高二物理电学实验专题复习

1、3eud 教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新!高二物理电学实验专题复习高中电学实验专题复习1 .测电阻电路(或描绘伏安特性曲线电路，或测量功率电路，或测量电阻率电路)(1)图1为分压不颍愣(2)图2为限流式(3)将图1改为总线71彘盘(4)将图2改为限流式，内接法测电阻电路，共有四种电路2 .测电动势和内阻电路3eud 教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网!Ck(1)测量电路如图(2)测量方法第一、计算方法测两组端电压U和电流I值，然后通过以下式子求E=U1+11rE=U2+12r第二、作UI图象方法通过调节滑动变阻器，取得多组(U,I)值，然后在坐标中描点，连成

2、直线用图象处理问题，须注意以下几点:连直线的方法：卜、让尽可能多的点在直线上，直线两则分布的点的个数大致均匀偏离直线较远的点舍去。纵轴截距的含义：电动势E横轴截距的含义：短路电流Io斜率的含义：电阻。求解方法：反或用直线上10任意两点求解斜率的绝对值入三K3 .电流表、电压表改装电总一11(1)把电流表改装电压表电路用半偏法测电流表的内阻rg。先将R调到最左端，闭合&,断开S2,调节R使电流表满偏，然后使R不变，闭合S2调节R'使电流表指到满刻度的一半，此时电阻箱R'的读数即为电流表的内阻rg。注：此处R'只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比灵敏电流表

3、的电阻大一点就可以了，R一般使用滑动变阻器，其阻值要求较大，以减小因闭合S2而引起总电流的变化，从而减小误差。其中U为改装后的满改装电路Rx=U/Igrg核对电路调节R,改变电压，比较改装表和标准表V的读数，并计算百分误差U""UUoX 100%其中U是改装表的读数,U。是标准表的读数注：改装电压表和标准电压表并联进行核对电流表内阻误差分析在半偏法测内阻电路中，当闭合S2时，引起总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏用书画此时电流表半偏，所以流经R'的电解甯荐向k多，R'的电阻比电流表的电阻小，但我们就悬读数当成电流表的内阻，故测得的电流表自丙祠隔膜T(

4、2)电压表改装电流表电路用半偏法测电压表的内阻先将R调到最左端，闭合Si和S2,调节R使电压表满偏，然后使R不变，断开S2调节R'使电压表指到满刻度的一半，此时电阻箱R'的读数即为电流表的内阻rgo注：此处R'只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比电压表的电大一点就可以了，一般使用滑动变器，其阻值要求小，以减小因闭合而引起总电压的化，从而减小误差改装电路阻R阻较S2变若改装电压表量程为U,内阻为Rv,改装后的电流表的量程为I,则并联电阻RxLJIIRsb核对电路要求标准表A和改装表串联才能进行核对，其百分误差的计算方法为X100%I0注意：将改装电流表和标准电流

5、表串联进行核对电压表内阻误差分析在半偏法测电压表内阻电路中，在断开S2时，引起总电阻增大，滑动变阻器两端分得电压将超过原电压表的满偏电压，调节R'使电压表半偏时，R'上的电压将比电压表半偏电压大，故R'的电阻比电压表的内阻大，所以测得电压表内阻偏大。二、器材选取原则1 .准确性原则：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的1/3,读数误差较大。2 .安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。3 .便于操作原则：，选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否瘫法验要

6、求，烂他阊便于操作。_、一11(A)-11(2P二、电路选取上上r1；a"七以三1 .电流表内外接法选取(1)基本电路(2)电路的对比连接方式误差来源测量值与真实值关系适用范围外接法电压表分流电流表的读数大于流过待测的电流，故：r测r真测小电阻内接法电流表分压电压表读数大于待测电阻两端的电压，故：r测r真测大电阻(3)判断方法直接比较法：当待测电阻Rx较小且远小于电压表内阻Rv时，应选用外接法；当待测电阻Rx较大且远大于电流表内阻Ra时，应选用内接法。临界值法：当待测电阻RxVRAR；时，视Rx为小电阻,应选用外接法；当Rx、，；RR7时，视Rx为大电阻，应选用内接法；当Rx=、MA

7、R7时，两种接法均可。2 .滑动变阻器分压式、限流于接法选取(1)基本电路1C限流式电路(2)电路的对比调节范围限流式电路分压式电路电压调节范围-RU-uRxR0U电流调节范UU小、U围RxRRxRx说明：U为电源端电压，R为滑动变阻器最大电阻，Rx为待测电阻阻值。(3)判断方法负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R,须用分压式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。采用限流电路时，电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时，应采用变阻器的分压式接法。负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的

8、总电阻R或相3eud 教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新!差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流式接法总功率较小。例1.有一小灯泡上标有“6v,0.6W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图像，已知所用器材有：A.电流表：00.3A,内阻1QB.电压表：015V,内阻20kQC.滑动变阻器：030Q,额定电流2AD.学生电源（直流9V）E开关一只，导线若干为使实验误差尽量减小，试画出合理的实验电路图例2在“测定金属的电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx约为3Q,为减小误差，要求金属丝发热功率P

9、<0.75W,备有的部分器材有：A6V的电池组B、电流表（00.6A,内阻0.5Q）C.电流表（03A,内阻0.01Q）D、电压表（03V,内阻1kQ）E.电压表（015V,内阻5kQ）F、滑动变阻器（0100Q,额定电流1A）G.滑动变阻器（020Q,额定电流1A）（1）上述器材应选用的是（用字母代替）（2）画出实验电路图例3.一个未知电阻Rx,阻值大约为10k20k为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材：电压表V阻约为15 k ）电流表Ai 内阻约为100 ）电流表A2 内阻约为10 ）电流表A3电源滑动变阻器 开关S（量程3V、内阻约为3k ）（量程（量程（量程0.6A、内

10、阻约为1 ）电动势为3 VR的最大阻值为20015V、内200 A、5mA、a.在实验中电压表量程应选,电流表应选。b.为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图。c、根据实验的需要用笔滑线代替导线，将图7所需的实物连接起来。四、伏安法测电阻及电路的延伸设计1、伏安法如：例22、比例法受一些特殊的实验条件限制，比如：电流（或电压表）表面上虽有刻度，但无刻度值（或刻度值模糊），这时我们不能直接读出电流或电压，但可根据电流或电压表刻度均匀的特点，通过测量其指针偏转格数用比例法完成测量。例4:现有一阻值为10.0Q的定值电阻，一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值

11、。要求设计一个能测定某电源内阻的验出案，(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源南击w，电源内阻约为几欧)，要求：fr(1)画出实验电路图(2)简要写出完成接线后的实验步骤(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=o解析：(1)电路图如右图所示。(2)断开开关，记下电压表偏转格数Ni；合上开关，记下电压表格数N2。(3)设电压表每偏转1格表示U0,当K断开时，由闭合电路欧姆定律得：E=Ui=N1U0当K闭合后，有：E=U2+曳、即E=N2U0+Nr,RR联立两式解得：r=R3。N23、替换法用“伏安法”测电阻一般有电流表外接与电流表内接两种线路，因为电流表及电压表本身并非理想电表，这两种线路

12、都存在误差；另一种情况是实验只提供一只电流表或电流表本身读数不准，这时我们可以考虑在保证电表读数不变的前提下，用一定值电阻(电阻箱)替换待测电阻，完成实验并提高测量准确性：例5:在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值R,现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电R。、电阻箱Ri、滑动变阻器R2、单刀单掷开关Si、单刀双掷开关S2、电源和导线。(1)画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。(2)写出主要的实验操作步骤7尸解析：(1)实验电路如右图所示。巴宜(2)将S2与Rx相接，记下电流表指篇褊位置将S2与Ri相接，保持R2不变，调节Ri的阻值，使电流表的指针在原位置上，记下

13、Ri的值，则Rx=Rio4、伏安法的推广对一些特殊电阻，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计也有其特殊性：一是要注意到其自身量程对电路的影响，二是要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能。例6:某电压表的内阻在20kQ50kQ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表V（量程3V）、电流表Ai（量程200uA）、电流表A2（量程5mA）、电流表A3（量程0.6A）、滑动变阻器R（最大值1kQ、电源E（电动势4V）,开关So（1）所提供的电流表中，应选用（2）为了减少误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图。解析：因为通过电压表的电流必须由电流表测定，所以电流表与电压表

14、应串联，这实际上就是一种特殊的伏安法，电压表成了一个“可自报电压的大电阻”，由于电压表内阻在20kQ50kQ之间，电流表内阻与电压表内阻相比可忽略不计，而滑动变阻器R的阻值远小于电压表内阻，且实验要求测多组数据，因此实验电路中变阻器应接成分压式，这样电压表的电流在80uA200uA之间，故电流表应选Ai。根据电流表、电压表示数，可求得电压表内阻Rv=U5、比较法某些问题中，因实验器材不具备（缺电流表或电压表）或因实验条件限制，或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理，用“伏安法”的替代形式“比较法”来设计实验方案。例7.从下表中选出适当的实验器

15、材，设计一电路来测量电流表Ai的内阻ri。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。器材代号规格电流表（Ai）量程100mA,内阻ri待测（约40 Q）电流表（A2）量程500uA）内阻r2 = 750Q电压表（V）量程i0V）内阻r3=i0kQ电阻（Ri）阻值约i00Q,作保护 电阻用滑动变阻器（R2）总阻值约50 Q电池（E）电动势i.5V,内阻很小开关（K）导线若干(1)画出电路图，标明利用器材的代号。(2)若选测量数据中的一组来计算ri,则所用的表达式ri=,式中各符号的意义是解析：分析题意知道需测量电流表Ai的内阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经

16、分析即使该电流表满偏时两端电压仅为0.4V,远小于10V量程。这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”根据所列仪器的牛点，电流表A2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相ig叫！去电压的测量，从而减小实验误差，由12r2=|11=节此题也可理解为“将已知内阻的电流表A2当成电压表使用”。这实际也是伏安法的一种推广形式。练习1.有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方(正方形)内圆，如图所示。此金属材料3eud 教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网!Ck3eud 教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新!质量约为0.10.2kg,长约30cm,电阻

17、约为10Q。已知这种金属的电阻率为，密度为°。因管线内径太小，无法直接测量，请根据以下器材，设计一个实验方案测量其内径doA.毫米刻度尺B,螺旋测微器C.电流表(600mA,10Q)D.电流表(3A,0.1Q)E.电压表(3V,6kQ)F.滑动变阻器(2kQ,0.5A)G.滑动变阻器(10Q,2A)H.直流稳压电源(6V,0.05Q)I.开关一个，带夹子的导线若干(1)除待测金属材料外，应选用的实验器材有。(只填代号字母)(2)画出你设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路。(3)用已知的物理常量和所测得的物理量，推导出计算金属管线内径d的表达式。2.(1)有一游标卡尺，主

18、尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是mm。如图2,用劈旋测彳俗勰量丝的直径，如图所示的限数由"山出mm=-25(2)为了测量两节串联干电池的电动某同学设计了如图3所示的实验电路。其中：E是待测电池组，内阻不能忽略；Vi、V2是两只量程都合适的电压表，内阻不是很大，且未知；Si、S2是单刀单掷开关；导线若干。请根据电路图3,在图4中连线，将器材连成实验电路。3eud 教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网!Ck实验中需要测量的物理量用测出的物理量作为已 量，导出计算串联电池电 势的表达式。（写出推导过 程）1020二10 11 123.用一主尺最小分度为1mm,游标上有20个分度的卡尺测量一个工件的长度，如图所示。由此读出工件的长度为mm。有一块小量程的电流表G,满偏