2018物理电学实验复习

西安中学张旭日

2018、11、3高三电学实验总复习三、高中物理实验仪器的读数方法四、5个电学实验二、滑动变阻器的两种接法、及伏安法测电阻一、电表的改装新考纲，高考必考实验,

有以下十二个

（+7、验证动量守恒定律+12、传感器的简单应用）

1、研究匀变速直线运动的规律;2、探究弹力和弹簧伸长量的关系；3、验证力的平行四边形定则;4、验证牛顿第二定律；5、探究动能定理；6、验证机械能守恒定律；7、验证动量守恒定律；8、测定金属丝的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)9、描绘小灯泡的伏安特性曲线；10、测定电源的电动势和内阻;11、练习使用多用电表．12、传感器的简单应用。2024/3/31（无平抛，单摆实验）一、电表、电表的改装1.灵敏电流表G（1）三个主要参数①内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几欧到几十欧。②满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。

③满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压，大约零点几伏。电学实验总复习（2）三个参数间的关系：由欧姆定律可知

Ug=IgRg注意：电表就是电阻。UgGRgIg2.电压表（1）电压表的改装电流表G的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug，电阻R叫分压电阻。UgGRgIgU-UgR（2）电压表的内阻：Rv=Rg+RI3.安培表

（1）电流表G的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig，电阻R叫分流电阻。RI-IgUgGRgIg（2）电流表的内阻：RA=Rg×R/(R+Rg)4把电流表改装成能直接测量电阻的欧姆表原理：闭合电路欧姆定律刻度更改：短接，调节调零电阻R使电流表G的指针满偏。即有RGErIgRgR+r+R是欧姆表的内阻g断路，电流表G中无电流，表的指针不偏转，指针位置“∞”接入电阻R时，电流表G中的电流XERg+r+RRX+I=“R”改变R，电流I随之改变，R与I一一对应。表头刻度IXXX当Rx改变时，Ix随着改变，将电流表表盘上Ix处标上对应的Rx值，就构成了欧姆表。④中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R中＝R内＝R+Rg+r因Ix与Rx不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。

欧姆表原理ERg+r+RIg=ERg+r+RRx+Ix=I=0表笔短接外阻R=0，外阻R=∞，RX任意值欧姆表测电阻的优缺点:

优点：测量方便缺点：若电池用久了，电动势与内阻会变化，产生误差较大，只能粗略测量电阻RxR_GEr+

读数注意：①不要用手接触电阻的两引线．②读数：测量值＝表盘指针示数×倍率．多用电表EE′问题1.开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分别测的是什么?2.在测量电流和电压时两个位置中哪个位置的量程比较大?AB1234561、2为电流表3、4为欧姆表，5、6为电压表

电流：1大电压：6大1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较2.两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)．例:描绘小灯泡的伏安特性曲线，（1）本实验要作出U－I图象，测12组U、I，故控制电路必须采用分压式接法．(2)被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路采用电流表外接法．二、滑动变阻器的两种接法、及伏安法测电阻电阻的测量1、电流表的内接法和外接法的比较1.伏安法测电阻，两种电路（安内接、安外接）的选择

(1)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.（即：比值法）(2)临界值计算法

Rx<时，用电流表外接法；

Rx>时，用电流表内接法.(3)实验试探法：按图示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数变化大，而电流表的示数变化不大，则接？答：接a

，采用电流表外接法.反之，则用安内接。例1：某同学欲测一电阻Rx的阻值（约为300Ω）可供选择的仪器有：电流表A1，量程10mA;电流表A2，量程0.6A;电压表V1，量程3V;电压表V2，量程15V；电源电动势为4.5V。请同学们按图接好电路，闭合S1后，把开关S2拨至a时，发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处；再把开关S2拨至b时，发现其中一个电表的指针偏转几乎不变，另一个电表的指针偏转的角度在满偏的3/4处；该同学在实验中所选电压表的量程为（

）所选电流表的量程为（

）Rx的测量值为（

）。

ARxVS1S2abR3V10mA320.0Ω例题分析:读数减小的是安培表,待测为较大电阻,最后用安内接,s接b，有：2.4/0.0075=320.0Ω2.安安法测电阻若电流表1内阻已知，则它可当作电流表、电压表及定值电阻来使用.A2A1（1）如右图所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1，则可测得A2的内阻R2=I1R1/I2.A2A1R0（2）如右图所示，当两电表的满偏UA2>>UA1时，A1串联一电阻R1，同样则可测得R2的内阻R2=I1（R1+R0)/I2.注意：安安法测电阻时两电流表要并联如图所示，测得电阻箱R1的阻值及A1表、A2表的示数I1、I2，可得Rx=I2R1/I1.若考虑电表内阻的影响，则I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2)A2A1UR1Rx例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材如下：电流表A1（量程250mA，内阻r1=5Ω);标准电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω);待测电阻R1（阻值约为100Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）；电源E（电动势约为10V，内阻r约为1Ω）；开关S，导线若干。（1）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并表明代号。（2）实验中，需要直接测量的物理量是（）用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是（）分析:分压接法,r1,R1并联,答案：（1）原理图如图所示.（2）设两电流表A1和A2的读数为I1、I2，待测电阻R1阻值的计算公式为：A2R1R2SEA1（1）如图所示，当两电表的满偏电流接近时，如果已知V1的内阻R1，则可测得V2的内阻R2=U2R1/U1.3.伏伏法测电阻

若电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。V2V1（2）如右图所示，当两电表的满偏电流IV2>>IV1时，V1并联一电阻R0，同样则可测得R2的内阻R0V1V2例3.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：电源E（电动势约为9V，有一定内阻）；电压表V1（量程1.5V，内阻r1=750Ω);电压表V2（量程5V，内阻r2约为2500Ω);滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；开关S，导线若干。（1）测量中要求电压表的读数不小于量程的1/3，试画出实验中测量电阻Rx的原理图。（2）若电压表V1的读数为U1，V2的读数为U2，则用已知量和测的量表示待测电阻Rx的阻值的计算公式是———

V2RxRSEV14.电阻箱或定值电阻当电表用（1）电阻箱作电压表用，如图所示：可测得电流表A2的内阻R2＝（I1-I2)R/I2说明：图中电阻箱R可测得电压为（I1-I2)R（2）电阻箱作电流表用如图2所示，若已知R及RV,则测得干路电流为：A2A1RRRVVI5.替代法（等效法）测电阻如图所示，①S接1，调节R2，读出电流表示数为I；②S接2，保持R2不变，调节电阻箱R1，使电流表示数也为I。由上可得：RX=R1该方法的优点是消除了电表内阻对测量结果的影响。缺点是电阻箱内阻不可以连续调节。例题4：（2011年高考5分）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。R0A0电阻箱RNA0读数也为I平均值6.消除电表内阻对测量结果的影响例5.伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响，不论电表内接还是外接都存在系统误差，为消除系统误差而设计的补偿电路如图所示，完成下列实验步骤并写出待测电阻Rx的表达式。①先将S1闭合。②将S2与接点1闭合，调节R，读出电压表读数U1，安培表读数I1③————————————————————④根据上述测量结果，算出Rx＝?将S2与接点2闭合，调节R，读出电压表读数U2，电流表读数为I2如图所示测量电流表A的内阻①断开S2，闭合S1，调节R0，使A表满偏为I0;②保持R0不变，闭合S2，调节电阻箱R，使电流表读数为I0/2；③由上得RA=RRAS1S2R0注意：当R0>>RA时，测量误差小，此方法适合测小阻值电流表内阻，且测量值偏小。7.半偏法测电阻半偏法测电流表内阻滑动变阻器电阻值很大,电源电动势宜大一些。8.欧姆表测电阻①机械调零②选档③欧姆调零④测电阻Rx.⑤改换档位⑥重新欧姆调零⑦测电阻注意：待测电阻的读数应为表盘读数乘以倍数，指针应指在表盘刻度的1/3～2/3的部分，否则需换挡，换挡后需重新欧姆调零。G+－REr红表笔黑表笔欧姆调零G+－REr红表笔黑表笔Rx测电阻1、游标卡尺：三种规格，不估读三、高中物理实验仪器的读数方法0.02mm8mm+15×0.02mm=8.30mm2、螺旋测微器：千分尺，必须估读8.5mm+10.0×0.01mm=8.600mm。3、电压表、电流表读数原则1、最小刻度为1的，1/10刻度估读，精确在下一位。就像刻度尺读数一样。

2、最小刻度为2的(0.2,0.02)，1/2刻度估读，就精确在这一位。（不足1小格读0，1/2，1格）

3、最小刻度为5的(0.5,0.05)，1/5刻度估读，就精确在这一位。（不足1小格读0，1/5，2/5，0.6，0.8，1格）（2）欧姆表在中值附近读数效果好，1/3-2/3满电流可以估读一位，再倍乘。

测量结果带单位中学物理学生实验使用电表的准确度为2.5级，在此规定使用的条件下，根据最大误差不超过满刻度的2.5％，对直流安培表和伏特表作出下述估读法则。（1）电压表、电流表在2/3满电流附近读数效果好。四、5个电学实验1、测定金属丝的电阻率2、描绘灯泡的伏安特性曲线3、测电源的电动势和内阻4、练习使用多用电表5、传感器的简单应用1、源于课本，又创新。2、进攻式地复习。如：如何测电阻；测电源电动势和内阻。3、应对策略：实验题（15分）

明确目的要求，

口算量程参数，

建立方程求解，

设计方案测量。物理实验总复习、答题的策略安外接、滑动变阻器限流接法视频1【实验器材】被测金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线等．【实验步骤】1．用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.2．依照电路图用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大.．图9答案(1)200Ω

电路图?图甲1．实验原理(1)测多组(12组以上)小灯泡的U、I，并绘出I－U图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．2．实验器材小灯泡(2.5V,0.5A)电压表(0～3V～15V)电流表(0～0.6A～3A)滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．3．实验步骤(1)画出电路图(如图甲)．(2)将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示电路．图乙二、描绘灯泡的伏安特性曲线三、测定电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律：E=U+IrUI测量值×××真实值I真IvAVKE,rI测方案一：误差分析1、本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势E和内阻r都偏小。即：AVKE,rUI测量值×××真实值U外U测UA实验方案二：误差分析假设是理想电表，一二两个电路方案是一样的。对于内阻比较大的电源，使用右图好，如：测水果电池。1、本实验中，存在的系统误差是由于电流表的分压引起。2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻r偏大，但电动势E测=E真。即：实验方案三：电流表和电阻箱实验方案四：电压表和电阻箱思考：1、经常RA=0

;若RA≠0,则误差分析.

2、若（R-1/I）图像呢？有:训练题1例2、用右图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（a）电流表（量程0.6A、3A）；（b）电压表（量程3V、15V）；（c）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）；（d）定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）；（e）滑动变阻器（阻值范围0~10Ω、额定电流2A）；（f）滑动变阻器（阻值范围0~100Ω、额定电流1A)。那么⑴要正确完成实验，电压表的量程应选择____V，电流表的量程应选择____A；R0应选择_____Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是______Ω的滑动变阻器。⑵引起该实验系统误差的主要原因是______________________。AVESRR03V