高中物理电学实验要点总结

高中物理电气实验要点综述一、困难形成的原因1、电流表、电压表对读数规则的认识模糊，导致读数的有效数字错误2、滑动压敏电阻电流限制，无法掌握两个控制电路的原理，错误地选择了控制电路3、如果不掌握实验测量电路、电器的选择原理，就会发生电路、仪表选择错误4、未明确分类电气实验的重点“电阻的测量”方法，引起了思想混乱5、缺乏创新性实验设计的平时模拟方法、转换方法、放大方法、比较方法、替换方法等实验思维方法，在全新的实验方案中找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案。受思维定势影响而掌握的实验原理不足，仪器的使用缺乏根据新情况的移动利用、创新意识。第二，艰难的突破口1、电流表、电压表读数规则：电流表范围一般有两种：0.1至0.6A，0至3a。电压表范围一般有两种：03V、015V。如图10-1所示：相同的电流表、电压表的范围不同，因此它们属于不同的范围，每个单元表示的电流、电压值不同，因此电流表、电压表读数更复杂，测量值的有效数字位数更容易出错。以下是不同表，不同范围的读数规则。电压表、电流表03V、03A范围内的最小刻度(精度)分别为0.1V、0.1A和10百分度米读数。读数规则相对简单，只需在小数点后添加读数。如图所示，电压表读数为1.88V，电流表读数为0.83A。如果指针正好位于第2位，则读取为2.00V(或a)。在0到15V的范围内使用电压表时，最小刻度为0.5V，2百分度米读数。读取值的小数点后只能有一位小数，还必须有一位小数。如图所示，指针直接位于10刻度线右侧的刻度线(即拨号上的第21条小刻度线)读取为10.5V，如果指针位于这两个刻度线之间的中点，则指针分别为10.1V、10.2V、10.3V、10.4V或10.4v，具体取决于指针接近两个刻度线的程度不能以10.25V读取，如果是，则出现两个不正确的数字，即小数点后的2和5，不符合读数规则，读数应为9.3V，如上图所示。使用电流表0-0.6A范围时，最小刻度为0.02A，5百分度米读数。读数规则类似于0-15v电压计，读取值的小数点后只有两位小数，还必须有两位小数。如上图所示，电流表读取为0.17A，如果指针在第11个刻度上，则读取为0.22A，在第10个刻度上，读取为0.20A，在第12个刻度上，读取为0.24A。2、滑动变阻器应用分析防滑路障是近年来多次直接或应用高考电气设计实验命题的电气实验中常用的仪器。滑动变阻器连接设计控制电路选择方法在历代考生考试中仍有困难。滑动可变电阻电流限制和电压分离方法的特征：图10-2所示的两个电路中，滑动可变电阻(最大电阻R0)同时控制调整负载RL的电压和电流强度，一般将图(a)电路称为电流限制连接方式，将图(b)电路称为电压分割连接方式。电流限制方法。如图(a)所示，电压中的电压调整范围为：显然，在R0RL上滑动触点从b滑动到a的过程中，首先电流表、电压表上的电压没有太大变化，然后在极小的电阻变化范围内，电流表、电压表的读数变化很快，或者读数不方便，只有RL与R0几乎相同的情况下，才能对电流和电压进行相当大的控制。只要能达到相同的目的，限流方法就能节约更多能源，电路连接更简单。分压法。如图(b)所示，电压调整范围为0 e，与RL相比，R0越小，r的电压变化线性性越好。在R0RL中，即使UL更改的范围为0-e，也很少写入数据。在这种情况下，当幻灯片从左端滑动到右端，接近右端时，电压表上显示几乎为零，然后突然上升到e，对测量几乎没有用。因此，分压法使用整体电阻较小的滑动电阻器。滑动式压敏电阻电流限制和电压分割方法：两种电路都可以调整负载电阻电压和电流的大小，但是，如果在不同条件下调节效果非常不同，滑动式压敏电阻访问电路的方法应根据安全、准确性、节能、方便性的原则综合考虑，灵活选择。1.在以下三种情况下，必须使用分压连接方法(1)如果电路的电路电流或电压实现必须从0开始连续调节(例如，测量导体的电压电流特性、校准改造的计量器等)，也就是说，在大范围内测量时，应使用分压方式。(2)如果电气装置的电阻RL大于滑动电阻的最大值R0，则必须使用电压切断方法。按下图(b)时，RLR0Rap导致RL R0 Rap的并行值r和-Rap，整个电路的总电阻值约为R0，RL两端电压，显然ul-Rap较小，Rap线性关系越小，计量器的变化越平滑、均匀，易于观察和操作。(3)使用电流限制连接时，只有回路实际电压(或电流)的最小值超过RL的额定值时，才能使用电压分区方法。(1)测量时，电路的电流或电压不需要从0开始连续调整，在较小的范围内测量，如果RL与R0相差很大，或者RL比R0略小，则使用电流限制方法。(2)电源的放电电流或滑动电阻装置的额定电流太小，不能满足分割电压连接要求时，使用电流限制方法。(3)如果要求不高，只能用于安全性和准确性分析，则可以考虑可安装性和节能因素，优先采用限流方法。例如，如图10-3所示，滑动压敏电阻为最大R，负载电阻R1=R，电源电动势为e，内部电阻为无数。(1) k分离且滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？(2) k关闭，滑动头c移动时R1两端的电压范围是多少？(3) r的长度ab=L，R的单位长度的电阻在a，c之间是相等的长度为x，k连接后，添加到R1的电压U1和x的关系是？当电键分离或闭合时，电路中会发生两种截然不同的控制电路电流限制和分压，关键在于了解电流限制和分压电路的原理分析 (1) k分离后，控制电路是滑动压敏电阻电流限制方式，因此U1E(2) k闭合时，控制电路为滑动压敏电阻电压分配方式，因此，0U1E(3)这个问题调查两个控制电路获得不同控制电压范围的原理示例2:用伏安测定电阻Rx电阻。现有实验设备包括：电阻Rx(电阻值约为5，额定功率为1w)。电流表A1(范围00.6 A，内部电阻0.2)；电流表A2(范围03 A，内阻0.05)；电压表V1(范围03 V，内阻3k)；电压表V2(范围015 V，内阻15k)；滑动式压敏电阻r0 (0 50 )、电池(电动势6 V)、开关、电线。要更准确地测量Rx电阻，必须选择电压表和电流表_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，并绘制实验电路图。这个问题需要选择测试设备、测量电路和控制电路。滑动阻力的总阻力值大于正在测量的阻力Rx，因此首先考虑滑动阻力的限制电流方法正在测试的电阻Rx额定值和电阻值的近似值，包括正在测试的电阻Rx的额定值电压和额定电流的值滑动电阻器的总电阻比正在测量的电阻Rx大，因此滑动电阻的电流限制方法最先考虑，如果使用电流限制方法，则正在测量的电阻Rx的最小电流为本实验对电流和电压调节范围没有特殊要求，因此使用了限流电路。电路如图10-4所示。【摘要】滑动变阻器前电阻相对要测试的电阻大，分压式方法调节不方便，因此，限制电流方法最好，保证安全，有一定的调整范围即可。示例3:用伏安方法测量固定值电阻的设备规格如下：测量的电阻Rx(约100)；直流电流表(范围010 mA，内阻50)；直流电压表(范围03 V，内阻5k)；直流电源(输出电压4 V，无内部电阻)；滑动压敏电阻(0 15，最大允许电流1a)；一个开关，导线数。根据设备的规格和实验要求绘制实验电路图。这个问题只是给出了测量电路、控制电路的连接方法、各仪器的范围和电阻，只要计算两种连接方法中哪个合适就行了。用伏安方法测量电阻有两种连接方式：电流表内部和外部连接，因此电流表必须使用外部连接方式。在控制电路中使用可变电阻限流方法时，滑动电阻系数最大化，通过负载的电流最小，电流超过电流表的范围，因此滑动变压器必须使用分压连接方法，如图10-5所示。所有控制电路都要保证电路的安全。这是电气实验最重要的原则。电流限制布线虽然简洁方便，但在不超过电路电流额定值的情况下，必须确保一定的电压、电流范围。这个问题是，即使控制电流的最小值不超过电流表的范围，滑动电阻器的总电阻与电路的其他电阻太小，电流和电压变化范围太小，不能使用电流限制接线。3、选择实验电路和电气设备(1)回路选择安培表内部和外部回路的选择电压表的分流和电流表的分压作用导致表显示数和通过负载的电压或电流的实际值之间的误差，因此，要减少此系统误差，必须小心选择电流表的内部和外部连接，如下所示：1、直接比较方法：如果电阻电阻为RxRA，则选择安培表格内部回路，因为安培表格拆分压力较小。2、阈值计算比较方法：如果测量的电阻与电压表或电流表的电阻类似，如何确定测量的电阻r是大还是小？我们要计算两种连接方法的相对误差，可以与可用的比较。3、测试判断(错觉方法)如果未事先指定Rx、RA、RV的大小关系，则可以通过试点测试方法验证内部和外部连接。具体是：如图10-6所示，由电流表预先连接的电路组成，带电压表的一个端子，分别试验m，n两点，观察两个电度表的系数在两次触摸时如何变化。如果电流表的指示变化大于电压指示(即，连接m点时由电压表分流操作引起的错误大于连接n点时由电流表分压操作引起的错误)，则应使用内部连接方法(电压表连接n点)。如果电压表的系数变化大于电流表示(即连接n点时，电压表分压作用下的误差大于连接m点时电压表分流作用下的误差)，则应使用外接法(电压表折叠m点)。(确定口：“内部单词中间大、大、内部和外部小”，即内部方法适用于测量大电阻，系统误差大，即测量值大于实际值，外部方法适用于测量小电阻，系统误差小，即测量值小于实际值)控制电路(即滑动变阻器连接)的选择，见难点2(2)电路实验设备和范围选择应考虑以下几点：电表和其他实验仪器因过载而毁坏，是电路工作的安全。是否能满足实验要求(经常要考虑方便多次平均测量)。设备选择的一般想法是先确定实验条件，然后按电源-电压表-电流表-压敏电阻的顺序选择。按照不损坏仪表或最小化误差的原则选择仪表。首先，确保通过电流表的电流和添加到电压表的电压都不超过使用范围，然后合理选择范围。指针要有很大的偏差(通常是总偏差的三分之二)，以减少读取错误。根据电路中可能出现的电流或电压范围，选择滑动电阻器，注意通过滑动变压器的电流不要超过额定值。对于较大的电阻器，滑动头稍微移动，电流和电压发生很大变化，这是不可取的。根据实验的基本要求，必须选择仪器，在这种情况下，必须熟悉实验原理才能做出适当的选择。总之，最佳选择原则如下。a，方法误差尽可能小。b，实现更大范围的敏感调整。c、在高输出设备(电路)上尽可能节约能源；在低功耗电路中，通过在不超过电气额定值的情况下适当提高电流和电压值，提高了测试的准确度。根据上述原则，电气设备的选择有以下建议。1、电源选择：直流电源选择应根据家用电器的需要确定，一般应考虑使用电气所需的电压、电路的电流、电源电动势和允许的电流等。为了获得更多的测量数据，请在不超过可测量的最大电压值的范围内选择emf较大的电源。对于相同的电动势，通常选择内阻较小(内阻除外)的电源(获得更稳定的端电压)。选择2，米：在不超过米范围的范围内选择较小范围的米(使您可以测量整个记号的大约三分之二)。3、滑动电阻选择：应由电路的要求或可能发生的电流、电压范围选择，并且实际过流电流不应超过额定值。如果要改变可变电阻器的电阻，以读取不同的电流、电压值，应注意可变电阻器幻灯片不要发生轻微的移动电流或电压变化，幻灯片从一端滑动到另一端，避免电流或电压几乎不变的情况。如果控制电路被确定为限流连接方法，则滑动阻力系数与实验电路中其他阻力总和相差不大。如果控制回路确定为分电压连接方法，则必须选择具有额定电流允许的低电阻值的滑动电阻系数。示例4:图10-7是通过伏安法测量电阻所需的设备的物理图，设备规格如下：(1)要测试的电阻Rx(约100)(2)直流电源(输出电压4V，无内部电阻)(3)直流毫安(范围0至10毫安，内阻50)(4)直流电压表(范围03V，内部电阻5k)(5)滑动阻力(阻力范围0至15，允许最大电流1A)(6)一个电键，多条导线根据设备的规格和实验要求连接到物理图。可变电阻器的滑动触点在关闭电键之前以“”的正确位置显示。这个问题不需要选择仪器。只是合成了已经存在的仪器的电路选择，降低了一定的难度，按照已知的条件，要测试的电阻和电压表电阻差异更大，滑动电阻电阻器电阻较小。滑动电阻比Rx的电阻值小，所以滑动电阻系数必须使用分电压连接方法。测试中的电阻比电表的电阻和电压表的电阻大，因此应使用安培表外电路，如图10-8所示。如果滑动可变电阻分配器电压切断方法，则可变电阻器的滑动触点必须将