电学设计实验的规律总结.doc

十堰市一中2010级培优班物理辅导第二讲：电学设计实验总结高二物理组：李秀学2011、10、27 一、一个中心 物理电学实验考查形式多样，题型变化多端，但几乎所有题型都围绕一个核心，即测电阻，如测定值电阻的电阻、电源的内阻、表头的内阻等。二、两个基本点在各种实验考查中，解决问题的最终落点多在于测量电路的选择和供电电路的选择上。（一）、测量电路的选择电流表接入的方式有两种，即外接法和内接法，无论采用哪种接法，由于电表内阻的影响都会存在系统误差。为了减少误差，常常采用下列方法进行选择电路：1、临界值计算法：取临界电阻，与之比较：如被测电阻比临界电阻大则内接法，测量值为，测量值偏大；如被测电阻比临界电阻小则则外接法，测量值为，测量值偏小；如被测电阻与临界电阻接近则内外均可。把以上内容记成口诀：“大内大、小外小”。2、试触法在、均未知的情况下，可采用试触法，如图，将电键分别接触a、b两点，电流表和电压表计数分别为：、。当时，选用内接法；，选用外接法。（二）供电电路的的选择：分压器：结构简单，节能限流器：电压调节范围大选择方法可能从下面几个方面综合考虑：（1）、若负载阻值远大于滑动变阻器的最大值，分压式；若负载阻值与滑动变阻器的最大值相差不多，则分压、限流均可。（2）、若要求负载上的电压或者电流从零开始连续调节，则必须用分压电路。（3）两种均可的情况下，若要求电源消耗功率小，则必须用限流式电路。三、设计电路的三条原则1、安全性；2、精确性；3、方便性；四、四个基本实验1、测定金属丝的电阻率；2、描绘电灯泡的伏安特性曲线3、测定电源的电动势和内阻（伏安法、电流表或者电压表与电阻箱结合）4、练习使用多用电表、测电压； 、测电流；、测电阻：红正黑负、中值附近、大小小大、换档调零、测二极管的正反向电阻。五、定值电阻的五种应用1、用于改装电表或扩大已有电表的量程常见情况：、将电流表改装为电压表；、扩大电流表量程；、扩大电压表量程。例1、为了测定一节干电池的电动势和内阻，在实验中备有下列器材：干电池（电动势约为 1 . 5V ，内阻小于 1) ；电流表 G（满偏电流 1 . 5 mA ，内阻RG=20)；电流表 A ( 00.6A ，内阻0.1)；滑动变阻器 R1 (020，10A )；滑动变阻器 R2 ( 0100，1A )；定值电阻 R3=980n ，开关，导线若干。请你画出利用本题所提供的器材而设计的实验电路图（实验数据要求尽量准确） .2、用于保护电路例2、现有一特殊的电池，其电动势 E 约为9V，内阻 r 在 35一55范围内，允许通过的最大电流为50 mA 。为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图所示的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以忽略；R为电阻箱，阻值范围为09999；R0是定值电阻，实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A、10 2.5 W B、50、1.0WC、150、1.0 W D、1500、5.OW本实验应选用_，其作用是_。3、用来增大待测量，减少实验误差例3、在“测电源电动势和内阻”的实验中，实验室提供了下列器材：电压表 Vl (03V ) 电压表 V2 (015V)电流表A1（00.6A） 电流表 A2 ( 03A ) 滑动变阻器R1(020，10A) 滑动变阻器 R2 (0100，0.5A) 阻值为1的标准定值电阻 R0 开关 1 只，导线若干已知待测电源为电动势约2V，内阻约 0 . 1的蓄电池，为了使测量出的电动势和内阻都尽可能准确，实验时：电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。请画出本实验的电路图，并简要说明你的理由4、已知电流的定值电阻可当作电压表使用例4、现欲测测量某一电流表 A 的内阻 r1，给定器材有：A、待测电流表 A （量程300 A ，内阻 r1约为100 ) B、电压表 V （量程3V ，内阻 r2= 1 k )C、电源 E （电动势 4V ，内阻忽略不计）D、定值电阻 R=10E、滑动变阻器 R2（阻值范围0 20，允许通过的最大电流0.5A ) F、开关 S 一个，导线若干要求测量时两块电表指针的偏转均超过量程的一半、画出测量电路原理图；、电路接通后，测得电压表读数为U，电流表读数为I，电流表内阻 rl=_。5、已知电压的定值电阻可当作电流表使用例5、测量一电压表的内阻，给定的器材有：A、待测电压表（量程2V ，内阻约 4 k)B、电流表量程1.2 mA ，内阻约500C、直流电源 E 约2.4V，内阻不计D、定值电阻 3 个：R1=40000, R2=10000；R3 = 15 000开关及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过量程的一半试从3个固定电阻中选用一个与其他器材一起组成测量电路，画出原理图。六、测电阻的六种方法1、欧姆表直接刚量法：此方法简单，只能粗测，为精测提供依据。2、伏安法：3、替代法：此法简捷、精确度高，没有系统误差，但要完成实验必须有电阻箱、用电流表作为计表仪器：、用电压表作为计表仪器：注：计表仪器可能不读出刻度值。4、比值法原理为：例题：右图为一电学实验的实物连线图。该实验可用来测量待测电阻Rx 的阻值（约500 ）。图中两个电压表量程相同，内阻都很大。实验步骤如下：、调节电阻箱，使它的阻R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端。、合上开关s、将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转。、记下两个电压表V1和V2的读数U1和U2、多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下V1和V2的多组读数U1和U2。、求Rx的平均值。回答下列问题：A、画出实验的电路图；B、不计电压表内阻的影响，用U1、U2、和R0表示Rx的公式为Rx_。C、考虑电压表内阻的影响，用U1、U2、R0、V1的内阻r1、V2的内阻r2表示