高三物理《電學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題復(fù)習(xí)》教師

1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)一、電路設(shè)計(jì)或器材選擇原則1、安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，實(shí)施過(guò)程中不應(yīng)對(duì)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(zhǔn)確性：在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的小。保證流過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過(guò)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(cè)讀誤差。 3、便于調(diào)節(jié)：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)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(duì)比2、內(nèi)、外接法的確定方法：將待測(cè)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(duì)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(dòng)頭在最右端滑動(dòng)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(cè)量）要求從零開(kāi)始，或要求大范圍測(cè)量。B變阻器阻值比待測(cè)對(duì)象小得多（若用限流，調(diào)不動(dòng)或調(diào)節(jié)范圍很?。?。C用限流，電路中最小的電壓（或電流）仍超過(guò)用電器的額定值或儀表量程。四、實(shí)物圖連接的注意事項(xiàng)和基本方法注意事項(xiàng)：連接電表應(yīng)注意量程選用正確，正、負(fù)接線柱不要接錯(cuò)。各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上，不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉。對(duì)于滑動(dòng)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(shí)要特別注意不能將線接到滑動(dòng)觸頭上。基本方法：畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。分析各元件連接方式，明確電流表與電壓表的量程。畫(huà)線連接各元件。(用鉛筆畫(huà)線，以便改錯(cuò))連線方式應(yīng)是單線連接，連線順序應(yīng)先畫(huà)串聯(lián)電路，再畫(huà)并聯(lián)電路。 一般先從電源正極開(kāi)始，到電鍵，再到滑動(dòng)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(lái)；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(jìn)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(cè)量電阻的方法一、歐姆表粗測(cè)二、伏安法（電壓表電流表）原理：部分電路歐姆定律，測(cè)出電阻兩端的電壓和通過(guò)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(zhǔn)確性）（1）利用已知內(nèi)阻的電壓表:利用“伏伏”法測(cè)定值電阻的阻值（用電壓表算電流）【例題1】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值（9001000）：電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)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(dòng)變阻器R，最大阻值約為100；單刀單擲開(kāi)關(guān)K，導(dǎo)線若干。測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖。（2）利用已知內(nèi)阻的電流表：利用“安安”法測(cè)定值電阻的阻值（用電流表算電壓）【例題2】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值。器材（代號(hào)）與規(guī)格如下：電流

5、表A1（量程250mA,內(nèi)阻r1為5)；標(biāo)準(zhǔn)電流表A2（量程300mA,內(nèi)阻r2約為5）；待測(cè)電阻R1（阻值約為100）；滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值10）；電源E（電動(dòng)勢(shì)約為10V，內(nèi)阻r 約為1）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。要求方法簡(jiǎn)捷，并能測(cè)多組數(shù)據(jù)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào).需要直接測(cè)量的物理量是_,用測(cè)的量表示待測(cè)電阻R1的計(jì)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(zhǔn)確地測(cè)量它的阻值，實(shí)驗(yàn)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(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表、電壓表、變阻器分別是： 。畫(huà)出所用實(shí)驗(yàn)電路圖。四、電表內(nèi)阻的測(cè)量方法 1、互測(cè)法：電流表、電壓表各一只，可以測(cè)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(cè)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(cè)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(kāi)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(kāi)關(guān)S2，保持R1的滑動(dòng)片位置不動(dòng)，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(dāng)R1>> R2時(shí)，可認(rèn)為合上S2后，整個(gè)電路的電阻幾乎沒(méi)有發(fā)生改變，即總電流幾乎沒(méi)有發(fā)生改變，故可近似認(rèn)為RA=R2。誤差分析：合上開(kāi)關(guān)S2后，電路的總電阻減小，干路上的電流增大，流過(guò)R2的電流大于流過(guò)電流表A的電流。故電流表內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。在電流表不超過(guò)量程的前提下，電壓越高，測(cè)量誤差越小。故電源電動(dòng)勢(shì)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(kāi)開(kāi)關(guān)S2，保持R1的滑動(dòng)片位置不動(dòng)，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(dāng)R1<< R2時(shí)，可認(rèn)為斷開(kāi)S2后，整個(gè)電路的電阻幾乎沒(méi)有發(fā)生改變，即從

8、分壓器分出的電壓幾乎沒(méi)有發(fā)生改變，故可近似認(rèn)為RV =R2。誤差分析：合上開(kāi)關(guān)S2后，電路的總電阻增大，干路上的電流減小，滑動(dòng)變阻器右端電阻上的分壓減小，滑動(dòng)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(cè)量值大于真實(shí)值，在變阻器不超過(guò)額定電流的前提下，變阻器的阻值越小，測(cè)量誤差越小。 4、 電表的改裝及校正：（1）用“半偏法”測(cè)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(pán)刻度改變?yōu)橄鄳?yīng)的標(biāo)度，則電流表就變?yōu)橐粋€(gè)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(cè)量范圍不大。如果要擴(kuò)大它的測(cè)量范圍（即量程），可以在電流表上串聯(lián)一個(gè)分壓電阻方法來(lái)實(shí)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對(duì)。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，V是標(biāo)準(zhǔn)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(duì)改裝的電壓表的示數(shù)是否正確。核對(duì)時(shí)要注意搞清楚改裝后電流表刻度盤(pán)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(shí)的百分誤差。例如改裝的電壓表在滿刻度2V時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)為

10、21V，滿刻度時(shí)的百分誤差就是|2.1-2|/2.148%。 【例題4】某型號(hào)電池的電動(dòng)勢(shì)約為3.7V，內(nèi)阻約2，允許通過(guò)的最大電流為300mA?，F(xiàn)欲測(cè)定其電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，給定的器材有：待測(cè)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(kāi)關(guān)S一個(gè)；導(dǎo)線若干。 如果在上述兩個(gè)電表中只選用一個(gè)電表與其它器材組成測(cè)量電路，為使測(cè)量結(jié)果有盡可能高的精確度，應(yīng)選用的電表是 ，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出測(cè)量電路圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出。） 某同學(xué)用設(shè)計(jì)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(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r?，F(xiàn)為了使測(cè)量結(jié)果更精確，在不改變實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)電路的前提下，請(qǐng)你提出一條建議： 課后習(xí)題1為了測(cè)定木塊A和木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，圖甲為其實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中的主要操作有：A用彈簧秤測(cè)出木塊A的重力為G=6.00 N；B用彈簧秤測(cè)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(guò)程中用手按住木塊和木板；D松開(kāi)按住木塊和木板的手，讓其運(yùn)動(dòng)，并即刻讀出彈簧秤的示數(shù)。該同學(xué)的上述操作中有一個(gè)步驟是多余的，有一個(gè)步驟存在錯(cuò)誤。多余的步驟是 ，存在錯(cuò)誤的步驟是 。（填步驟序號(hào)）存

12、在錯(cuò)誤的步驟應(yīng)該修改為 。在聽(tīng)取意見(jiàn)后，該同學(xué)按正確方法操作，讀數(shù)時(shí)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(xué)的測(cè)量數(shù)據(jù)，可得到木塊A和木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 。2某同學(xué)用一游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)一工件的長(zhǎng)度，測(cè)得結(jié)果如下圖所示，則該工件的長(zhǎng)度為L(zhǎng)= cm3如圖是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F等是按時(shí)間順序先后打出的計(jì)數(shù)點(diǎn)（每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有三個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)未畫(huà)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(chē)加速度大小是 m/s2，方向是 4某同學(xué)想用伏安法測(cè)量一未知電阻Rx的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電源E：電動(dòng)勢(shì)3V待測(cè)電

13、阻Rx電流表A1：量程為05mA，內(nèi)阻不詳，但不超過(guò)10電流表A2：量程為01mA，內(nèi)阻50滑動(dòng)變阻器R：最大阻值為50電阻箱R：阻值09999.9開(kāi)關(guān)S導(dǎo)線若干該同學(xué)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(duì)電阻Rx進(jìn)行試測(cè)，測(cè)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(xué)是用電流表 （填表的代號(hào)）進(jìn)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(cè)結(jié)果可知：接法 采用的是電流表外接法；接法 測(cè)量的結(jié)果

14、較為準(zhǔn)確。該同學(xué)的測(cè)量電路中，變阻器能否作為限流器串接在電路中？請(qǐng)簡(jiǎn)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(shí)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(lái)，連接成如圖乙所示電路，用該電阻做測(cè)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(gè)簡(jiǎn)單的“電阻溫度計(jì)” （1）實(shí)際使用時(shí)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(biāo)識(shí)“電阻溫度計(jì)”的溫度刻度時(shí)，需弄清所測(cè)溫度和電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，請(qǐng)用E、r、R0、R、K等物理量表示所測(cè)溫度t與電流I的關(guān)系式

15、：t= ；（3）由（2）知：計(jì)算溫度和電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要測(cè)量電流表內(nèi)阻（約為200），已知實(shí)驗(yàn)室有下列器材：滑線變阻器（R1），電阻箱（R2）此外還有電動(dòng)勢(shì)合適的電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)用“半偏法”測(cè)電流表內(nèi)阻的電路6有一根細(xì)長(zhǎng)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(zhǎng)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(wú)法直接測(cè)量請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)量中空部分的截而積?，F(xiàn)有如下器材可供選擇：A毫米刻度尺B螺旋測(cè)微器C電流表（）D電流表（）E電壓表（）F滑動(dòng)變阻器（）G滑動(dòng)變阻器（）H蓄電池（）I開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干除待測(cè)金屬管

16、線外，還應(yīng)選用的器材有 （只填器材的代號(hào)字母）。在方框中畫(huà)出你所設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在右圖中把所選儀器連成實(shí)際測(cè)量電路。實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的物理量有： 。計(jì)算金屬管線內(nèi)部中空部分截面積的表達(dá)式， 。7有一只小燈泡，額定電壓為6V，額定功率約為3W，請(qǐng)用下列器材測(cè)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(dòng)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(dòng)勢(shì)約為10V、內(nèi)阻很小 開(kāi)關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖（2）實(shí)驗(yàn)中，電壓表的示數(shù)應(yīng)調(diào)為_(kāi)V，若此時(shí)電流表示數(shù)為 0.48A，則小燈泡的額定功率

17、為_(kāi)W8實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器：05 ，額定電流2 A電池：電動(dòng)勢(shì)2 V，內(nèi)阻不計(jì).另有電鍵，導(dǎo)線若干要較精確地測(cè)出A1表的內(nèi)阻和滿偏電流在方框內(nèi)畫(huà)出測(cè)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(hào)是 。只有電流從標(biāo)有“” 號(hào)的端流入，從標(biāo)有“一”號(hào)的一端流出時(shí)，它才能發(fā)

18、光，這時(shí)可將它視為一個(gè)純電阻?，F(xiàn)有某廠家提供的某種型號(hào)的發(fā)光二極管的伏安特性曲線如圖所示。 己知該型號(hào)的發(fā)光二極管的正常工作電壓為20V。若用電動(dòng)勢(shì)為9V ，內(nèi)阻可以忽略不計(jì)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(hào)的發(fā)光二極管允許通過(guò)的最大電流為56mA ，請(qǐng)用實(shí)驗(yàn)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(cè)發(fā)光二極管直流電源 E（電動(dòng)勢(shì)45V ，內(nèi)阻可以忽略不計(jì)）滑動(dòng)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(dǎo)線若干為準(zhǔn)確、方便地進(jìn)行檢測(cè)，電壓表應(yīng)選用 ，電流表應(yīng)選用 。（填字母符號(hào)） 畫(huà)出利用 中器材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。10用如圖所示的裝置可以測(cè)量棱鏡的折射率，ABC表示待測(cè)直角棱鏡的橫截面，棱鏡的兩個(gè)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(dāng)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(cè)出 就可以算出棱鏡的折射率。寫(xiě)出計(jì)算折射率的表達(dá)式= 11待測(cè)電阻Rx的阻值約為80，現(xiàn)要準(zhǔn)確測(cè)定其電阻值，給出的器材有：電源E（電動(dòng)勢(shì)18V，內(nèi)電阻未知），定值電阻R2=200，滑動(dòng)變阻器R3，總阻值20，滑動(dòng)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(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。試設(shè)計(jì)