、電壓表的測量范圍不大。如果要擴大它的測量范圍（即量程），可以在電流表上串聯(lián)一個分壓電阻方法來實現(xiàn)。如下圖所示，設(shè)改裝好的伏特表量程為U，與電流表串聯(lián)的電阻為R，則U=Ig(rg+R),解得,即給電流表串聯(lián)一個阻值為的電阻，就可以將電流表改裝成量程為U的伏特表。（3）校核：即把改裝的電壓表跟標準電壓表進行核對。實驗電路如圖所示，V是標準電壓表，改變變阻器R2的滑片位置，使V的示數(shù)分別為05V、1V、15V、2V，并核對改裝的電壓表的示數(shù)是否正確。核對時要注意搞清楚改裝后電流表刻度盤上的每一小格表示多大電壓。最后算出改裝的伏特表滿刻度時的百分誤差。例如改裝的電壓表在滿刻度2V時，標準電壓表的讀數(shù)為

10、21V，滿刻度時的百分誤差就是|2.1-2|/2.148%。 【例題4】某型號電池的電動勢約為3.7V，內(nèi)阻約2，允許通過的最大電流為300mA?，F(xiàn)欲測定其電動勢E和內(nèi)阻r，給定的器材有：待測電池E；電阻箱R（阻值0999.9）；定值電阻R0（阻值為3）；直流電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約為6k）；直流電流表A（量程0.3A，內(nèi)阻約2）；開關(guān)S一個；導線若干。 如果在上述兩個電表中只選用一個電表與其它器材組成測量電路，為使測量結(jié)果有盡可能高的精確度，應(yīng)選用的電表是 ，請在虛線框中畫出測量電路圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號標出。） 某同學用設(shè)計的電路讀取兩組數(shù)據(jù)（R1、U1，R2、U2或R1

11、、1，R2、2），利用這兩組數(shù)據(jù)列方程組，求得待測電池電動勢和內(nèi)阻分別為E、r?，F(xiàn)為了使測量結(jié)果更精確，在不改變實驗器材、實驗電路的前提下，請你提出一條建議： 課后習題1為了測定木塊A和木板B之間的動摩擦因數(shù)，某同學設(shè)計了一個實驗，圖甲為其實驗裝置示意圖。該同學在實驗中的主要操作有：A用彈簧秤測出木塊A的重力為G=6.00 N；B用彈簧秤測出木板B的重力為G=9.25 N；C按圖甲的裝置安裝器材，安裝過程中用手按住木塊和木板；D松開按住木塊和木板的手，讓其運動，并即刻讀出彈簧秤的示數(shù)。該同學的上述操作中有一個步驟是多余的，有一個步驟存在錯誤。多余的步驟是 ，存在錯誤的步驟是 。（填步驟序號）存

12、在錯誤的步驟應(yīng)該修改為 。在聽取意見后，該同學按正確方法操作，讀數(shù)時彈簧秤的指針位置如圖乙所示，其示數(shù)為N。 根據(jù)該同學的測量數(shù)據(jù)，可得到木塊A和木板B之間的動摩擦因數(shù)為 。2某同學用一游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度，測得結(jié)果如下圖所示，則該工件的長度為L= cm3如圖是打點計時器打出的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F等是按時間順序先后打出的計數(shù)點（每兩個計數(shù)點間有三個實驗點未畫出），用刻度尺量出AB、EF之間距離分別為2.40cm和0.84cm，那么小車加速度大小是 m/s2，方向是 4某同學想用伏安法測量一未知電阻Rx的阻值，實驗室提供的器材如下：電源E：電動勢3V待測電

13、阻Rx電流表A1：量程為05mA，內(nèi)阻不詳，但不超過10電流表A2：量程為01mA，內(nèi)阻50滑動變阻器R：最大阻值為50電阻箱R：阻值09999.9開關(guān)S導線若干該同學先將其中一只電流表改裝成了量程為03 V的電壓表，然后分別利用電流表外接法和內(nèi)接法對電阻Rx進行試測，測量的數(shù)據(jù)記錄如下表 接法、次數(shù)物理量接法一接法二123123A1：I1/mA1.502.002.501.502.002.50A2：I2/mA0.500.670.840.430.570.71該同學是用電流表 （填表的代號）進行改裝的，與該表串聯(lián)的電阻箱的電阻應(yīng)該調(diào)到 。由試測結(jié)果可知：接法 采用的是電流表外接法；接法 測量的結(jié)果

14、較為準確。該同學的測量電路中，變阻器能否作為限流器串接在電路中？請簡述理由 。5如圖甲表示某電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系，圖中R0表示0時的電阻，K表示圖線的斜率若用該電阻與電池（E，r），電流表Rg，變阻器R串連起來，連接成如圖乙所示電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，于是就得到了一個簡單的“電阻溫度計” （1）實際使用時要把電流表的刻度值改為相應(yīng)的溫度刻度值若溫度t1<t2，則t1的刻度應(yīng)在t2的 側(cè)（填“左”、“右”）； （2）在標識“電阻溫度計”的溫度刻度時，需弄清所測溫度和電流的對應(yīng)關(guān)系，請用E、r、R0、R、K等物理量表示所測溫度t與電流I的關(guān)系式

15、：t= ；（3）由（2）知：計算溫度和電流的對應(yīng)關(guān)系，需要測量電流表內(nèi)阻（約為200），已知實驗室有下列器材：滑線變阻器（R1），電阻箱（R2）此外還有電動勢合適的電源、開關(guān)、導線等，請在方框內(nèi)設(shè)計一個用“半偏法”測電流表內(nèi)阻的電路6有一根細長而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖所示。此金屬材料重約，長度約為，電阻約為。已知這種金屬的電阻率為，密度為。因管內(nèi)中空部分截面形狀不規(guī)則，無法直接測量請設(shè)計一個實驗方案，測量中空部分的截而積。現(xiàn)有如下器材可供選擇：A毫米刻度尺B螺旋測微器C電流表（）D電流表（）E電壓表（）F滑動變阻器（）G滑動變阻器（）H蓄電池（）I開關(guān)一個，帶夾子的導線若干除待測金屬管

16、線外，還應(yīng)選用的器材有 （只填器材的代號字母）。在方框中畫出你所設(shè)計方案的實驗電路圖，并在右圖中把所選儀器連成實際測量電路。實驗中要測量的物理量有： 。計算金屬管線內(nèi)部中空部分截面積的表達式， 。7有一只小燈泡，額定電壓為6V，額定功率約為3W，請用下列器材測定小燈泡的額定功率：電流表A：量程00.6A、內(nèi)阻約為0.5 電壓表V：量程03V、內(nèi)阻RV=5k 滑動變阻器R:：阻值范圍020、額定電流為1A定值電阻R0：阻值R0=10k電源E：電動勢約為10V、內(nèi)阻很小 開關(guān)S一個,導線若干（1）畫出實驗電路圖（2）實驗中，電壓表的示數(shù)應(yīng)調(diào)為_V，若此時電流表示數(shù)為 0.48A，則小燈泡的額定功率

17、為_W8實驗室有如下器材： 電流表A1：滿偏電流約500 A，內(nèi)阻約500 ; 電流表A2：量程0300 A，內(nèi)阻1000 ; 電流表A3：量程01 mA,內(nèi)阻100 ; 電壓表V：量程015 V，內(nèi)阻13 k定值電阻：阻值1 k 滑動變阻器：05 ，額定電流2 A電池：電動勢2 V，內(nèi)阻不計.另有電鍵，導線若干要較精確地測出A1表的內(nèi)阻和滿偏電流在方框內(nèi)畫出測量所使用的電路.應(yīng)讀取的物理量是： .用這些量表示的A1表的滿偏電流Ig= ，A1表的內(nèi)阻rg=_.9發(fā)光二極管是目前很多用電器的指示燈的電子元件，在電路中的符號是 。只有電流從標有“” 號的端流入，從標有“一”號的一端流出時，它才能發(fā)

18、光，這時可將它視為一個純電阻?，F(xiàn)有某廠家提供的某種型號的發(fā)光二極管的伏安特性曲線如圖所示。 己知該型號的發(fā)光二極管的正常工作電壓為20V。若用電動勢為9V ，內(nèi)阻可以忽略不計的直流電源供電，為使該二極管正常工作，需要在電源和二極管之間串聯(lián)一只阻值為 的定值電阻。 己知該型號的發(fā)光二極管允許通過的最大電流為56mA ，請用實驗證明這種元件的伏安特性曲線與廠家提供的數(shù)據(jù)是否一致?？蛇x用的器材有：待測發(fā)光二極管直流電源 E（電動勢45V ，內(nèi)阻可以忽略不計）滑動變阻器 R（最大阻值為 20 ） 電壓表 V1 （量程 l0V，內(nèi)阻約 50k）電壓表 V2 （量程 5V，內(nèi)阻約 20k ） 電流表 Al

19、 （量程 100mA ，內(nèi)阻約 50） 電流表 A2 （量程 60mA ，內(nèi)阻約 100） 電鍵 S 、導線若干為準確、方便地進行檢測，電壓表應(yīng)選用 ，電流表應(yīng)選用 。（填字母符號） 畫出利用 中器材設(shè)計的實驗電路圖。10用如圖所示的裝置可以測量棱鏡的折射率，ABC表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的兩個銳角是已知的，緊貼直角邊Ac是一塊平面鏡，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當調(diào)整SO的方向，使從AB面的出射光線與SO重合,這種情況下僅需要測出 就可以算出棱鏡的折射率。寫出計算折射率的表達式= 11待測電阻Rx的阻值約為80，現(xiàn)要準確測定其電阻值，給出的器材有：電源E（電動勢18V，內(nèi)電阻未知），定值電阻R2=200，滑動變阻器R3，總阻值20，滑動變阻器R4，總阻值200，電流表A，量程00.1A，內(nèi)電阻未知，單刀雙擲開關(guān)一個，導線若干。試設(shè)計