电学实验基础

1、电学实验基础梳理整合一.电表的使用及读数读数时要先根据选择的量程,确定每一大格多少,每一小格多少(每一小格即测量的精确度),先确定了测量的精确度,才能确定读到的有效数字的位数.量程选择使用事项电表估读选择合适量程:使得测量时指针偏转角度要尽可能大,一般要求超过量程的,但又不能超过量程(1)使用前应先进行零点调整(机械调零)(2)红表笔插“+”插孔,黑表笔插“-”插孔(3)红表笔接电势高处,黑表笔接电势低处,即电流从红表笔流进,从黑表笔流出(1)最小分度是“1,0.1,0.01,”时,估读到最小分度的(即估读到最小分度的下一位)(2)最小分度是“2,0.2,0.02,”时,估读到最小分度的(即估

2、读到最小分度的本位)(3)最小分度是“5,0.5,0.05,”时,估读到最小分度的(即估读到最小分度的本位)二. 电流表内、外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测=Ux+UA电压表分流I测=Ix+IV电阻测量值R测=Rx+RA>Rx测量值大于真实值R测=<Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx(2)两种电路的选择阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法.比值比较法若>,则用电流表外接法.若<,则用电流表内接法.试触法:如图所示,将电压表分别接在a、c和b、c两点间时,

3、若电流表示数变化较大,说明电压表分流较大,应选用内接法,若电压表示数变化较大,则选用外接法.三.滑动变阻器的链接方式内容限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同电压调节范围UE0UE分压电路调节范围大电流调节范围I0I分压电路调节范围大(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况:要求电压表能从零开始读数;当待测电阻RxR(滑动变阻器的最大阻值)时;若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻的允许电流.(3)当待测电阻Rx与滑动变阻器的最大阻值R差不多,或R比Rx稍大时,滑动变阻器接成限流式.四.仪器的选择选择原则a.安全性原则;b.准确性原则;c.方便性原则.电表的选择a.

4、安全性原则:选择量程较大的电表.b.准确性原则:电路中电流或电压在满偏电流或电压的范围内,其读数较为准确.滑动变阻器的选择a.安全性原则:选择额定电流较大的.b.方便性原则:便于电压或电流的调节.具体讲:在分压式接法中,一般选择总阻值较小的,在限流式接法中,一般选总阻值和待测电阻阻值相近的.要点例析 归类型 纳技巧要点一 电压表、电流表的使用及读数【例1】 分别读出下表中的电压表和电流表的示数,并填在表格中.电表所选量程测量值03 V015 V03 A00.6 A要点二 电流表在测电阻电路中的接法【例2】 甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值.给定器材为:待测电阻R

5、x;电流表(量程05 mA,内阻约10 );电压表(量程为03 V,内阻约3 000 );最大阻值为1 700 的滑动变阻器R;电源E(电动势约3 V);开关S、导线若干.两人的测量结果分别由图(甲)和图(乙)给出.(1)由图(甲)得Rx=,由图(乙)得Rx=. (2)在下面方框中分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路图,并由测量结果判定同学的测量结果较为准确. 要点三 滑动变阻器在电路中的接法【例3】 图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:待测电阻Rx(约100 );直流电流表(量程010 mA,内阻约50 );直流电压表(量程03 V,内阻

6、5 k);直流电源(输出电压4 V,内阻可不计);滑动变阻器(阻值范围010 ,允许最大电流1 A);开关一个,导线若干.根据器材的规格和实验要求,在实物图上连线.要点四 仪器的选择、电路的设计及实物图连接【例4】 (2013年北京理综,21)某同学通过实验测定一个阻值约为5 的电阻Rx的阻值.(1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(050 ,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:A.电流表(03 A,内阻约0.025 )B.电流表(00.6 A,内阻约0.125 )C.电压表(03 V,内阻约3 k)D.电压表(015 V,内阻约15 k)为减小测量误差,在实验中,电流表

7、应选用,电压表应选用(选填器材前的字母);实验电路应采用图1中的(选填“(甲)”或“(乙)”). (2)图2是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图2中实物间的连线.(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图3所示,可得该电阻的测量值Rx=(保留两位有效数字). (4)若在(1)问中选用(甲)电路,产生误差的主要原因是;若在(1)问中选用(乙)电路,产生误差的主要原因是.(选填选项前的字母) A.电流表测量值小于流经Rx的电流值B.电流表测量值大于流经Rx

8、的电流值C.电压表测量值小于Rx两端的电压值D.电压表测量值大于Rx两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,下列反映Ux关系的示意图中正确的是. 巩固提高1.一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图所示(a)、(b)两种电路各测一次,用图(a)测得的数据是3.0 V,3.0 mA.用图(b)测得的数据是2.9 V,4.0 mA,由此可知,用图测得Rx的误差较小,测量值Rx=. 2.(2013年安徽理综,21)为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图(甲)

9、所示的实验电路图,按照该电路图完成图(乙)中的实物电路连接.3.(2014江西重点中学高三联考)某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值,给定器材及规格为:电流表A(量程为05 mA,内阻约为10 );电压表V(量程为03 V,内阻约为3 k);最大阻值约为50 的滑动变阻器;电源E(电动势约3 V);开关S、导线若干.(1)由于不知道未知电阻的阻值范围,先采用如图电路试测,读得电压表示数大约为2.0 V.电流表示数大约为4.0 mA,则未知电阻阻值Rx大约为; (2)经分析,该电路测量误差较大,需要作改进.请在方框内画出改进后的测量原理图;(3)用改进后的电路进行测量,其测量值(

10、填“等于”、“小于”或“大于”)真实值. 4.(2014广东二校联考)一个额定功率为0.1 W的电阻,其阻值不详.用欧姆表粗测其阻值,其结果约为1 000 ,现有下列器材,试选择合适的器材及适当的电路,较精确地测定该电阻的阻值.A.电流表,量程0500 A,内阻约150 B.电流表,量程010 mA,内阻约10 C.电压表,量程03 V,内阻约5 kD.电压表,量程015 V,内阻约10 kE.干电池两节,每节电动势为1.5 VF.直流稳压电源,输出电压12 V,额定电流1 AG.滑动变阻器,050 ,额定电流0.5 AH.开关一只,导线若干(1)电流表应该选择,电压表应该选择,电源

11、应该选择(填字母代号). (2)请在下列实验电路图中选择合适的电路图()5.(2014成都模拟)欲用伏安法测定一个阻值约为5 左右的未知电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:A.电池组(3 V,内阻1 )B.电流表(03 A,内阻0.0125 )C.电流表(00.6 A,内阻0.125 )D.电压表(03 V,内阻3 k)E.电压表(015 V,内阻15 k)F.待测电阻G.开关、导线H.滑动变阻器(020 ,额定电流1 A)I.滑动变阻器(02 000 ,额定电流0.3 A)(1)上述器材中应选用的是(填写各器材前的字母代号). (2)为使通过待测电阻的电流能在00

12、.5 A范围内改变,请在虚线框中画出测量待测电阻Rx的原理电路图,然后根据你设计的电路图将给定的器材连成实验电路.6.为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:(1)将S拨向接点1,接通S1,调节,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时的读数I; (2)然后将S拨向接点2,调节,使 , 记下此时RN的读数;(3)多次重复上述过程,计算RN读数的,此即为待测微安表头内阻的测量值. 7.(2013年广东理综,34(2)图(甲)是测量电阻Rx的原理图.学生电源输出电压可调,电流表量程选0.6 A(内阻不计),标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.根据原理图连接图(乙)的实物图.