(完整word版)高中物理电学实验专题总结,推荐文档

1、高中物理电学实验专题知识点回顾一、描绘小灯泡的伏安特性曲线：二、电流表和电压表的改装：三、测定电源电动势和内阻：四、测定金属电阻和电阻率：五、器材选择：六、电路纠错：七、示波器的使用：八、用多用电表探索黑箱内的电学元件九、传感器知识点和考点一、描绘小灯泡的伏安特性曲线原理：欧姆定律U IR处理方法：内接和外接（都有误差）例1、某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑， 先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材（代号）规格电流表（Ai）量程050mA内阻约为50电流表（A2）量程0200mA内阻约为10电压表（Vi）量

2、程03V，内阻约为10k电压表（V2）量程015V,内阻约为25k滑动变阻器（Ri）阻值范围015，允许最大电流1A滑动变阻器（R2）阻值范围01k，允许最大电流直流电源(E)100mA开关(S)输出电压6V,内阻不计导线若干 为提高实验结果的准确程度，电流表应选用 ;电压表应选用 滑动变阻器应选用。(以上均填器材代号) 为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原 理图，并标明所用器材的代号。 若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合， 请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同 点？相同点:不同点:二、电压表和电流表(1 )电流表原理和主要参数电流表G是根据通电线圈在磁场

3、中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角B与电流强度I成正比，即9 = kI，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻Rg：即电流表线圈的电阻；满偏电流lg：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Ug= IgRg(2) 半偏法测电流表内阻 Rg :方法：合上S1，调整R的阻值，使电转到满流表指针刻度再合上开关S2,调整R'的阻值(不可再改变 R),使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半，可以认为 Rg = R '。 条件：当R比R '大很多(3) 电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R,如图所示

4、，若量程扩大倍，即n =，则根据分压原理，需串联的电阻值Ug土RgUg g(n 1)Rg，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。(4) 电流表改装成电流表，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值Ig方法：并联一个分流电阻 R，如图所示，若量程扩大 n倍,IRR - R1，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越Irn 1小。注意：改装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。三、测量电源电动势和电阻原理：闭合电路欧姆定律：E U外Ir例1、某同学通

5、过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999 ，科当标准电阻用) 一只电流表(量程Ir=0.6A,内阻rg 0.1 )和若干导线。 请根据测定电动势 E内电阻r的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接git起来。 接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R,读处与R对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值R 2.6时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时1 1 1首先计算出每个电流值1的倒数严制作R-严标图，如图6所示，图中已标注出了 ( r,t )的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5

6、实验数据对应的坐标点也标注在图 6中上。 在图6上把描绘出的坐标点练成图线。 根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E=V,内电阻r 例2、（1）某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为mm（2）右图为一电学实验的实物连线图。该实验可用来测量特测电阻RX的阻值（约500 Q） o图中两个电压表量程相同，内阻都很大。实验步骤如 下： 调节电阻箱，使它的阻值R）与待测电阻的阻值接近； 将滑动变阻器 的滑动头调到最右端。 合上开关S。 将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都具有明显偏转。 记下两个电压表和的读数U和Lb。 多次改变滑动变阻器滑动头的位

7、置，记下禾的多组读数L和Lbo 求RX的平均值。回答下列问题：（I）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为滑动变阻器的符号 -二匕 为，其余器材用通用的符号表示。（n）不计电压表内阻的影响，用U、U2和R0表示Rx的公式为（川）考虑电压表内阻的影响，且U、U、R）、二的内阻ri、二的内阻2表示Rx的公式四、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 （一）、下面主要介绍伏安法测电阻的电路选择1 伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示）2. 实验电路（电流表内外接法）的选择测量未知电阻的原理是 R=

8、U，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量I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 电 > 匹，一般选电流表的内接法。如图（a）所示。由于该电路中，电压表Ra Rx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 =IR 测 Rx raRxRx（2）若 理 v 生，一般选电流表外接法。如图（b）所示。由于该电路中电压表的读Ra RxRvRv

9、Rx数U表示Rx两端电压，电流表的读数 I表示通过 巳与RV并联电路的总电流，所以使用该 电流所测电阻URv RxRs RxR测=一 也比真实值 Rx略小些，相对误差 a=IRv RxRx例1、某电流表的内阻在0.1 Q0.2 Q之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下:A .待测电流表 Ai （量程0.6A）;B .电压表V1 （量程3V，内阻约2k Q）C.电压表V2 （量程15V，内阻约10kQ） ; D.滑动变阻器 Ri （最大电阻10Q）E.定值电阻 R2 （阻值5Q）F.电源E （电动势4V）G.电键S及导线若干（1） 电压表应选用 ;（2）画出实验电路图；（3） 如测得电压表的读数

10、为 V，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：Ra =（二八 控制电路的选择：（滑动变阻器分压与限流接法的选择）1、限流接法：如图2甲所示，图2乙注意：在接通电源之前应把接入中路中的电阻最大，电路中的电流最小，以保证安全。 即图中滑片P移到b端。2、分压接法：如图2乙所示。注意：在接通电源之前，滑片 P应移到图中的a端，使负载的电 压和电流均为最小，以保证安全。3、选择方法：在没有特殊指明的情况下，从减小电能损耗和接线方便的角度考虑，变阻器通常选用限流接法，但在出现下述情况时，则必须选择分压接法。（1）若采用限流电路时，如果电路中的最小电流大于等于被测电阻Rx的额定电流或所给电表的量程

11、时，必须选用分压电路；例1、用伏安法测量某电阻 Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻 Rx （阻值约为100 欧）; 直流电流表 A （010mA, 50Q）;电压表V （ 03V , 5k ）；滑动变阻器 R （015,1A）;直流电源（电动势为 3V,内阻不计）；电键、导线若干。根据规格要求，画出测量电路图。（2）滑动变阻器全阻值 R远小于或者远大于被测电阻Rx或电路中串联的其他电阻的阻值，而实验要求电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压电路； 例2、有一个小灯泡上标有“ 6V, 0.6W”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I U图线。现有实验器材如下：电压表（010V，

12、内阻20 k ）；电流表（00.3A，内阻1 ）；滑动变阻器（5 ,2A）;学生电源（直流 9V），还有开关、导线。为使实验误差尽量减小，画出实验电路图。（3）实验中要求电压从零开始并连续变化时须采用分压电路；例1、某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用 的器材包括：输出为 3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测 微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金图4属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验FT!0_|_01图14（2）实验的主要步骤如下:电路，并连接电路实

13、物图14 正确链接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关; 读出电流表的示数，记录金属夹的位置; 断开开关， ，合上开关，重复的操作。（3） 该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图15的关系图线,其斜率为 A-1 m1（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了<01 11=勿I151图16的电阻之和。（4） 他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是 。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是,其数值和单位为 （保留三位有效数字） 。五、实验仪器的选择：1、首先考虑安全因素：所有仪器必须保证安全2、

14、读数误差因素：减小误差3、对滑动变阻器：分压和分流4、仪器选择的一般步骤：（1）首先选择唯一性的器材；（2）草画电路图，（暂不接电流表和电压表）；（3）估算回路中的电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度的偏转，但不超过 其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。例1、在“测定金属丝的电阻率”的实验中若估测金属丝的电阻Rx约为3 Q,为减小误差并尽可能测量多组数据，要求电阻丝的发热功率PV 0.75W，备有器材如下：A、6V直流电源；B、直流电流表 Ai （ 00.6A，内阻0.5 ）;C、直流电流表A2 （ 03A，内阻0.01）;D、直流电压表Vi （ 03V, 1k

15、）;E、直流电压表 V2 （ 015V , 5k ）;F、滑动变阻器R1 （0100，最大允许电流1A）;G、 滑动变阻器 R2 （020 ，最大允许电流1A）;H、电键、导线若干。问：（1） 上述器材选用 （用字母表示）（2）画出实验电路图。（3）在图5中连接实物。图6例2、某同学用图2所示电路，测绘标有“ 3.8 V,0.3 V ”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象. 除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择电流表：A:（量程100 mA,内阻约2）;A:（量程0.6 A,内阻约0.3）;电压表：V1（量程5 V,内阻约5）;V2（量程15 V,内阻约15）;电源：E1（电动势为1.5

16、 V，内阻为0.2）;E2（电动势为4 V,内阻约为0.04）.，电压表,为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表滑动变阻器，电源.（填器材的符号） 根据实验数据，计算并描绘出 R-U的图象如图3所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为 ;当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为 ，灯泡实际消耗的电功率为W. 根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率 P与外加电压U的关系符合该关系的示意图是下列图中的答案： A2ViRiE2 1.511.50.78A例3、有一电阻R，其阻值大约在40 Q至50 Q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

17、表 V，量程为0至10 V，内阻20KQ ;电流 表A1,量程为0至50mA，内阻约20 Q ;电流表A2,量程为0至300mA，内阻约4Q;滑 动变阻器R1,阻值范围为0至100Q，额定电流1A ;滑动变阻器R2，阻值范围为0至1700 Q,额定电流0.3 A,开关S及导线若干。实验电路图如图1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。例4、为了测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材供选用：A .待测干电池一节B .直流电流表（量程0 0.6 3 A , 0.6 A挡内阻为 0.1 Q, 3 A挡内阻为 0.02 Q）C.直流电压表（量程0 3

18、 15 V , 3 V挡内阻为5 k Q 15 V挡内阻为25 k QD 滑动变阻器（阻值范围为0 15，允许最大电流为1A）E. 滑动变阻器（阻值范围为 0 1000約允许最大电流为 0.2 A）F. 开关G. 导线若干 在图（甲）中将所选器材，用铅笔画线代表导线进行实物连线； 为尽可能减少实验的误差，其中滑动变阻器选 （填代号）； 根据实验记录，画出的 U I图线如图（乙）所示，从中可求出待测干电池的电动势为V，内电阻为Q.（乙）（甲）六、电路的纠错：例1、如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、导线以及电路中的各点连接。（1）为了检测小灯泡以及 3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的 挡。（2）在开关闭合情况下，若测得 5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可 能有故障（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。七、多用表的使用:例1、某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤：（1）检查多用电表的机械零点。（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。（3） 将红、黑表笔 ，进行欧姆调零。（4） 测反向电阻时，将