復(fù)習(xí)鞏固08 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(原卷版)-2025版高三物理寒假精-品講義_第1頁
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專題08電學(xué)實(shí)驗(yàn)??伎键c(diǎn)真題舉例\o"驗(yàn)證加速度與力成正比的實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理與誤差分析"\o"電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)"電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)2024·廣東·高考真題\o"驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)處理"\o"觀察電容器充、放電現(xiàn)象"觀察電容器充、放電現(xiàn)象2024·重慶·高考真題\o"使用多用電表測量二極管的正反向電阻"使用多用電表測量二極管的正反向電阻2024·浙江·高考真題測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻2024·甘肅·高考真題掌握觀察電容器的充、放電現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握導(dǎo)體電阻的測量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握導(dǎo)體電阻率的測量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握探究影響感應(yīng)電流方向的因素實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的分析方法和解題思路。TOC\o"1-2"\h\u核心考點(diǎn)01電學(xué)基本實(shí)驗(yàn) 一、觀察電容器的充、放電現(xiàn)象 3二、導(dǎo)體電阻的測量 4三、導(dǎo)體電阻率的測量 10四、測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 12五、練習(xí)使用多用電表 16六、描繪小燈泡的伏安特性曲線 20七、探究影響感應(yīng)電流方向的因素 21八、探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 23九、探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系 25核心考點(diǎn)02電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 27一、創(chuàng)新的方法 27二、解題的基本思路 27三、解決電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)要抓住兩點(diǎn) 27四、解題的三個(gè)要點(diǎn) 27核心考點(diǎn)01電學(xué)基本實(shí)驗(yàn)一、觀察電容器的充、放電現(xiàn)象1、實(shí)驗(yàn)原理①電容器的充電過程:如下圖所示,當(dāng)開關(guān)S接1時(shí),電容器接通電源,在靜電力的作用下自由電子從正極板經(jīng)過電源向負(fù)極板移動(dòng),正極板因失去電子而帶正電,負(fù)極板因獲得電子而帶負(fù)電。正、負(fù)極板帶等量的正、負(fù)電荷。電荷在移動(dòng)的過程中形成電流,在充電開始時(shí)電流比較大,隨著極板上電荷的增多,電流逐漸減小,當(dāng)電容器兩極板間電壓等于電源電壓時(shí)電荷停止定向移動(dòng),電流為零。②電容器的放電過程:如下圖所示,當(dāng)開關(guān)S接2時(shí),相當(dāng)于將電容器的兩極板直接用導(dǎo)線連接起來,電容器正、負(fù)極板上電荷發(fā)生中和。在電子移動(dòng)過程中形成電流,放電開始電流較大,隨著兩極板上的電荷量逐漸減小,電路中的電流逐漸減小,兩極板間的電壓也逐漸減小到零。3、實(shí)驗(yàn)裝置圖4、實(shí)驗(yàn)步驟①按實(shí)驗(yàn)裝置圖連接好電路。②把單刀雙擲開關(guān)S打在上面,使觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2連通,觀察電容器的充電現(xiàn)象,并將結(jié)果記錄在表格中。③將單刀雙擲開關(guān)S打在下面,使觸點(diǎn)3和觸點(diǎn)2連通,觀察電容器的放電現(xiàn)象,并將結(jié)果記錄在表格中。④記錄好實(shí)驗(yàn)結(jié)果,關(guān)閉電源。5、注意事項(xiàng)①要選擇大容量的電容器。②實(shí)驗(yàn)要在干燥的環(huán)境中進(jìn)行。③電流表要選用小量程的靈敏電流計(jì)。電容儲(chǔ)能已經(jīng)在電動(dòng)汽車,風(fēng)、光發(fā)電、脈沖電源等方面得到廣泛應(yīng)用。某同學(xué)設(shè)計(jì)圖甲所示電路,探究不同電壓下電容器的充、放電過程,器材如下:電容儲(chǔ)能已經(jīng)在電動(dòng)汽車,風(fēng)、光發(fā)電、脈沖電源等方面得到廣泛應(yīng)用。某同學(xué)設(shè)計(jì)圖甲所示電路,探究不同電壓下電容器的充、放電過程,器材如下:

電容器C(額定電壓10V,電容標(biāo)識(shí)不清);電源E(電動(dòng)勢12V,內(nèi)阻不計(jì));電阻箱R1(阻值滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值20Ω,額定電流電壓表V(量程15V,內(nèi)阻很大);發(fā)光二極管D1、D

回答以下問題:(1)按照圖甲連接電路,閉合開關(guān)S1,若要升高電容器充電電壓,滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向___________端滑動(dòng)(填“a”或“b”)(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置,電壓表表盤如圖乙所示,示數(shù)為___________V(保留1位小數(shù))。(3)繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置,電壓表示數(shù)為8.0V時(shí),開關(guān)S2擲向1,得到電容器充電過程的I?t圖像,如圖丙所示。借鑒“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中估算油膜面積的方法,根據(jù)圖像可估算出充電結(jié)束后,電容器存儲(chǔ)的電荷量為___________C(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)本電路中所使用電容器的電容約為___________F(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。(5)電容器充電后,將開關(guān)S2擲向2,發(fā)光二極管___________(填“D1”或“D2二、導(dǎo)體電阻的測量(五種方法)1、雙安法利用兩個(gè)電流表的組合測量電流表的內(nèi)阻或其他電阻的方法。原理:①電路圖如下,電流表A1、A2的讀數(shù)分別為I1、I2,電流表A1的內(nèi)阻為r1,定值電阻R0的電流I0=I2-I1,電流表A1的電壓U1=(I2-I1)R0。若r1為已知量,可求得R0=eq\f(I1r1,I2-I1)。若R0為已知量,可求得電流表A1的內(nèi)阻r1=eq\f(I2-I1R0,I1)。②電路圖如下,電流表A1、A2的讀數(shù)分別為I1、I2,電流表A1的內(nèi)阻為r1。則有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx,則如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,可以求出電流表A1的內(nèi)阻r1。③電路圖如下,電流表A1、A2的讀數(shù)分別為I1、I2,電流表A1的內(nèi)阻為r1。則有I1(r1+Rx)=(I2-I1)R0,則如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,可以求出電流表A1的內(nèi)阻r1?!咀⒁狻恳阎獌?nèi)阻值的電流表可當(dāng)作電壓表使用。在缺少合適的電壓表的情況下,常用電流表代替電壓表使用,這是設(shè)計(jì)電路中的常用技巧,也是高考的熱點(diǎn)之一。學(xué)校物理興趣小組設(shè)計(jì)如圖學(xué)校物理興趣小組設(shè)計(jì)如圖甲所示電路來測量一電阻Rx的阻值。其中R0是定值電阻,R是電阻箱。(1)完善下列實(shí)驗(yàn)步驟:①按照電路圖用導(dǎo)線把實(shí)驗(yàn)器材連接起來;②為安全起見,閉合開關(guān)前,電阻箱R的阻值應(yīng)調(diào)至________(填寫“最大值”或“最小值”);③閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)阻值為R時(shí)記錄電流表A1、A2的示數(shù)I1、I2;④多次改變電阻箱阻值,并記錄相應(yīng)的電流表的示數(shù);⑤把記錄的數(shù)據(jù)填在表格中,計(jì)算出eq\f(I2,I1)的值;⑥以eq\f(I2,I1)為縱軸,電阻箱阻值R為橫軸,描點(diǎn)作圖,得到如圖乙所示圖像;⑦根據(jù)圖像計(jì)算待測電阻的阻值。(2)用(2)用RA1、RA2表示電流表的內(nèi)阻,待測電阻Rx的表達(dá)式為________(用題目中所給或所測物理量表示)。(3)根據(jù)如圖乙所示的eq\f(I2,I1)-R圖像,求得Rx=________Ω。(4)考慮到電流表的內(nèi)阻,由圖乙求得的電阻值________(填寫“偏大”“偏小”或“沒有系統(tǒng)誤差”)。2、雙伏法利用兩個(gè)電壓表的組合測量電壓表的內(nèi)阻或其他電阻的方法。原理:①電路圖如下,電壓表V1、V2的讀數(shù)分別為U1、U2,,電壓表V1的內(nèi)阻r1,電壓表U1的電流I1=eq\f(U2-U1,R0),若r1為已知量,可求得R0=eq\f(U2-U1,U1)r1。若R0為已知量,可求得電壓表V1的內(nèi)阻r1=eq\f(U1,U2-U1)R0。②電路圖如下,如果電壓表V1的內(nèi)阻r1、電阻R0已知,電壓表V1、V2的讀數(shù)分別為U1、U2,根據(jù)電路知識(shí)可知流過被測電阻Rx的電流為I=eq\f(U1,r1)+eq\f(U1,R0)=eq\f(U1R0+r1,R0r1),則被測電阻為Rx=eq\f(U2-U1,I)=eq\f(U2-U1R0r1,U1R0+r1)。同理,如果R0、Rx為已知,可以由上面的關(guān)系求出電壓表V1的內(nèi)阻r1。用以下器材可測量電阻用以下器材可測量電阻Rx的阻值。待測電阻Rx:阻值約為600Ω;電源E:電動(dòng)勢約為6.0V,內(nèi)阻可忽略不計(jì);電壓表V1:量程500mV,內(nèi)阻r1=1000Ω;電壓表V2:量程6V,內(nèi)阻r2約為10kΩ;電流表A:量程0.6A,內(nèi)阻r3約為1Ω;定值電阻R0:R0=60Ω;滑動(dòng)變阻器R:最大阻值為150Ω;單刀單擲開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。(1)測量中要求兩只電表的讀數(shù)都不小于其量程的eq\f(1,3),并能測量多組數(shù)據(jù),請?jiān)趯?shí)線框中畫出測量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)若選擇測量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算Rx,則由已知量和測量物理量計(jì)算Rx的表達(dá)式為Rx=______,式中各符號(hào)的意義是________________________________________。3、等效替代法測量某電阻(或電表的內(nèi)阻)時(shí),用電阻箱替換待測電阻,若二者對電路所起的作用相同(如電流或電壓相等),則電阻箱與待測電阻是等效的。故電阻箱的讀數(shù)即為待測電阻的阻值。原理:電流等效替代,電路圖如下,實(shí)驗(yàn)步驟為:①按如圖電路圖連接好電路,并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于a端;②)閉合S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P,使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I;③斷開S2,再閉合S3,保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)仍為I;④此時(shí)電阻箱接入電路的阻值R0與未知電阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。電壓等效替代,電路圖如下,實(shí)驗(yàn)步驟為:①按如圖電路圖連接好電路,并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于a端;②)閉合S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)為U;③斷開S2,再閉合S3,保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)仍為U;④此時(shí)電阻箱接入電路的阻值R0與未知電阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。電流表A電流表A1的量程為0~200μA、內(nèi)阻約為500Ω,現(xiàn)要測量其內(nèi)阻,除若干開關(guān)、導(dǎo)線之外還有器材如下:電流表A2:與A1規(guī)格相同;滑動(dòng)變阻器R1:阻值0~20Ω;電阻箱R2:阻值0~9999Ω;保護(hù)電阻R3:阻值約為3kΩ;電源:電動(dòng)勢E約為1.5V、內(nèi)阻r約為2Ω。(1)如圖所示,某同學(xué)想用等效替代法測量電流表內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了部分測量電路,在此基礎(chǔ)上請將滑動(dòng)變阻器接入電路中,使實(shí)驗(yàn)可以完成。(2)電路補(bǔ)充完整后,請完善以下測量電流表A1內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟。a.先將滑動(dòng)變阻器R1的滑片移到使電路安全的位置,再把電阻箱R2的阻值調(diào)到________(選填“最大”或“最小”)。b.閉合開關(guān)Sb.閉合開關(guān)S1、S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1,使兩電流表的指針在滿偏附近,記錄電流表A2的示數(shù)I。c.?dāng)嚅_S1,保持S閉合、R1不變,再閉合S2,調(diào)節(jié)R2,使電流表A2的示數(shù)________,讀出此時(shí)電阻箱的阻值R0,則電流表A1的內(nèi)阻r=________。4、電橋法電橋法是測量電阻的一種特殊方法。原理:如下左圖所示,實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電阻箱R3,使靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為0;當(dāng)IG=0時(shí),有UAB=0,則UR1=UR3,UR2=URx,電路可以等效為如下右圖所示;根據(jù)歐姆定律有eq\f(UR1,R1)=eq\f(UR2,R2),eq\f(UR1,R3)=eq\f(UR2,Rx),由以上兩式解得R1Rx=R2R3或eq\f(R1,R2)=eq\f(R3,Rx),這就是電橋平衡的條件,由該平衡條件可求出被測電阻Rx的阻值。某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測量微小壓力的裝置,其電路如圖(a)所示,某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測量微小壓力的裝置,其電路如圖(a)所示,R1、R2、R3為電阻箱,RF為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器,C、D間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無窮大)。(1)先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值,示數(shù)如圖(b)所示,對應(yīng)的讀數(shù)是________Ω;(2)適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2、R3,使電壓傳感器示數(shù)為0,此時(shí),RF的阻值為________(用R1、R2、R3表示);(3)依次將0.5g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小),讀出電壓傳感器示數(shù)U,所測數(shù)據(jù)如下表所示:次數(shù)123456砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn),繪制U-m關(guān)系圖線;(4)完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后,該測量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力(4)完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后,該測量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0,電壓傳感器示數(shù)為200mV,則F0大小是________N(重力加速度取9.8m/s2,保留2位有效數(shù)字);(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測量C、D間電壓,在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F1,此時(shí)非理想毫伏表讀數(shù)為200mV,則F1______F0(填“>”“=”或“<”)。5、半偏法利用半偏法測量電流表或電壓表的內(nèi)阻時(shí),先不連接電阻箱或?qū)㈦娮柘渥柚嫡{(diào)為零,將電流表或電壓表的指針調(diào)至滿偏,然后再并聯(lián)或串聯(lián)上電阻箱,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電表示數(shù)為滿偏刻度的一半,則認(rèn)為電阻箱的阻值與待測的電流表或電壓表內(nèi)阻相等。原理:電流表半偏法,電路圖如下,實(shí)驗(yàn)步驟為:①按如圖所示連接實(shí)驗(yàn)電路;②斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R1,使電流表滿偏;③保持R1不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R2,使電流表半偏,然后讀出R2的值,則RA=R2。測量結(jié)果偏?。≧A測=R2<RA),原因:當(dāng)閉合S2時(shí),總電阻減小,總電流增大,大于原電流表的滿偏電流,而此時(shí)電流表半偏,所以流經(jīng)R2的電流比電流表所在支路的電流大,R2的電阻比電流表的電阻小,而我們把R2的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻,故測得的電流表的內(nèi)阻偏小。減少誤差的方法:選電動(dòng)勢較大的電源E,滑動(dòng)變阻器R1滿足條件為R1?RA。電壓表半偏法,電路圖如下,實(shí)驗(yàn)步驟為:①按如圖所示連接實(shí)驗(yàn)電路;②將R2的值調(diào)為零,閉合S,調(diào)節(jié)R1的滑片,使電壓表滿偏;③保持R1的滑片不動(dòng),調(diào)節(jié)R2,使電壓表半偏,然后讀出R2的值,則RV=R2。測量結(jié)果偏大(RV測=R2>RV),原因:當(dāng)R2的阻值由零逐漸增大時(shí),R2與電壓表兩端的總電壓也將逐漸增大,因此電壓表讀數(shù)等于eq\f(1,2)Um時(shí),R2兩端的電壓將大于eq\f(1,2)Um,使R2>RV,從而造成RV的測量值偏大.顯然電壓表半偏法適用于測量內(nèi)阻較大的電壓表的電阻。減少誤差的方法:選電動(dòng)勢較大的電源E,滑動(dòng)變阻器R1滿足條件為R1?RV。某同學(xué)從多用電表內(nèi)部拆出一個(gè)量程為200μA的靈敏電流表,現(xiàn)要測量該表頭的內(nèi)阻(大于2000Ω),實(shí)驗(yàn)室所提供的器材有:某同學(xué)從多用電表內(nèi)部拆出一個(gè)量程為200μA的靈敏電流表,現(xiàn)要測量該表頭的內(nèi)阻(大于2000Ω),實(shí)驗(yàn)室所提供的器材有:A.待測靈敏電流表;B.電阻箱(0~99999.9Ω);C.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為5Ω,允許通過的最大電流為0.5A);D.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為50Ω,允許通過的最大電流為0.1A);E.干電池一節(jié)(電動(dòng)勢約為1.5V,內(nèi)阻約為1Ω);F.導(dǎo)線若干、開關(guān)兩個(gè)。該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,正確連接電路后進(jìn)行了如下操作:①把滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端,閉合開關(guān),并將電阻箱的阻值調(diào)到較大;②閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使靈敏電流表滿偏;③保持開關(guān)閉合、滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,斷開開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,當(dāng)靈敏電流表半偏時(shí),電阻箱旋鈕位置如圖丙所示。請回答下列問題:(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填“”或“”);(2)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖乙補(bǔ)充完整;(3)該靈敏電流表的內(nèi)阻為Ω;(4)在操作無誤的情況下,靈敏電流表內(nèi)阻的測量值(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。三、導(dǎo)體電阻率的測量1、實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,如實(shí)驗(yàn)電路圖,取一段金屬電阻絲連接到電路中,測出電阻絲的電阻R、長度l和直徑d(S=eq\f(πd2,4)),由R=ρeq\f(l,S)得:ρ=eq\f(RS,l)(用R、S、l表示)=eq\f(πd2R,4l)(用R、d、l表示),從而計(jì)算出該電阻絲所用材料的電阻率。2、實(shí)驗(yàn)電路圖3、實(shí)驗(yàn)器材被測金屬絲,直流電源,電流表,電壓表,滑動(dòng)變阻器,開關(guān),導(dǎo)線若干,螺旋測微器,刻度尺。4、實(shí)驗(yàn)步驟用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個(gè)不同位置各測一次直徑d,求出其平均值。用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度l,反復(fù)測量三次,求出平均值。連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路。把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置。閉合開關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,記錄在表格內(nèi)。5、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理求Rx的平均值的方法:①用Rx=eq\f(U,I)分別算出各次的數(shù)值,再取平均值;②用U-I圖線的斜率求出。金屬絲電阻率的計(jì)算:ρ=Rxeq\f(S,l)=eq\f(πd2U,4lI)。6、實(shí)驗(yàn)誤差分析偶然誤差:金屬導(dǎo)線的直徑測量、長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來偶然誤差。統(tǒng)誤差:(1)采用伏安法測量金屬導(dǎo)線的電阻時(shí),由于采用的是電流表外接法,測量值小于真實(shí)值,使電阻率的測量值偏小。由于金屬導(dǎo)線通電后會(huì)發(fā)熱升溫,使金屬導(dǎo)線的電阻率變大,造成測量誤差。7、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)①先測直徑,再連電路。為了準(zhǔn)確,應(yīng)測量拉直懸空的連入電路的導(dǎo)線的有效長度(測量待測金屬絲接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度,亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測金屬絲長度),且各測量三次,取平均值。②實(shí)驗(yàn)連線時(shí),應(yīng)先從電源的正極出發(fā),依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲、滑動(dòng)變阻器連成主干線路(閉合電路),然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端。③本實(shí)驗(yàn)中被測金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法。④實(shí)驗(yàn)過程中電流不宜過大,通電時(shí)間不宜太長,以免金屬絲溫度過高,導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中變大。⑤閉合開關(guān)S之前,一定要使滑動(dòng)變阻器的滑片處在阻值最大的位置。⑥為準(zhǔn)確求出R的平均值,應(yīng)多測幾組U、I數(shù)值,若采用圖像法求R的平均值時(shí),在描點(diǎn)時(shí),要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些,連線時(shí)要盡可能地讓各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè),個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮。某同學(xué)想要測量一段合金絲的電阻率:需要先測量這段合金絲的的阻值某同學(xué)想要測量一段合金絲的電阻率:需要先測量這段合金絲的的阻值(約50Ω)。實(shí)驗(yàn)器材有:電源E(電動(dòng)勢3V,內(nèi)阻不計(jì));電流表(量程0~60mA,內(nèi)阻約5Ω);電流表(量程0~0.6mA、內(nèi)阻為100Ω);滑動(dòng)變阻器R;開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。主要操作步驟如下:(1)首先將電流表與阻值為Ω的定值電阻進(jìn)行(填寫“串”或“并”)聯(lián)改裝成量程為0~3V的電壓表;(2)設(shè)計(jì)、連接電路,該電路要盡可能精確地測定合金絲的阻值。請?jiān)谙路教摼€框內(nèi)畫出符合要求的電路圖(電路圖中的各個(gè)器材元件用、、、R、等字母標(biāo)明)。(3)根據(jù)步驟(2)中的正確電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若電流表的讀數(shù)為(單位為A),電流表的讀數(shù)為(單位為A),則的精確測量值可以表達(dá)為。(用字母、和數(shù)字表示)四、測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(3種方法)1、伏安法實(shí)驗(yàn)原理:閉合電路歐姆定律,即U=E?Ir。實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)器材:電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟:①根據(jù)電路圖連接好電路,電流表用0.6A的量程,電壓表用3V的量程;②把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置;③閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1,U1)。用同樣的方法再測量幾組I、U值,填入表格中;④斷開開關(guān),拆除電路,整理好器材。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理:①列方程組進(jìn)行求解,將兩組數(shù)據(jù)(I1,U1)和(I2,U2)代入到方程U=E-Ir得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U1=E-I1r,U2=E-I2r)),解得E、r。②用作圖法處理數(shù)據(jù),如下圖所示,由圖像可得:圖線與縱軸交點(diǎn)為E;圖線與橫軸交點(diǎn)為I短=eq\f(E,r);圖線的斜率的絕對值表示r=|eq\f(ΔU,ΔI)|。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):①應(yīng)使用內(nèi)阻大些(用過一段時(shí)間)的干電池;在實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大;每次讀完I和U的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源,以免干電池在大電流放電時(shí)E和r明顯變化。②合理選擇電壓表、電流表量程。測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí),電壓表選3V量程,電流表選0.6A量程,滑動(dòng)變阻器選0~10Ω。③在作U-I圖線時(shí),要使較多的點(diǎn)落在這條直線上,不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè),忽略個(gè)別偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn),以減小偶然誤差。實(shí)驗(yàn)誤差分析:偶然誤差:主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U-I圖像時(shí)描點(diǎn)不準(zhǔn)確。系統(tǒng)誤差:①電流表內(nèi)接法:電壓表的分流作用造成誤差,電壓值越大,電壓表分流越多,對應(yīng)的I真與I測的差越大,IV=eq\f(U,RV)。其中U-I圖像如下圖所示。結(jié)論:I真=I測+eq\f(U,RV),E測<E真,r測<r真(r測=eq\f(RV·r,RV+r))。②電流表外接法:電流表的分壓作用造成誤差,電流越大,電流表分壓越多,對應(yīng)U真與U測的差越大,UA=I·RA。其中U-I圖像如下圖所示。結(jié)論:U真=U測+I(xiàn)RA,E測=E真,r測>r真(r測=r+RA)。某同學(xué)要測量“水果電池”的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,提供下列儀器:A.待測“水果電池”(電動(dòng)勢某同學(xué)要測量“水果電池”的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,提供下列儀器:A.待測“水果電池”(電動(dòng)勢E約為4V,內(nèi)阻r約為200Ω);B.毫安表A(量程5mA,內(nèi)阻為RA=60Ω);C.電壓表V(量程4V,內(nèi)阻約5kΩ)D.電阻箱R1(0~999.9Ω);E.滑動(dòng)變阻器R(0~1000Ω);F.開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)由于毫安表的量程太小,該同學(xué)用電阻箱R1與毫安表A并聯(lián),可使其量程擴(kuò)大,取R1=eq\f(1,4)RA,則改裝后的電流表量程為毫安表滿偏電流的____倍;(2)用改裝后的電流表完成實(shí)驗(yàn),應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖中的________(選填“甲”或“乙”);(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出U-I圖線,如圖所示。由圖線可得,“水果電池”的電動(dòng)勢E=____V,內(nèi)電阻r=________Ω。(均保留三位有效數(shù)字)。2、安阻法實(shí)驗(yàn)原理:閉合電路的歐姆定律,即E=IR+I(xiàn)r。實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)器材:電源、電流表、電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。數(shù)據(jù)處理:①列方程組進(jìn)行求解,將兩組數(shù)據(jù)(I1,R1)和(I2,R2)代入到方程E=I(R+r),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E=I1R1+I(xiàn)1r,E=I2R2+I(xiàn)2r)),解方程組求得E、r。②圖像法:由E=I(R+r)可得:①eq\f(1,I)=eq\f(1,E)R+eq\f(r,E),可作eq\f(1,I)-R圖像,如圖甲所示,eq\f(1,I)-R圖像的斜率k=eq\f(1,E),縱軸截距為eq\f(r,E)。②R=E·eq\f(1,I)-r,可作R-eq\f(1,I)圖像,如圖乙所示,R-eq\f(1,I)圖像的斜率k=E,縱軸截距為-r。誤差分析:由于電流表有內(nèi)阻,導(dǎo)致電源內(nèi)阻測量不準(zhǔn)確;結(jié)論:E測=E真,r測>r真,r測=r真+rA)。用一張鋅片和一張銅片,中間夾一張浸過鹽水的紙,并從鋅片和銅片各引出一個(gè)電極,這樣就組成了一個(gè)電池。為研究該電池組的特性,某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):用一張鋅片和一張銅片,中間夾一張浸過鹽水的紙,并從鋅片和銅片各引出一個(gè)電極,這樣就組成了一個(gè)電池。為研究該電池組的特性,某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):(1)將電池組按圖甲所示接入電路,圖中電流表的量程為10mA,內(nèi)阻為100Ω;(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,發(fā)現(xiàn)當(dāng)R=100Ω時(shí),電流表的示數(shù)I如圖乙所示,則I=________mA;(3)反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,讀出多組電流表的示數(shù)I(算出eq\f(1,I)的值)和對應(yīng)電阻箱的阻值R,并在圖中描出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn),請利用已描出的點(diǎn)繪出eq\f(1,I)-R圖線;(4)由圖繪出的eq\f(1,I)-R圖線可知,該電池組的電動(dòng)勢為________V,內(nèi)電阻為________Ω。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)3、伏阻法實(shí)驗(yàn)原理:閉合電路歐姆定律,即E=U+eq\f(U,R)r。實(shí)驗(yàn)電路圖:實(shí)驗(yàn)器材:電源、電壓表、電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。數(shù)據(jù)處理:①列方程組進(jìn)行求解,將兩組數(shù)據(jù)(U1,R1)和(U2,R2)代入到方程E=I(R+r),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E=U1+\f(U1,R1)r,E=U2+\f(U2,R2)r)),解方程組可求得E和r;②圖像法:由E=U+eq\f(U,R)r得:eq\f(1,U)=eq\f(1,E)+eq\f(r,E)·eq\f(1,R)。故eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像的斜率k=eq\f(r,E),縱軸截距為eq\f(1,E),如下圖所示。誤差分析:由于電壓表有內(nèi)阻,干路電流表達(dá)式不準(zhǔn)確,導(dǎo)致電動(dòng)勢測量不準(zhǔn)確;結(jié)論為E測<E真,r測<r真。在測定兩節(jié)干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用到的器材有一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)定值電阻在測定兩節(jié)干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用到的器材有一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、一個(gè)定值電阻R0、一個(gè)開關(guān)S、兩節(jié)干電池、若干導(dǎo)線,其實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖如圖甲所示。(1)改變電阻箱的阻值R,用圖甲中的電壓表測出多組電阻箱兩端的電壓U。實(shí)物圖甲中已連接好部分電路,請按照實(shí)驗(yàn)要求將剩余部分電路連接好。(2)在坐標(biāo)紙上作出eq\f(1,U)與eq\f(1,R)的關(guān)系圖線如圖乙所示,結(jié)合圖線計(jì)算出兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢E=__________,內(nèi)阻r=__________。(結(jié)果均用a、b和R0表示)(3)若考慮電壓表并非理想電壓表,則電動(dòng)勢的測量值與真實(shí)值相比__________;內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值相比__________。(均選填“偏大”“相等”或“偏小”)(4)另一位同學(xué)將圖甲電壓表的導(dǎo)線改接在R0的c、d端,改變電阻箱的阻值R,測出多組電壓表的數(shù)據(jù)U,若用圖像法測算電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,為了使得到的圖線是一條直線,則該同學(xué)應(yīng)描繪__________。A.eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像B.U-R圖像C.eq\f(1,U)-R圖像 D.U-R2圖像五、練習(xí)使用多用電表1、認(rèn)識(shí)多用電表外形如下圖所示:上半部分為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部分為選擇開關(guān),它的四周刻有各種測量項(xiàng)目和量程。歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。2、原理圖3、用途(1)測電壓:將功能選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到直流電壓擋;根據(jù)待測電壓的估計(jì)值選擇直流電壓擋合適的量程;測量時(shí),用紅黑測試表筆使多用電表與被測電路并聯(lián),使電流從“+”插孔流入多用電表,從“-”插孔流出多用電表;根據(jù)擋位所指的量程以及指針?biāo)傅目潭戎?,讀出電壓表的示數(shù)。電路圖如下所示:(2)測電流:選擇直流電流擋合適的量程;將被測電路導(dǎo)線卸開一端,把多用電表串聯(lián)在電路中;測量時(shí),用紅黑測試表筆使多用電表與被測電路串聯(lián),使電流從“+”插孔流入多用電表,從“-”插孔流出多用電表;根據(jù)擋位所指的量程以及指針?biāo)傅目潭戎?,讀出電流表的示數(shù)。電路圖如下所示:(3)測電阻:原理如下表所示:電路圖I與Rx的對應(yīng)關(guān)系相當(dāng)于待測電阻Rx=0,調(diào)節(jié)R使,即表頭滿偏(RΩ=Rg+r+R)相當(dāng)于待測電阻Rx=∞,此時(shí)I=0,指針不偏轉(zhuǎn)待測電阻為Rx,,指針指到某確定位置刻度特點(diǎn)表頭電流滿偏I(xiàn)g處,對應(yīng)歐姆表零刻度(右側(cè))表頭電流I=0處,對應(yīng)歐姆表∞刻度(左側(cè))表頭電流I與電阻Rx一一對應(yīng),但不是線性關(guān)系,表盤刻度不均勻黑表筆與電源的正極連接,紅表筆與電源的負(fù)極連接,電流方向?yàn)椤凹t進(jìn)黑出”。當(dāng)多用電表指針指在中央時(shí)eq\f(Ig,2)=eq\f(E,RΩ+R中),故中值電阻R中=RΩ。測量步驟:①估測待測電阻阻值,選擇合適的量程;②歐姆調(diào)零;③將被測電阻接在紅、黑表筆之間;④讀數(shù):指針示數(shù)乘以倍率;⑤使用完畢:選擇開關(guān)置于“OFF”擋,長期不用應(yīng)取出電池?!咀⒁狻竣賲^(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”。機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置,機(jī)械調(diào)零調(diào)節(jié)的是表盤下邊中間的指針定位螺絲;歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置,歐姆調(diào)零調(diào)節(jié)的是歐姆調(diào)零旋鈕;②使指針指在中值附近,否則換擋;③測電阻時(shí)每換一次擋必須重新歐姆調(diào)零;④手不能接觸表筆的金屬桿;⑤測量電阻時(shí)待測電阻要與其他元件和電源斷開。(4)測量二極管的正、反向電阻:二極管:晶體二極管由半導(dǎo)體材料制成,它的符號(hào)如圖所示,左端為正極,右端為負(fù)極。電學(xué)符號(hào)如下圖所示,特點(diǎn)是當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)電阻很小,當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)電阻很大。測量方法:將多用電表歐姆調(diào)零之后,若多用電表指針偏角很大,則黑表筆接觸二極管的正極,紅表筆接觸二極管的負(fù)極,如下圖所示;若多用電表指針偏角很小,則黑表筆接觸二極管的負(fù)極,紅表筆接觸二極管的正極,如下圖所示。(5)判斷電路中的斷路故障:①直流電壓檔:將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)不為零,說明電源良好,若電壓表示數(shù)為零,說明電源損壞。②直流電流擋:將電流表串聯(lián)在電路中,若電流表的示數(shù)為零,則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。③歐姆擋:將各元件與電源斷開,然后接到紅、黑表筆間,若有阻值說明元件完好,若電阻無窮大說明此元件斷路。(6)判斷電路中的短路故障:①將電壓表與電源并聯(lián),若電壓表示數(shù)為零,說明電源被短路;若電壓表示數(shù)不為零,則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。②用電流表檢測,若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零,故障應(yīng)是短路。學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組要測量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組要測量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻??蛇x用的器材有:多用電表,電源E(電動(dòng)勢5V),電壓表V1(量程5V,內(nèi)阻約3kΩ),定值電阻(阻值為800Ω),滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω),滑動(dòng)變阻器(最大阻值5kΩ),開關(guān)S,導(dǎo)線若干。完成下列填空:(1)利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)(把下列實(shí)驗(yàn)步驟前的字母按正確操作順序排列);A.將紅、黑表筆短接B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向零歐姆C.將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的填“正極、負(fù)極”或“負(fù)極、正極”)相連,歐姆表的指針位置如圖(a)中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差,應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋(填“×1”“×100”或“”)位置,重新調(diào)節(jié)后,測量得到指針位置如圖(a)中實(shí)線Ⅱ所示,則組測得到的該電壓表內(nèi)阻為kΩ(結(jié)果保留1位小數(shù));(2)為了提高測量精度,他們設(shè)計(jì)了如圖(b)所示的電路,其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(2)為了提高測量精度,他們設(shè)計(jì)了如圖(b)所示的電路,其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(填“”或“”),閉合開關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于(填“a”或“b”)端;(3)閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片滑到某一位置時(shí),電壓表,待測電壓表的示數(shù)分別為、,則待測電壓表內(nèi)阻(用、U和表示);(4)測量得到,則待測電壓表內(nèi)阻(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。六、描繪小燈泡的伏安特性曲線1、實(shí)驗(yàn)原理用電流表測出流過小燈泡的電流,用電壓表測出小燈泡兩端的電壓,測出多組(U,I)值,在I-U坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點(diǎn),用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連起來。2、實(shí)驗(yàn)電路圖3、實(shí)驗(yàn)器材電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆、小燈泡一個(gè)((3.8V,0.3A)或(2.5V,0.6A))。4、實(shí)驗(yàn)步驟①確定電表量程,按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路。②將滑動(dòng)變阻器滑片滑到a端,閉合開關(guān),使電壓從0開始變化。③移動(dòng)滑片,測出多組不同的電壓與電流值。④在坐標(biāo)紙上以I為縱軸,以U為橫軸,建立坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn),將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來,就得到小燈泡的伏安特性曲線。⑤拆除電路,整理器材。5、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)電流表應(yīng)采用外接法:因?yàn)樾襞?3.8V,0.3A)的電阻很小,與量程為0.6A的電流表串聯(lián)時(shí),電流表的分壓影響很大。滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法:目的是使小燈泡兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化。閉合開關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到使小燈泡分得電壓為0的一端,使開關(guān)閉合時(shí)小燈泡的電壓能從0開始變化,同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲。I-U圖線在U0=1.0V左右將發(fā)生明顯彎曲,故在U=1.0V附近描點(diǎn)要密集一些,以防出現(xiàn)較大誤差。6、實(shí)驗(yàn)誤差分析偶然誤差:測量時(shí)讀數(shù)帶來誤差;描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確帶來誤差。系統(tǒng)誤差:由于電壓表不是理想電表,內(nèi)阻并非無窮大,會(huì)帶來誤差,電流表外接,由于電壓表的分流,使測得的電流值大于真實(shí)值。為了描繪一個(gè)標(biāo)有“5V為了描繪一個(gè)標(biāo)有“5V

3W”手持小電風(fēng)扇的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)小組需選用實(shí)驗(yàn)器材組成電路。讓小電風(fēng)扇兩端的電壓從0逐漸增加到5V。實(shí)驗(yàn)室中有如下器材可選用:A.電池組(電動(dòng)勢為5V,內(nèi)阻約為)B.被測小電風(fēng)扇C.電壓表(量程為,內(nèi)阻約為)D.電壓表(量程為,內(nèi)阻約為)E.毫安表(量程為,內(nèi)阻)F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為,額定電流為)G.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為,額定電流為)H.定值電阻,I.開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選(填“C”或“D”),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(填“F”或“G”)。(2)本實(shí)驗(yàn)需將毫安表改為量程為的電流表,則應(yīng)將定值電阻(填“”或“”)與毫安表(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。(3)若描繪出小電風(fēng)扇兩端電壓和流過毫安表電流的圖像如圖所示,發(fā)現(xiàn)從0開始增加電壓,直到點(diǎn)圖線是直線,其余為曲線,則小電風(fēng)扇電機(jī)線圈的電阻是(保留兩位有效數(shù)字)。七、探究影響感應(yīng)電流方向的因素1、實(shí)驗(yàn)探究如圖所示,將螺線管和電流計(jì)組成如圖所示的閉合電路,分別將條形磁鐵的N極和S極插入或拔出線圈,記錄感應(yīng)電流方向。2、實(shí)驗(yàn)器材電流表、條形磁體、電池、開關(guān)、導(dǎo)線、線圈B。3、實(shí)驗(yàn)步驟①按圖把線圈B與電流表連接成閉合電路,如下圖所示;②將條形磁鐵的N極分別插入線圈B,插入后不動(dòng),抽出線圈B,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,將結(jié)果填入設(shè)計(jì)的表格中;③將條形磁鐵的S極分別插入線圈B,插入后不動(dòng),抽出線圈B,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,將結(jié)果填入表格中。④整理器材。4、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況:圖號(hào)磁場方向感應(yīng)電流方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場方向歸納總結(jié)甲向下逆時(shí)針向上感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加乙向上順時(shí)針向下線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況:圖號(hào)磁場方向感應(yīng)電流方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場方向歸納總結(jié)丙向下順時(shí)針向下感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的減少6、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計(jì)。進(jìn)行一種操作后,等電流計(jì)指針回零后再進(jìn)行下一步操作。確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系時(shí),要用試觸法并注意減小電流強(qiáng)度,防止電流過大或通電時(shí)間過長損壞電流表。八、探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1、實(shí)驗(yàn)原理由于改變閉合電路的磁通量,就可以使閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的有無可通過連接在電路中的電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)來判定,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意探究改變閉合電路磁通量的多種方式。2、實(shí)驗(yàn)器材導(dǎo)體棒、蹄形磁鐵、條形磁鐵、零刻度在刻度盤中央的電流表、用軟鐵棒做鐵芯的線圈A、無鐵芯的內(nèi)徑略大于線圈A外徑的線圈B、千電池若干節(jié)、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干。3、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)一:①按圖把線圈B與電流表連接成閉合電路,如下圖所示;②將條形磁鐵的N極分別插入線圈B,插入后不動(dòng),抽出線圈B,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,將結(jié)果填入設(shè)計(jì)的表格中;③將條形磁鐵的S極分別插入線圈B,插入后不動(dòng),抽出線圈B,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,將結(jié)果填入表格中。④整理器材。實(shí)驗(yàn)二:①按圖接好電路,開關(guān)處于斷開,動(dòng)變阻器接入電阻較大,如下圖所示;②分別閉合、斷開開關(guān),觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,將結(jié)果填入表格中;③閉合開關(guān)后,迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況并記錄在表格中。④整理器材。實(shí)驗(yàn)三:①按圖把導(dǎo)體棒與電流表連接成閉合電路,,放在磁場中,如下圖所示;②將導(dǎo)體棒左右平動(dòng),觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,將結(jié)果填入設(shè)計(jì)的表格中;③將導(dǎo)體棒前后平動(dòng),觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,將結(jié)果填入設(shè)計(jì)的表格中;④將導(dǎo)體棒上下平動(dòng),觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,將結(jié)果填入設(shè)計(jì)的表格中。④整理器材。4、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)一:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下圖所示。線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況:圖號(hào)磁場方向感應(yīng)電流方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場方向歸納總結(jié)甲向下逆時(shí)針向上感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加乙向上順時(shí)針向下線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況:圖號(hào)磁場方向感應(yīng)電流方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場方向歸納總結(jié)丙向下順時(shí)針向下感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的減少丁向上逆時(shí)針向上實(shí)驗(yàn)二:開關(guān)閉合瞬間,有電流產(chǎn)生;開關(guān)斷開瞬間,有電流產(chǎn)生;開關(guān)閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng),無電流產(chǎn)生;開關(guān)閉合時(shí),迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,有電流產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)三:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表所示。導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向?qū)w棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向向右平動(dòng)向左向后平動(dòng)不擺動(dòng)向左平動(dòng)向右向上平動(dòng)不擺動(dòng)向前平動(dòng)不擺動(dòng)向下平動(dòng)不擺動(dòng)5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)一:只有當(dāng)磁鐵相對線圈運(yùn)動(dòng)時(shí),有電流產(chǎn)生;磁鐵相對線圈靜止時(shí),沒有電流產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)二:只有當(dāng)線圈A中電流變化時(shí),線圈B中才會(huì)產(chǎn)生電流。實(shí)驗(yàn)三:只有左右平動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒切割磁感線,有電流產(chǎn)生,前后平動(dòng)、上下平動(dòng),導(dǎo)體棒都不切割磁感線,沒有電流產(chǎn)生?!咀⒁狻恳鸶袘?yīng)電流的表面因素很多,但本質(zhì)的原因是磁通量的變化。因此,電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為:只要穿過閉合電路的磁通量變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。6、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中使用磁性較強(qiáng)的磁鐵,電流表用靈敏電流表。實(shí)驗(yàn)一中,插入磁鐵后要在線圈中停留一段時(shí)間,待電流表回到零位后再拔出,改變插拔速度,進(jìn)行觀察。實(shí)驗(yàn)二中,滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)速度不要太快,注意電路連接情況,要明確電源的電流并未進(jìn)入大線圈。實(shí)驗(yàn)二中,小線圈中放入鐵芯,可使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。九、探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1、實(shí)驗(yàn)原理互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。原線圈中電流的大小、方向不斷變化,在鐵芯中激發(fā)的磁場也不斷變化,變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。實(shí)驗(yàn)方法采用控制變量法:①n1、U1一定,研究n2和U2的關(guān)系;②n2、U1一定,研究n1和U2的關(guān)系。2、實(shí)驗(yàn)器材學(xué)生電源(低壓交流電源,小于12V)、可拆變壓器(如圖甲)、多用電表、導(dǎo)線若干。3、實(shí)驗(yàn)裝置圖4、實(shí)驗(yàn)步驟按圖乙所示連接好電路,將兩個(gè)多用電表調(diào)到交流電壓檔,并記錄兩個(gè)線圈的匝數(shù)。接通學(xué)生電源,讀出電壓值,并記錄在表格中。保持匝數(shù)不變,多次改變輸入電壓,記錄每次改變后原、副線圈的電壓值。保持輸入電壓、原線圈的匝數(shù)不變,多次改變副線圈的匝數(shù),記錄每次的副線圈的匝數(shù)和對應(yīng)的電壓值。5、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比與原、副線圈的匝數(shù)n1、n2之比的關(guān)系。6、實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)原線圈匝數(shù)不變、輸入電壓不變時(shí),隨著副線圈匝數(shù)的增加,輸出電壓增大,即副線圈電壓與副線圈的匝數(shù)成正比;當(dāng)副線圈匝數(shù)不變、輸入電壓不變時(shí),隨著原線圈匝數(shù)的增加,副線圈電壓變小,即副線圈電壓與原線圈的匝數(shù)成反比。實(shí)驗(yàn)表明原、副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比,即eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2)。7、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開電源開關(guān),再進(jìn)行操作。為了人身安全,學(xué)生電源的電壓不能超過12V,通電時(shí)不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。為了多用電表的安全,使用交流電壓擋測電壓時(shí),先用最大量程擋試測,大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量。8、實(shí)驗(yàn)誤差分析鐵芯中有磁損耗,產(chǎn)生渦流,造成誤差。原、副線圈有電阻,有熱損耗,造成誤差。原、副線圈不是理想線圈,有漏磁,造成誤差。電表的讀數(shù)產(chǎn)生誤差。一興趣小組擬研究某變壓器的輸入和輸

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