电学高中物理电学实验

1、兰炼二中高三物理电学实验复习自编资料 第一部分基本实验仪器的使用1滑动变阻器分压式、限流于接法选取（）基本电路（）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u电流调节范围说明：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。（）判断方法待测电阻rx>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，(或要求测多组数据) 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。待测电阻rx<滑动变阻器电阻r或相差不大，并

2、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2多用电表如何使用：准备工作机械调零。若是测电阻，先要进行欧姆调零。读数应该乘以倍率。每换一个倍率，都要重新机械调零。第二部分：定值电阻的测量方法1、欧姆表测量。2、替代法。替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。例1：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r0、电阻箱r1、滑动变阻器r2、单刀单掷开关s1、单刀双掷开关s2、电源和导线。（1）画出实验电路图，

3、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3、伏安法。伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表时，可以用标准电阻（电阻箱或给一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律i=u/r电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。1电流表内外接法选取（）基本电路（）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（）判断方法.直接比

4、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rx<时，视rx为小电阻，应选用外接法；当rx>时，视rx为大电阻，应选用内接法；当rx时，两种接法均可。avabc如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即i/i和u/u）。（口决：”内大外

5、小”，即内接法适合测大电阻结果偏大，外接法适合测小电阻测量结果也偏小）4、伏安法拓展：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(1) 利用已知内阻的电压表例题：用以下器材测量一待测电阻rx的阻值（9001000）：电源e，具有一定内阻，电动势约为9.0v；电压表v1，量程为1.5v，内阻r1750；电压表v2，量程为5v，内阻r22500；滑线变阻器r，最大阻值约为100；单刀单掷开关k，导线若干。测量中要求电压表的读数不小于其量

6、程的，试画出测量电阻rx的一种实验电路原理图。（2）利用已知内阻的电流表：利用“安安”法测定值电阻的阻值例题：用以下器材测量一待测电阻的阻值器材（代号）与规格如下：电流表a1（量程250ma,内阻r1为5);标准电流表a2（量程300ma,内阻r2约为5）；待测电阻r1（阻值约为100）；滑动变阻器r2（最大阻值10）；电源（电动势约为10v，内阻r 约为1）；单刀单掷开关，导线若干（）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号（）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r1_.（3）电压表、电流表混合用例题：有一电阻rx，其阻值

7、在100200之间，额定功率为0.25w。要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有：安培表a1，量程为50ma，ra1=100安培表a2，量程为1a，ra2=20;电压表v1，量程为5v，rv1=10k;电压表v2，量程为15v， rv2=30k 变阻器r变1，变阻范围020 ，2a；变阻器r变2，变阻范围01000 ，1a；9v电源，电键，导线。1）实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是： 2）画出所用实验电路 测量电源的电动势及内阻r（约为4.5，约1.5为）可选用的器材是：量程为3v的理想电压表，量程为0.5的电流表（有一定内阻），固定电阻r4，滑动变阻器r，开关，导线若干（）画出

8、实验电路原理图图中各元件需用题目给出的符号或字母标出（）实验中，当电流表的读数为i1时，电压表的读数u1为；当电流表的读数为i2时，电压表的读数u2为，则可求出_;r=_(用i1、 i2、 u1、 u2及r表示第三部分：电表内阻的测量方法预备知识1、将电表看成可以直接读出电流电压的电阻。2、已知内阻的电流表相当于一块电压表 即 u=ira3、已知内阻的电压表相当于一块电流表 即 i =u/rv一 替换法1 用替代法测电流表的内阻原理：分别闭合s1 、s2时电流表a有相同的读数，则电阻箱的阻值即为a1的内阻基本步骤：1）将s1闭合，s2断开，调节rl，使被测电流表a1指示某一示数，并记下读数i0

9、 。2）保持rl滑片位置不变，将s1断开，s2闭合，调节电阻箱r0的阻值，使电流表a的示数仍为i0，并记下电阻箱的读数r1。则ra=r12：用替代法测电压表的内阻：电路如右图操作的过程请同学们自行补充问题：图中s2画正确了吗？二：半偏法1半偏法测量电流表的内阻半偏法测量原理是利用电表的满偏电流与半偏电流之间的关系，求出电阻值。 测量的电路主要有以下三两种形式： 第一种形式：如图所示，这是标准的恒流半偏法，即整个测量过程保持回路电流i不变，以消除r1并联后对回路电流的影响。 1、实验步骤： (1)按图1接线，k2断开，k1合上，调节r2，使a1指示满刻度，记录此时a2读数为i1。 (2)合上k2

10、，合理调节r1、r2，使a1指针在满刻度一半的位置，a2的读数为i1。 (3)由于回路电流i1恒定，而支路电流半偏转为，则r1支路电流也为，故rgr1。第二种形式：如图2所示。1、实验步骤：(1)按图2接线，调节电阻箱为r1值，使电表指示在满刻度为i1。(2)再调节电阻箱为r2值，使电表指针在满刻度一半的位置，此时电表示数i2 i1第三种形式：更为常见， 仪器：电源、滑动变阻器、电阻箱，待测电流表1 先将r调到最左端，闭合s1，断开s2，调节r使电流表满偏2 然后使r不变，闭合s调节r使电流表指到满刻度的一半，3 若r r，有rgr。即4 此时电阻箱r的读数即为电流表的内阻rg。原理：电流表满

11、偏即读数为i0后使p位置不动，即认为在电阻箱调节过程中并联支路的电压不变，电流表半偏，认为均分电流，即r和相同r误差分析：在半偏法测内阻电路中，当闭合s时，引起总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经r的电流比电流表电流多，r的电阻比电流表的电阻小，但我们就把r的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。但如果是rr的话，总电流的变化可以忽略注：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。即2用半偏法测电压表的内阻先将r调到最左

12、端，闭合s1和 s2，调节r使电压表满偏，然后使r不变，断开s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，其阻值只需比电压表的电阻大一点就可以了，r一般使用滑动变阻器，其阻值要求较小，以减小因闭合s2而引起总电压的变化，从而减小误差。测量值小于真实值要求pb之间电压不变，减小实验误差的方法23 互测法：利用电表自报电压/流的功能，或是利用内阻已知的电表1问题：请问这四个图中，那些图是利用内阻已知的电表的？具体是那个电表内阻 已知？34例题：a. 待测电压表(03v) b.电流表(01ma)c. 滑动变阻器(050)d.电源

13、(1.5v的干电池2节)e. 电键 f.导线试回答下列问题：请你设计一个测定电压表内阻的电路图，并说明设计的理由例题为了测量两个电压表va、vb的内电阻，可以提供的仪器有：电压表va、量程5v、内电阻约3000电压表vb、量程3v、内电阻约2500电流表a、量程3a、内阻2.5电阻箱r1、阻值范围09999.9电阻箱r2、阻值范围099.9滑动变阻器r3、阻值050、额定电流1.5a滑动变阻器r4、阻值010、额定电流1a电池阻、电动势12v，内电阻约0.5单刀开关2个，导线若干（1）在设计电路时，能否选用电流表a，请简要说明理由_。 （2）选用的器材有_。 （3）为了测量两个电压表内电阻，请

14、设计一个测量电路，画出电路图。 （4）说明实验原理和需要测量的物理量，并列出计算两个电压表内电阻的计算式。例题从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表a1的内阻r1。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（a1）量程100ma，内阻r1待测（约40）电流表（a2）量程500ua，内阻r2750电压表（v）量程10v，内阻r3=10k电阻（r1）阻值约100，作保护电阻用滑动变阻器（r2）总阻值约50电池（e）电动势1.5v，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r1，则所用的表达式r1_，式中

15、各符号的意义是_。例从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表a1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据，器材（代号）与规格如下：§电流表a1，量程10ma,内阻待测（约为40 ）；§电流表a2 ，量程500µa ，内阻r2750 ；§电压表，量程10v,内阻r2=10k ；§电阻r1，电阻约为100；§滑动变阻器r2 ，总电阻约50；§电源，电动势1.5，内阻很小；§开关，导线若干。§(1)画出实验电路图；标明所用器材的代号§(2)若选取测量中的一组数据来计

16、算r1_，式中各符号的意义是_.四 ：其他方法伏伏”法是利用两块电压表（伏特表）测量电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式利用“伏伏”法测电压表的内阻例为了测量量程为的内阻（内阻约2000），实验室可以提供的器材有：电流表a1，量程为0.6，内阻约为0.1 ；电压表v2，量程为，内阻约为3500 ；电阻箱r1的阻值范围为 9999 ；电阻箱r2的阻值范围为 99.9 ；滑动变阻器r3的最大阻值约为100 ,额定电流1.5a；电源，电动势，内阻约0.5

17、；单刀单掷开关，导线若干请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确写出计算电压表的内阻rv 的计算公式为rv_分析与解答： “加”法测电流表的内阻例题：某电流表的内阻在0.1 0.2之间现要测量其内阻，可选用的器材如下：a.待测电流表a1（量程0.6a）b.电压表v1 （量程v，内阻约k） c.滑动变阻器r1 （最大阻值10 ）d.定值电阻r2 （阻值 ）e.电源（电动势v ）f.开关及导线若干（）画出实验电路图；（）若测得电压表的读数为，电流表的读数为，则电流表a1的内阻的表达式为ra_设计实验的

18、一般步骤如何选择电学仪器和实验电路在电学实验中，例如用伏安法测电阻。测量电源的电动势和内电阻，测某一用电器的iu图线，都存在如何选择电学实验器材，如何选择测量电路、控制电路的问题。合理地选择实验器材和实验电路，可以使实验顺利进行，而且实验操作方便，实验误差较小。正确地选择电器和电路的问题，有一定的灵活性。解决时应掌握和遵循一些基本的原则、即“安全性”、“精确性”、“方便性”和“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面要综合考虑。灵活运用一、实验仪器和量程选择根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验议器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，电路实验器材和量程的选择，应考虑以下几点（1）电路工

19、作的安全性，即不会出现电表和其它实验器材因过载毁坏现象。（2）能否满足实验要求（常常要考虑便于多次测量求平均值）。（3）选择器材的一般思路是：首先确定实验条件，然后按电源电压表电流表变阻器顺序依次选择1电源的选择：在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下，选择电动势较大的电源（以获得更多的测量数据）。在相同电动势情况下，通常选择内电阻较小的电源（以获得较稳定的路端电压）。、电压表和电流表的量程选择。根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程。然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一股取满偏的2/3左右），以减少测读的误差。具体

20、要求如下：1）如果题目中给出被测用电器的额定功率（即隐含给出被测用电器的额定电压和额定电流），这种情况要从保护被测用电器的角度出发，用电流表或电压表的示数来控制用电器中的电流或其两端的电压。2）如果题目中没有给出被测用电器的额定功率，则要从保护电流表和电压表的角度出发，要求测量的电流或电压的最大值不能超过电流表或电压表的量程。3）在不超过电表量程的条件下，量程越接近测量值越好（选择量程较小的电表，以便测量时示数能在满刻度的2/3左右）。例题: 有一电阻r ，其阻值大约在40至50之间，需进一步测定其阻值，现有下列器材：电池组，电动势为9 v，内阻忽略不计；电压表v，量程为0至10 v，内阻20

21、k；电流表a1，量程为0至50，内阻约20；电流表a2，量程为0至300m，内阻约4；滑动变阻器r1，阻值范围为0至100，额定电流1a；滑动变阻器r2，阻值范围为0至1700，额定电流0.3，开关及导线若干。实验电路图如图所示，实验中要求多测几组电流、电压值。在实验中应选        电流表和       滑动变阻器。二、实验电路（电流表内外接法）的选择（具体选那种接法，见上所述）当待测电阻rx<时，视rx为小电阻，应选用外接法；当rx>时，视rx为大电阻，应

22、选用内接法；当rx时，两种接法均可。三、控制电路的选择（即滑动变阻器在电路中接入方法，具体是限流还是分压，参照上述）练习1、要比较准确地测一个电阻rx ，阻值在5060之间，实验室提供的器材如下：电池组e=12v,r=0.5; 电压表v（010v）；电流表a1(0-50ma,ra1=20) ；电流表a2(0-300ma,ra2=0.01) ；滑动变阻器r1(0-100,1a) ；滑动变阻器r2(0-1700,0.3a);导线、电键。画出实验电路并标出所用仪器的字母2:用伏安法测量某电阻阻值，现有实验器材如下：侍测电阻rx（阻值大约为5，额定功率为1）；电流表a1（量程.，内阻0.2）；电流表a2（量程03a，内阻0.05）；电压表v1（量程03v，内阻3k）；电压表v2（量程015v，内阻15k）；滑动变阻器r0（050），蓄电池（电动势为6v）