电学实验知识点

1、电学实验知识点一、闭合电路欧姆定律主要物理量:研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、 U,前两个是常量，后三个是变量。闭合电路欧姆定律 的表达形式有：E=U外+U内-e （I、R间 R + r关系）如好.（U、I间关系）u_ J（U、R间关系）R + r从式看出：当外电路断开时（I = 0），路 端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时， 读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。当外 电路短路时（R = 0，因而U = 0）电流最大为 I =Elr （一般不允许出现这种情况，会把电源烧 m坏）。电源的功率和效率。功率：电源的功率（电源的总功率）Pe=EI电源的输出功率P出=以电源内部消耗的功

2、率Pr=I 2r电源的效率:PUR门=一=一=PE E R电源的效率:PUR门=一=一=PE E R + r一个等号只适用于纯电阻电路）Po电源的输出功E 2 R 4 Rr E2归2,可见电源输出功率=a+k77随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相E E 2。 4rpm5.闭合电路的U-I图象。b为外电阻的右图中a为电源的U-Ib为外电阻的IU-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路 时电路的总电流和路端电压；该点和 原点之间的矩形的面积表示输出功 率;a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大 小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图 中矩形面积最大，即输出功率

3、最大（可以看出当 时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的I一半）。6.滑动变阻器的两种特殊接法。在电路图中，滑动变阻器有两种接法要特别 引起重视：右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头p从端滑向b端的过程中，? a 到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以 电流表A的示数先减小后增大；可以证明：A1 的示数一直减小，而A2的示数一直增大。RXI/U=1=1=1右图电路中，设路端电压U不变。 当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b 端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流I 逐渐增大；RX两端的电压逐渐增大，电 流IX也逐渐增大（这是实验中常用的分压电路 的原理）；滑动变阻器r左半部的电流I/先减小R

4、XI/U=1=1=1后增大。=i后增大。=i二、电路故障问题的分类解析1.常见的故障现象断路：是指电路两点间（或用电器两端）的 电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上， 指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有 该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该 处，其它各处均无电压降落（即电压表不偏转）。短路:是指电路两点间（或用电器两端）的 电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电 器实际功率为零（即用电器不工作或灯不亮，但 电源易被烧坏）2.检查电路故障的常用方法I=iLeejl=jI=iLeejl=jLeeji=Ji=Jw电流表检查法：当电路中接

5、有电源时，可以 用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量 电流值的分析，就可以确定故障。在用电流表检 查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合 要求。i=Ji=Jwl=Jw欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以 利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量l=Jw电阻值的分析，就可以确定故障。在用欧姆表检 查时，一定要注意切断电源。试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障 时，可以利用试电笔进行检查。在用试电笔检查 电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选 择方法滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安 全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑， 灵活择

6、取.（1）下列三种情况必须选用分压式接法要求回路中某部分电路电流或电压实现 从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特 性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测 量时，必须采用分压接法.当用电器的电阻rl远大于滑动变阻器的 ，大值R0,且实验要求的电压变化范围较大（或 要求测量多组数据）时，必须采用分压接法. 若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的 ，小值仍超过Rl的额定值时，只能采用分压接 L法.(2)下列情况可选用限流式接法 测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0 接近或Rl略小于0，采用限流式接法.电源的放电电流或滑动变阻器的额定电 流太小，不

7、能满足分压式接法的要求时，采用限 流式接法.没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能 因素采用限流式接法.四、实物连线注意：A滑动变阻器的连接，B.电表的极性，忌正负极接反C极性，忌正负极接反C双量程电表应注意量程i=jl=Jw的选择，D.导线连接美观，清晰，尽量避免一 开始就用钢笔、圆珠笔直接作答五、电阻的测量电阻的测量有多种方法，主要有伏安法、欧 姆表法，除此以外，还有半偏法测电阻、电桥法 测电阻、等效法测电阻等等.下面主要介绍伏安法测电阻的电路选1 .伏安法测电阻的两种电路形式（如图所 示）i=j2 .实验电路（电流表内外接法）的选择i=j测量未知电

8、阻的原理是R=j由于测量所 I需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电 阻两端电压U和通过的电流I时，必然存在误差， 即系统误差，要在实际测量中有效地减少这种由 于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则：（1）若R 土，一般选电流表的内接法。如 VR R Ax图（a）所示。由于该电路中，电压表的读数U 表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压， 电流表的读数I表示通过本身和Rx的电流，所 以使用该电路所测电阻R测=u =Rx+RA，比真 实值Rx大了 RA，相对误差a= |R测-RI = ra （2）若RxRxR V土，一般选电流表外接法。如图（b）所示。 xVRRAx由于该电路中电压表

9、的读数U表示/两端电压， 电流表的读数I表示通过R *与RV并联电路的总 电流，所以使用该电流所测电阻R = U RR也比真实值R略小些，相对 测厂舛危XV 了误差a= |R测-Rl _堂.RRV + R“半偏电流法”和“半偏电压法”“半偏法”是一种科学巧妙的测定电表内阻的方法，常见的有“半偏电流法”和“半 偏电压法”，下面对这两种方法作一比较。 RV，即测量值大于真 实值。六、电表的改装 1、电压表和电流表电流表原理和主要参数liiJ电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力 矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角0与 电流强度I成正比，即0=kI，故表的刻度是均 匀的。电流表的主要参数有，表头内

10、阻Rg：即 电流表线圈的电阻；满偏电流Ig：即电流表允许 通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电 压U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故liiJ电流表改装成电压表1I；T日11；妙电 :i=jw方法：串联一个分压电阻R,如 图所示，若量程扩大n倍，即n= U，则根据分压原理，需串联的电阻值 i=jwgi=jwR二#R= (n顶，故量程扩大的倍数越高，串联的 i=jw电阻值越大。电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻R, 如图所示，若量程扩大n倍，即n =，则根据并联电路的分流原切I g理，需要并联的电阻值R=lr= 土，故量程扩大IR 的倍数越高，并联的电阻值越小。需要说明的是，改装

11、后的电压表或电流表， 虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加 在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电 流Ig和满偏电压Ug,只是由于串联电路的分压 及并联电路的分流使表的量程扩大了。七、串并联与混联电路应用欧姆定律须注意对应性。选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只 电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电 压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接 用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。公式选取的灵活性。计算电流，除了用I_u外，还经常用并R联电路总电流和分电流的关系：I=I1+I2（2）计算电压，除了用U=IR外，还经常 用串联电路总电压和分电压的关系：u=u1+u2（3）计算电功率

12、，无论串联、并联还是混 联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2对纯电阻，电功率的计算有多种方法：P=UI=I 2R= U2R以上公式I=I1+I2、U=U1+U2和P=P1+P2既可用于纯电阻电路，也可 用于非纯电阻电路。既可以用于恒定=-3 电流，也可以用于交变电流。3.对复杂电路分析， 一般情况下用等势点法比较方便简洁。（1）凡用导线直接连接的各点的电势必相 等（包括用不计电阻的电流表连接的点）。（2）在外电路，沿着电流方向电势降低。（3）凡接在同样两个等势点上的电器为并 联关系。（4）不加声明的情况下，不考虑电表对电 路的影响。4.电路中有关电容器的计算。（1）电容器跟与它并联的

13、用电器的电压相等。（2）在计算出电容器的带电量后，必须同 时判定两板的极性，并标在图上。（3）在充放电时，电容器两根引线上的电 流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化 情况来判断电流方向。1=1（4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么 通过每根引线的电荷量等于始末 状态电容器电荷量的差；如果变 化前后极板带电的电性改变，那 么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器 电荷量之和。1=1八、闭合电路动态分析1 “串反并同”规律“串反并同”意即在电路中，当某个电阻的阻 值发生变化时，凡是与该电阻串联的用电器（含 电表）的电流、电压和电功率的变化趋势与该电 阻阻值的变化趋势相反，凡是与该电阻并联的用 电器（含电表）的电流、电压和电功率的变化趋势与该电阻阻值的变化趋势相同。2、要点：总电流、总电压、内电压、外电压等 的变化分析规律：A、根据电路结构的变化情况或者可变电 阻值的变化情况，分析直流电路总电阻的变化情 况当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时， 电路的总电阻一定增大（或减小）。=1B、根据全电路欧姆定律，分析