2022年2022年高二物理电学实验专题复习

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载高中电学试验专题复习一.常见电路1测电阻电路（或描画伏安特性曲线电路,或测量功率电路,或测量电阻率电路）（ 1）图 1 为分压式,外接法（ 2）图 2 为限流式,外接法（ 3）将图 1 改为分压式,内接法（ 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（ 1）测量电路如图（ 2）测量方法第一.运算方法测两组端电压u 和电流 i 值,然后通过以下式子求解；eu 1 i 1r eu 2 i 2r其次.作u i 图象方法通过调剂滑动变阻器,取得多组（u , i）值,然后在坐标中描点,连成直线用图象处理问题,须留意以下几

2、点：连直线的方法：让尽可能多的点在直线上,直线两就分布的点的个数大致匀称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i0精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载斜率的含义：电阻；求解方法：r=e 或用直线上任意两点求解斜率的肯定值；i 0精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3电流表.电压表改装电路（ 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s1,断开 s2,调剂 r 使电流表满偏,然后使r 不变,闭合s 调剂 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

3、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；改装电路rx u/i g rg其中 u 为改装后的满偏电压核对电路调剂 r,转变电压,比较改装表和标准表v 的读数,并运算百分误差精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载uu 0u 0× 100%其中 u 为改装表的读数,u为标准表的读数精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载注：改装电压表和标准电压表并联进行核对精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载电流表内阻误差分析在半偏法测内阻电路中,当闭合s时,引

4、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；（ 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 s1 和 s2,调剂 r 使电压表满偏,然后使 r 不变,断开 s调剂 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；改装电路

5、如改装电压表量程为u ,内阻为rv,改装后的电流表的量程为i, 就并联电阻rx 核对电路要求标准表a 和改装表串联才能进行核对,其百分误差的精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载运算方法为ii 0i 0× 100%精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载留意：将改装电流表和标准电流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s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,调剂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.器材选取原就1精确性原就：选用电表量程应可能减小

6、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,如指针偏转不到满偏角度的/3,读数误差较大； 2安全性原就：通过电源,电表,滑动变阻器,用电器的电流不能超过其答应的最大电流；3便于操作原就：挑选掌握电路时,既要考虑供电电压的变化范畴为否满意试验要求,又要留意便于操作；三.电路选取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畴电流表的读数大于流过待测精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载外接法电压表分流内接法电流表分压（）判定方法的电流,故：r 测<r 真电压表读数大于待测电阻两端的电压,故：r 测<r 真测小电阻测大

7、电阻精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载直接比较法：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；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载临界值法：当待测电阻rx <ra rv时,视 rx 为小电阻,应选用外接法；当rx >ra rv时,视 rx 为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载大电阻,应选用内接法；当rx ra rv时,两种接法均可；精品学习资料精选学习资料 - -

8、 - 欢迎下载2滑动变阻器分压式.限流于接法选取（）基本电路（）电路的对比调剂范畴限流式电路分压式电路rxu精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载电压调剂范畴u u精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载rxr精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载电流调剂范畴uuurxrrxrx精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载说明： 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；（）判定方法负载电阻rx 远大于滑动变阻器总电阻r,须用分压式接法,此时如采纳限流式接法对电路基本起不到调剂作用；要求负载上电压或电流变化范畴大,且从零开头连续可调,须用分压式接

9、法；采纳限流电路时,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,应采纳变阻器的分压式接法；负载电阻的阻值rx 小于滑动变阻器的总电阻r 或相差不大,并且电压表.电流表示数变化不要求从零开头起调,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,由于限流式接法总功率较小；例 1有一小灯泡上标有“v, .6w ”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的i u 图像,已知所用器材有：a 电流表： 00.3a ,内阻 1b电压表： 0 15v ,内阻 20k c滑动变阻器：0 30,额定电流2ad同学电源（直流9v ） e开关一只,导线如干为使试验误差尽量减小,试画

10、出合理的试验电路图例 2在“测定金属的电阻率”试验中,如粗估金属丝的电阻rx 约为 3 ,为减小误差,要求金属丝发热功率 p<0.75w ,备有的部分器材有：a 6v 的电池组b .电流表（ 0 0.6a ,内阻 0.5 ） c电流表（ 0 3a ,内阻 0.01）d .电压表（ 03v ,内阻 1k ）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载e电压表（ 0 15v ,内阻 5k）f.滑动变阻器（0 100 ,额定电流1a ） g滑动变阻器（0 20 ,额定电流1a ）（ 1）上述器材应选用的为 ；（用字母代替）（ 2）画出试验电路图例 3一个未知电阻rx,阻值大约

11、为10k 20k.为了较为精确的测定其电阻值,试验室中有如下器材：电压表 v（量程 3v .内阻约为3k量程 15v .内阻约为15 k 电流表 a 1量程 200 a .内阻约为100 电流表 a 2量程 5ma .内阻约为10电流表 a 3量程 0.6a .内阻约为1电源电动势为 v滑动变阻器r 的最大阻值为200开关 sa.在试验中电压表量程应选,电流表应选；b.为了尽可能削减误差,请你在虚线框中画出本试验的电路图；c.依据试验的需要用笔滑线代替导线,将图7 所需的实物连接起来；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载-+va 1-+-+a 2a 3精品学习资料精选学习资料 - -

12、 - 欢迎下载图 7四.伏安法测电阻及电路的延长设计1.伏安法如 ： 例 22.比例法受一些特别的试验条件限制,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,但可依据电流或电压表刻度匀称的特点,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10.0 的定值电阻,一个开关.如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；要求设计一个能测定某电源内阻的试验方案,（已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧）,要求：（ 1）画出试验电路图（ 2）简要写出完成接线后的试验步骤（ 3）写出用测得的量运算

13、电源内阻的表达式r= ；解析：（ 1）电路图如右图所示；（ 2）断开开关,登记电压表偏转格数n 1；合上开关,登记电压表格数n2；（ 3）设电压表每偏转1 格表示 u 0,当 k 断开时,由闭合电路欧姆定律得：e u1 n 1u0精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载u 2当 k 闭合后,有：eu 2r ,即 e n2u0 n 2u 0r ,联立两式解得：r r n1n 2 ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载rrn 23.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,由于电流表及电压表本身并非抱

14、负电表,这两种线路都存在误差；另一种情形为试验只供应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,用肯定值电阻（电阻箱）替换待测电阻,完成试验并提高测量精确性：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）画出试验电路图,并在图上标出你所选用器材的代码；（ 2）写出主要的试验操作步骤解析：（ 1）试验电路如右图所示；（ 2）将 s2 与 rx 相接,登记电流表指针所指位置将 s2 与 r1 相接,保持r2 不

15、变,调剂r1 的阻值,使电流表的指针在原位置上,登记r1 的值,就rx r1；4.伏安法的推广对一些特别电阻,如电流表或电压表内阻的测量,电路设计也有其特别性：一为要留意到其自身量程对电路的影响,二为要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能；例 6：某电压表的内阻在20k 50k 之间,现要测量其内阻,试验室供应以下可供选用的器材：待测电压表 v （量程 3v ）.电流表a 1（量程 200ua ）.电流表a 2（量程 5ma ）.电流表 a 3（量程 0.6a ）.滑动变阻器r（最大值 1k .电源 e（电动势4v ）,开关s；（ 1）所供应的电流表中,应选用 ；（ 2）为了削减误差,要求测

16、量多组数据,试画出符合要求的电路图；解析：由于通过电压表的电流必需由电流表测定,所以电流表与电压表应串联,这实际上就为一种特别的伏安法,电压表成了一个 “可自报电压的大电阻”,由于电压表内阻在20 k 50k 之间,电流表内阻与电压表内阻相比可忽视不计,而滑动变阻器r 的阻值远小于电压表内阻,且试验要 求测多组数据,因此试验电路中变阻器应接成分压式,这样电压表的电流在80ua 200ua 之间,故电流精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载表应选 a；依据电流表.电压表示数,可求得电压表内阻rv u1i精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载5.比较法某些问题中,因试验器材不具备（

17、缺电流表或电压表）,或因试验条件限制,或因试验精度不答应而不能用“伏安法” ；这时我们就得依据问题的详细条件和要求重新挑选试验原理,用“伏安法”的替代形式“比较法”来设计试验方案；例 7从下表中选出适当的试验器材,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（ a 1）量程 100ma ,内阻 r1 待测（约40 ）电流表（ a 2）量程 500ua ,内阻 r2 750电压表（ v ）量程 10v ,内阻 r3=10k电阻（ r1）阻值约 100 ,作爱护电阻用滑动变阻器（ r2）总阻值约50电池（ e）电动势 1.5v

18、,内阻很小开关（ k ）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载导线如干（ 1）画出电路图,标明利用器材的代号；（ 2）如选测量数据中的一组来运算r1,就所用的表达式r 1 ,式中各符号的意义为 ；解析：分析题意知道需测量电流表a 1 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；这恰恰就为此题设计考核同学应变才能的“陷阱”依据所列仪器的特点,电流表a2 内阻已知,由此可采纳两电流表并联,由于两电流表两端电压相等即精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载可省去电压的测量,从而减小试

19、验误差,由i2r2 i 1r1 得 r1=i 2 r2i 1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载此题也可懂得为“将已知内阻的电流表a 2 当成电压表使用” ；这实际也为伏安法的一种推广形式；练习1有一根瘦长而匀称的金属材料样品,截面为外方（正方形）内圆,如下列图；此金属材料质量约为0.1 0.2kg,长约30cm,电阻 约为 10；已知这种金属的电阻率为,密度为0 ；因管线内径太小,无法直接测量,请依据以下器材,设计一个试验方案测量其内径 d ；a 毫米刻度尺b螺旋测微器c电流表（ 600ma , 10 ） d 电流表（ 3a ,0.1 ）e电压表（ 3v ,6k ）f滑动变阻器（2

20、 k ,0.5a ）g滑动变阻器（10 ,2a ）h直流稳压电源（6v ,0.05 ）i开关一个,带夹子的导线如干（ 1）除待测金属材料外,应选用的试验器材有；（只填代号字母）（ 2）画出你设计方案的试验电路图,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,推导出运算金属管线内径d 的表达式；2 （ 1）有一游标卡尺, 主尺的最小分度为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 所示的读数为mm；如图 2,用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如下列图的读数为mm；（ 2）为了测量两节串联干电池的电动势, 某同学设计了如图 3 所示的试验电路；其

21、中： e 为待测电池组,内阻不能忽视；v 1.v 2 为两只量程都合适的电压表,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载内阻不为很大,且未知；s1.s2 为单刀单掷开关；导线如干；请依据电路图3,在图 4 中连线,将器材连成试验电路；试验中需要测量的物理量为；用测出的物理量作为已知量,导出运算串联电池电 动01234567810 11 12势的表达式；（写出推导过程）10111210010200；3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,如下列图；由此读出工件的长度为 mm ；有一块小量程的电流表g,满偏电流为100 a,内阻为 500 ；如把它改装成3v 和 15v 两量程的电压表,电流表g 应与适当的电阻值连接；经运算,改装后与电流表连接的电阻值在3v 挡时r1= k , 15 v 挡时 r2= k ；把改装的电压表和标准表校核,发觉标准表的满刻度读数为15v 时,改装表的读数为14.7v ；就改装成的电压表相对于满刻度