高中物理电学实验1

1、高中物理电学实验一基本仪器091029一、中学物理中的基本实验仪器在09年考试说明中要求会正确使用的仪器冇12种：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒 表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹费秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱。（1）按功能可分成五类 长度的测量：.刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器。 时间的测量：秒表、电火花（电磁）打点记时器、（频闪照相机）。 质量的测量：天平（杆秤）。 电学量测量： .电流衣、电压表、多用电表。 电路调节：滑动变阻器、电阻箱。（2）从读数方面可分为三类 不需耍读数的仪器2种：电火花（或电磁）打点记时器，滑动变阻器。 读数时不需要估读测量仪器的仪器3

2、利-游标卡尺、秒表和电阻箱。 需要估读的测量仪器7利x .刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧称、电流表、电压表和多用电表。二、基本实验仪器的读数测量仪器的读数耍以有效数字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字，应和误差所在 位置-致。1. 在最小分度的同一位估读最小分度为2（包括0.2、0.02等），需要估计到最小分度的，如安培表档。（丄,00.6a）2最小分度为5（包括0.5、0.05等），需耍估计到最小分度的,如电压表档。（丄,015v）2. 在最小分度的下一位估读最小分度为1 （包括0.1、0.01等），需要估计到最小分度的,即估读到最小分度的下一位，如刻度尺、螺旋测微器、安培表03

3、a档、电压表03v档等。（占）3. 说明：欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读；当测量梢度要求不高或仪器精度不够 高时，也可采用丄估读。2例1（09年高安徽南卷，21 i ）用多用电表进行了几次测量，指针分別处于a、b的位置，如图10-6所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100 mama直流电压2.5 vvb电阻x 100解析：测直流电流和电压时读中间的那条刻度线。表针指位置a,直流电流l（）（）ma量程时，读笫二行 “050” 一排，最小分度为2ma,不需要在下一位估读，只要估读到最小分度的二

4、分之一，即1ma位， 我们可以估读为1 ma。所在电流表的读数为22ma + 1 ma = 23 mao电压表用2.5v量程时，读笫二行“0250”一排，最小分度为= 0.05v ,也不需耍在下一位估 读，只要估读到最小分度的五分z即0. 01v,我们可以估读为0.03vo所在电压表的读数为o.55v+o.o3v= 0.58vo欧姆表x100挡时，表针指位置b,读第一 行刻度线，表针指示位置为“3.2”，所以其读数为：3.2x100 q=320 q。答案：23； 0.57-0.58； 320。练习1。某次实验中电流表、电压表读数如下图所示，则i二a, u=v。三、电学基本实验仪器1. 电学基本

5、实验仪器分类：（1）电学量测量：电流表、电压表、多川电表，示波器。（2）电路调节：滑动变阻器、电阻箱。p2. 滑动变阻器两种接法的选取（1）根据要求选取连接方式若负载心中电流或两端电压需要从0开始连续调节，则只 能采用o分压式接法（2）根据滑动变阻器最人值阻r。和被调控（待测）电路 电阻r的人小关系确定e r=0 k当ro>1orl时，采用限流式接法电流、电压的调控效果好,操作方便。实际上,只要ro>rl，rl两端电压又不耍从0开始调节时，就町以采用限流式接法。讥冷rl时，采用。分压式接法电流、电压的调控效果好，操作方便，而且r l中的电流、两端的电压可以从0开始连续调节。当生v&

6、amp;）vlo心时，滑动变阻器的两种接法都会得到较好的调控效果。在这种情况下，应首选。 2限流式接法，这样不仅线路简单和便于调节，而且流过滑动变阻器的电流与负载电流相等，电路的总耗电 功率比分压式接法要小。（3）滑动变阻器的粗调和微调作用： 在限流电路中，全电阻较的变阻器起粗调作用，全电阻较的变阻器起微调作用。大，小 在分压电路屮，全电阻较的变阻器起粗调作用，全电阻较的变阻器起微调作用。小，大例2测定“3.0v, 0.6w”小灯泡的功率，并研究小灯泡的电流随电压变化关系的实验。器材冇：蓄 电池组6v,电流表、电压表（）3v）、变阻器，耍求实验中灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值。试画出 实验电

7、路图。l解析：题fh嘤求“实验小灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值”，这便是标志这是限流器所无法办到的。故应结成分压器，其实验电路如图3（夕卜_生牛结法分析略）o|e*r=o k3. 电流表两种接法的选择（1）电流表的内、外接电路：如图102所示，甲图所示电路为电流表外接电路（简称外接法），乙图<=h-<a>（乙）所示电路为电流表内接电路（简称内接法）。（2）两种接法的选择：设电流表、电压表内阻分别为ra、r”，被测电阻为尺工。方法一：若rx«rv，贝燧接法，若r»>ra，贝【j选接法。夕卜，内方法二：当& v 他 时，应选用接法；当&

8、 >rar,时，应选用接法；当rx = rarv时，选用o夕卜，内，两种方法均可。方法三：在爲、心均不知的情况下，可采用试触法。如图所示，分别将d端与b、c接触，如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，应采用接法；如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，应采用接法。内，夕卜例3例题：冇一个电阻rx,：其阻值大约是25kq,可供选择的器材是电流表 al (o-loou a,2kq) 电压表 vi (0-10v, 100kq ) 直流稳压电源e (15v, 1a) 电键k和若干根导线.电流表 a2 (0-50() u a, 300 q) 电压表 v2 (0-50v, 500k q )

9、 滑动变阻器r (lkq,lw)试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。 解析：1.电压表、电流表的选择 若滑动变阻器用限流接法，电路中的最小电流为imin=15v/26kq量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。若电压表选v2(50v),因为电源电压15v不足贡量程的1/3,所以电压表应选vi (10v)o由于用分压器接法时，电阻rx中 的最大电流为：imaxz = 10v /25kq = 0.4ma = 400 ma,所以电流衣选 a2c500 » a )。2.滑动变阻器的选择滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较

10、叨显的变化，在限流电路中，一般 滑动变阻器的阻值r>10rx；在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值r<0.5rxo在木题中不要求选择 滑动变阻器，但满足了后一条件，因此应连成分压式。3 安培表内接法和外接法的选择因为rx=25kq>>ra=300q,所以采用安培表内接法4.分压电路和限流电路的选择分压电路可以使待测电阻上的电压从零调到最大值，连线较复朵，分压电路消耗的额外功率大；限流 电路对电压的调卩范围较小.但连线简单，限流电路消耗的额外功率小.我们可根据这两种电路的特点， 按照实验要求进行选择。在上面例题屮，如果用限流电路，因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍，所

11、以变阻器对电流、解答：根据上 述分析，选择电流 表和电压表应为 a2 和 vi：血出实验电路 图如下：实物图连线如 图示：电压的的调节作丿lj很小.这里我们应该选川调节作川范围人的分压器电路.练习3用伏安法测一个电阻&的阻值。器材如下:待测电阻&(约2kq)；微安表(0-500u a, 内阻100q)；电压表(03v,内阻lookq)；稳压电源(输出电压20v)；变阻器(030kq)。试画出实验电路。解析：若接成限流电路,l.in=e/r =20/(2+30) x 103=0. 62x 10_3a=620 u a,大于微安表的量程，为安全计将滑动变阻器接成分压器电路如图所示。四

12、、电学仪器选择的原则(1)安全性原则：电流表和电压表在使用屮，测量对象不能超过其暈程,指针向右转过的角度就越人正、负接线柱不能接反；电源、滑动变阻器、电阻、灯泡等器材，电流和端电压不能超过它们的额定值。（2）准确性原则：在确保安全的前提下，尽对能选取小量程，以增加读数的准确性。通常应使指针至少超过满偏的三分之一。（3）方便性原则：实验仪器的调节要简单方便，包括滑动变阻器规格、分压式连接与限流式连接的 选择等。五、实物图连线的基本方法和注意事项1. 连线顺序及注意事项 依照电路图，本着先干路后支路的顺序，从电源正极开始，沿电流方向先将干路中与电源串联的器 件连接起來，主控电键要串联在干路小，再将

13、各并联的器件分清主次进行连接。 每根连线的两端都要与相关器件的接线柱相接。连线不能交叉，也不能分岔，因此连线前要合理规 划和布局。2. 电流表和电压表的连接 电流表和电压表要正确地连入电路，询者串联后者并联，正、负接线柱不能接反，正接线柱接电势 高的点，负接线林接电势低的点。 注意电流表是外接还是内接。 接线处要与所选量程相对应。3. 滑动变阻器的连接 确定滑动变阻器是采用限流式接法，还是分压式接法； 不能只将滑杆上的两个接线柱接入电路而造成短路，也不能只将下方的两个接线柱接入电路，变成 一个固定电阻。 选取恰当的阻值，注意额定电流。提示：一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等。按顺序

14、以单线连接方式将干路中要串联 的元件依次申联起来；然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。连接完毕，应进行检查，检查电 路也应按照连线的方法和顺序。仪器的读数1.（2006年高考江苏综合）关于多用电表的使用，下列说法屮正确的是（a. 用电流挡测电流或用电压挡测电压前，必须检查机械零点b. 用电阻挡测电阻前,不需要检查机械零点c. 用电阻挡测电阻吋，若从一个倍率变换到另 一个倍率，不需要重新检查欧姆零点d.用电阻挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，综合应用1. 一电阻额定功率为0.01w,阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40kq.现冇下列仪表元件，试设计 适当的电路，选择合适的元件，较精确地测定

15、其阻值 电流表，量程0300 u a，内阻150q；电流表，量程01000 ua,内阻45 q ；电压表，量 程03v,内阻6kq；电压表,量程015v,内阻30kq；电压表,量程050v,内阻100kq； 干电池两节，每节电动势为1.5v；直流稳压电源，输出电圧6v,额定电流3a；肓流电源，输出电压 24v,额定电流0.5a；直流电源，输出电压100v,额定电流0.1a；滑动变阻器，050q, 3w； （11） 滑动变阻器，02kq, 1w；（电键一只，连接导线足量.解析：山于现有器材中有电流表和电压表，故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值.乂因待测电阻 为一大电阻，其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近，故应该采用电流表内接法. 由于现有滑动变阻器最人阻值比待测电阻小得多，因此，若用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电 压，只能采用分压接法，如图（否则变阻器不能实现灵敏调节）. 为了确定各仪表、元件的量程和规格，首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算：最人电流为im -/=500 u a；最人电压um=ir=20vo由于实验【i的电流和电压可以小于而不能超 v/?过待测电阻的