高考物理系列讲座--电学实验专题(143张)

1、孙恒芳Sunhengfang126.con 高考物理系列讲座高考物理系列讲座 -电学实验专题1、高中物理实验复习值得思考的环节、高中物理实验复习值得思考的环节考试说明中精选实验，突出了复习的重点。实考试说明中精选实验，突出了复习的重点。实验条目后冠以验条目后冠以“（实验、探究）（实验、探究）”，说明实验具备，说明实验具备更多的能力要求或可以考查的途径。更多的能力要求或可以考查的途径。所列实验与传统的实验器材不一定一一对应。所列实验与传统的实验器材不一定一一对应。对实验技能和方法的考查更加突出，要求对实对实验技能和方法的考查更加突出，要求对实验原理有更高层次的领悟才能正确迁移和运用。验原理有更高

2、层次的领悟才能正确迁移和运用。2、高中物理实验所涉及基本方法、高中物理实验所涉及基本方法3、北京北京“11考试说明考试说明”对实验器材与实验对实验器材与实验误差提出的要求误差提出的要求 设计实验原理：控制变量法、替代法、模拟法、设计实验原理：控制变量法、替代法、模拟法、 微微小量放大法、留迹法小量放大法、留迹法控制实验误差：多次测量法、积累法控制实验误差：多次测量法、积累法处理实验数据：列表法、作图法、平均值法、逐差法处理实验数据：列表法、作图法、平均值法、逐差法实验器材实验器材实验误差与有效数字实验误差与有效数字实验考试形式与比例实验考试形式与比例 20112011考试说明有关实验部分的要求

3、考试说明有关实验部分的要求 是指针对具体问题，根据已有条件，是指针对具体问题，根据已有条件，运运用用已学过的知识和方法制定方案，通过实验解决问题的能已学过的知识和方法制定方案，通过实验解决问题的能力。能力。能独立独立完成完成“物理知识内容表物理知识内容表”中所列的实验中所列的实验。具体。具体要求如下：要求如下： 了解了解基本仪器基本仪器的主要性能和使用方法，根据需要能的主要性能和使用方法，根据需要能合理选择和正确使用基本仪器。合理选择和正确使用基本仪器。 理解理解实验原理和方法实验原理和方法。能够控制实验条件，排除实。能够控制实验条件，排除实验故障，正确进行观察、测量、记录实验现象和实验数据。

4、验故障，正确进行观察、测量、记录实验现象和实验数据。 分析和处理实验数据分析和处理实验数据，对实验结果进行描述和解释，对实验结果进行描述和解释，对误差进行初步分析和讨论，评价实验结论。对误差进行初步分析和讨论，评价实验结论。 依据已有资源，设计简单实验，组合实验器材，拟定依据已有资源，设计简单实验，组合实验器材，拟定实验步骤，探究所要解决的问题。实验步骤，探究所要解决的问题。第一部分第一部分 20112011考试说明有关实验部分的要求考试说明有关实验部分的要求20112011考试说明有关实验部分的要求考试说明有关实验部分的要求20112011考试说明有关实验部分的要求考试说明有关实验部分的要求

5、说明说明1 1要求会正确使用的仪器主要有要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱等等2 2要求认识要求认识误差问题误差问题在实验中的重要性，了解误在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法次测量求平均值的方法减小偶然误差减小偶然误差；能在某些；能在某些实验中分析

6、误差的实验中分析误差的主要来源主要来源；不要求计算误差。；不要求计算误差。3 3要求知道要求知道有效数字有效数字的概念，会用有效数字表达的概念，会用有效数字表达直接测量的结果直接测量的结果间接测量间接测量的有效数字运算不作的有效数字运算不作要求要求 近几年北京高考实验题目类型近几年北京高考实验题目类型一、电学测量仪表及读数法则一、电学测量仪表及读数法则G G_+示教表示教表0-3v-15v0-0.6A-3A电压表电压表电流表电流表例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值 接接03A量程量程 (0.18+0.19/10)A = =0.89A误差值误差值 1

7、.1.最小分度是最小分度是1 1（包括（包括0.10.1、0.010.01等）的仪器，测量误差等）的仪器，测量误差出现在下一位（即估读到最小分度下一位），下一位按出现在下一位（即估读到最小分度下一位），下一位按1/101/10估读。若无估读，则在最小分度的下一位补估读。若无估读，则在最小分度的下一位补“0 0”。 安培表安培表0 03A3A档、电压表档、电压表0 03V3V档等档等。0123V读数：读数：2、40V2022-2-910例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值接接015V量程时量程时读数为读数为_V. 精度精度( (即最小分度值）为即最小分

8、度值）为0.5V0.5V，在十分位上。，在十分位上。 2.2.最小分度是最小分度是5 5（包括（包括0.50.5、0.050.05等），测量等），测量误差出现在同一位上，同一位按误差出现在同一位上，同一位按1/51/5估读，即估读，即按五分之几格估读。按五分之几格估读。(10+0.51+0.53/5)V)V最小分度值最小分度值误差值误差值10.82022-2-911例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值接接00.6A量程时量程时读数为读数为_A. 0.18 精度精度( (即最小分度值）为即最小分度值）为0.02A0.02A，在百分位上。，在百分位上。

9、3.3.最小分度是最小分度是2 2（包括（包括0.20.2、0.020.02等），测量等），测量误误差出现在同一位上差出现在同一位上，同一位按，同一位按1/21/2估读，即不估读，即不足半小格舍去，超过半小格按半格估读，接近足半小格舍去，超过半小格按半格估读，接近满格按满格估读满格按满格估读。(0.028+0.021)V)V最小分度值最小分度值误差值误差值2022-2-912凡最小分度值是一个单位的，有效数字的末位都凡最小分度值是一个单位的，有效数字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补精度的下一位补“0”0”。凡最小分度值是

10、。凡最小分度值是2 2或或5 5个单个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数），若无估读不需补读数），若无估读不需补“0”0”。若用。若用0 0 0.60.6安量程，安量程，其精度为其精度为0.020.02安，说明测量时只能准确到安，说明测量时只能准确到0.020.02安，安，不可能准确到不可能准确到0.010.01安，因此误差出现在安培的百安，因此误差出现在安培的百分位（分位（0.010.01安），读数只能读到安培的百分位，安），读数只能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，当指针指在小于半以估读最小分度半小格为宜，当指针指在小于半小

11、格位置则舍去，指针正对半小格则取为小格位置则舍去，指针正对半小格则取为0.010.01安，安，指针超过半小格时则算一小格即指针超过半小格时则算一小格即0.020.02安安。 00.20.40.6A051015V读数：读数：10.5V051015V读数：读数：9.5V练一练练一练读数：读数：0.37A 电阻箱：电阻箱：是一种可以调节电阻的并且能够显示出电阻阻值大小是一种可以调节电阻的并且能够显示出电阻阻值大小的变阻器。的变阻器。 读数方法是：读数方法是：各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它们之和就是电阻箱接入电路的阻值。数，它们之和就是电阻箱

12、接入电路的阻值。 使用电阻箱时要注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。使用电阻箱时要注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。2022-2-915 电阻箱读数电阻箱读数: 81000010000+41000+51000+5100+8100+810+010+01+21+20.10.1= =84580.2 练一练练一练2022-2-916（二二）常见实验数据的收集方法）常见实验数据的收集方法1 1利用测量工具直接测量基本物理量利用测量工具直接测量基本物理量2. 间接测量的物理学量间接测量的物理学量试验流程：实验目的试验流程：实验目的 实验原理实验原理 实实验器材验器材 电路选择电路选择 实验方

13、法实验方法 实验实验数据数据实验结果 实验装置实验装置 控制条件控制条件 实验步骤实验步骤 实验现象实验现象专题二专题二 电学实验电学实验 一、电学实验的基本知识一、电学实验的基本知识专题二专题二 电学实验电学实验1 1电路设计原则电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全安全性性”、“方便性方便性”、“精确性精确性”原则，兼顾原则，兼顾“误差小误差小”、“仪器仪器少少”、“耗电少耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。等各方面因素综合考虑，灵活运

14、用。正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验

15、误精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。差尽可能的小。2 2电学实验仪器的选择电学实验仪器的选择：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（一般要大于满偏度的理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/31/3），），以减少测读误差。以减少测读误差。根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流根据电路中可能出现的电流或电压范

16、围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量

17、使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度。以提高测试的准确度。仪器选择顺序：先电源仪器选择顺序：先电源-电压表电压表电流表电流表-变阻器变阻器v3、测量电路的选择、测量电路的选择内外接选择内外接选择 RVRARXAVRVRARXAVvAUR =I测vvAvUR=UIR真vAUR =

18、I测vAAAUI RR =I真伏特表的分流作用伏特表的分流作用安培表的分压作用安培表的分压作用测小电阻测小电阻 RxRv测大电阻测大电阻 RxRA已知已知R Rx x、R RA A、R Rv v范围范围外外内内R Rx x/R/RA AR Rv v/R/Rx x： 接法接法R Rx x/R/RA AR Rv v/R/Rx x： 接法接法未知未知R RA A、R Rv v、: :试触法试触法RVRARXAVabcA A变化明显变化明显: : 接法接法V V变化明显变化明显: : 接法接法内内外外测大用内测大用内测小用外测小用外ERRERXX甲乙4 4、供电电路选择、供电电路选择-分压、限流接法分

19、压、限流接法为了改变测量电路（待测电阻）两端的电压（或通过测量电路的为了改变测量电路（待测电阻）两端的电压（或通过测量电路的电流），常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路，滑动变阻器在电流），常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路，滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式：如图（甲）为滑动变阻器的限流式接电路中主要有两种连接方式：如图（甲）为滑动变阻器的限流式接法，法，RXRX为待测电阻。它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻为待测电阻。它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是：三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是：R RX X是待测电阻，是待测电

20、阻，R R是滑动变阻器的总电阻，不计电源内阻是滑动变阻器的总电阻，不计电源内阻) )。如图。如图（乙）是滑动变阻器的分压式接法。接线方式是电源与滑动变阻器（乙）是滑动变阻器的分压式接法。接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联，该接组成闭合电路，而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联，该接法对待测电阻供电电压的调节范围是：法对待测电阻供电电压的调节范围是：0E0E（不计电源内阻时）（不计电源内阻时）。选取接法的原则：选取接法的原则：要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。可调，须用分

21、压式接法。负载电阻负载电阻RxRx远大于滑动变阻器总电阻远大于滑动变阻器总电阻R R时，须用分压时，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。用。 采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过采用限流电路时，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。用变阻器的分压式接法。负载电阻的阻值负载电阻的阻值RxRx小于滑动变阻器的总电阻小于滑动变阻器的总电阻R R或相差或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起

22、调，不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。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，因为限流两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。电路结构简单，总功率较小。滑动变阻器的粗调和微调作用：滑动变阻器的粗调和微调作用：在限流电路中，全电阻较大的变阻器起粗调作在限流电路中，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调作用。用，全电阻较小的变阻器起微调作用。在分压电路中，全电阻较小的变阻器起粗调作在分压电路中，全电阻较小的变阻器起粗调作用，全电阻较大的变阻器起微调作用。用，全电阻较大的变阻器起微调作用。 零起必分压零起

23、必分压 滑小必分压滑小必分压 滑大可限流滑大可限流 烧表必分压烧表必分压RRXsEVA限限流流外外接接ab分分压压外外接接RRXsEVAabsERRXVA分分压压内内接接abRx的电压范围的电压范围RRXsEVA限限流流内内接接abxxR E ER +R0 E电压调节电压调节范围大范围大v供电电路供电电路滑动变阻器滑动变阻器( (分压分压, ,限流限流) ) 若采用限流接法，最小电流用电器的额定电流若采用限流接法，最小电流用电器的额定电流R R滑滑( (其值越小其值越小, ,调节精度越高调节精度越高) )待测电阻待测电阻R RX X电压变化范围较大（或要求测量多组数据）电压变化范围较大（或要求

24、测量多组数据）电压从零开始可连续变化电压从零开始可连续变化选用选用分压分压电路电路连接连接5 5实物图的连接：实物图连线应掌握基本方法和实物图的连接：实物图连线应掌握基本方法和注意事项注意事项。注意事项：注意事项：连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。在接线时要特别注意不能将线接到滑动触

25、头上。基本方法：基本方法：画出实验电路图。画出实验电路图。分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程。分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程。画线连接各元件。画线连接各元件。( (用铅笔画线，以便改错用铅笔画线，以便改错) )连线方式应是单线连连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路。接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路。 一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等。按顺序一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等。按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来；然后连接支以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来；然后连接支路将要并联的元件再并

26、联到电路中去。连接完毕，应进行检查，检路将要并联的元件再并联到电路中去。连接完毕，应进行检查，检查电路也应按照连线的方法和顺序。查电路也应按照连线的方法和顺序。连线口诀：连线口诀：有图到物、接线到柱、有图到物、接线到柱、先串后并、量程清楚先串后并、量程清楚线不交叉就近接入线不交叉就近接入 二、关于电阻的测量方法二、关于电阻的测量方法1.欧姆表测量欧姆表测量2.替代法替代法3.伏安法伏安法4.比较法比较法替代法测量电阻替代法测量电阻1、在右图中，、在右图中，S接接1，记下电流值，记下电流值 I ; S接接2，调节，调节R，使电流值仍为，使电流值仍为 I ，1RxRAS2则则 Rx =R 2、在下

27、图中，调节、在下图中，调节P，甲图中的电压表的电压为，甲图中的电压表的电压为U;甲甲VRxP乙乙VRP保持保持P不动，换接电阻箱不动，换接电阻箱R, 调节调节R使乙图中的电压表使乙图中的电压表的电压仍为的电压仍为U，则则 Rx =R 比较法测量电阻比较法测量电阻1、比较电流、比较电流在右图中，在右图中，S接接1，记下电流值，记下电流值I1， S接接2，记下记下电流值为电流值为I2，1RxRAS2I11RxRAS2I2RIRIx21 RIIRx12 （不计电源内阻（不计电源内阻和电流表内阻和电流表内阻 ）2、比较电压、比较电压甲甲VRxP乙乙VRPRx调节调节P，甲图中的电压表的电压为，甲图中的

28、电压表的电压为U1、保持保持P不动，乙图中的电压表的电压为不动，乙图中的电压表的电压为U2，则则xRURUU221 RUUURx212 伏安法测电压表电阻伏安法测电压表电阻电压表是一个能够显示自身电压的特殊电阻，电压表是一个能够显示自身电压的特殊电阻，因此，可以用一个安培表测量其电阻。因此，可以用一个安培表测量其电阻。VA读出读出电压表和电流表的示数电压表和电流表的示数U和和I，则，则IURV 比较比较法测电压表电阻法测电压表电阻甲图中的电压表的电压甲图中的电压表的电压U1; VRV甲甲 乙乙 乙图中的电压表的电压乙图中的电压表的电压U2 , R为大电阻为大电阻 (不计电源内阻不计电源内阻)R

29、UURUV212 RUUURV212 例例1. (2)用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值的阻值(900 1000) . 电源电源 E （有一定内阻，电动势约为（有一定内阻，电动势约为 9.0V ) 电压表电压表 Vl （量程为（量程为 1.5V ，内阻，内阻 rl =750 ) 电压表电压表 V2 （量程为（量程为 5V ，内阻，内阻 r2 =2500 ) 滑线变阻器滑线变阻器 R （最大阻值约为（最大阻值约为 100 ） 单刀单掷开关单刀单掷开关S ，导线若干，导线若干 测量中要求电压表的读数不小于其量程的测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，请在，请在答题卡的

30、虚线方框中画出答题卡的虚线方框中画出测量电阻测量电阻Rx的一种实验电路的一种实验电路原理图（原理图中的元件原理图（原理图中的元件要用题目中相应的字母标注）要用题目中相应的字母标注） V2V1RxRSE 若电压表若电压表V1的示数用的示数用 U1表示，电压表表示，电压表 V2的示的示数用数用U2表示，则由已知量和测得量表示表示，则由已知量和测得量表示 Rx的公式的公式为为 Rx= . . V2V1RxRSE解：解： 电压表电压表V1和和Rx中的电流相等，即中的电流相等，即 1112rURUUx 1112rU)UU(Rx 例例2. 测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：测量一块量程已知的电压表

31、的内阻，器材如下：A待测电压表（量程待测电压表（量程3V，内阻未知）一块，内阻未知）一块 B电流表（量程电流表（量程3A，内阻，内阻0.01 ）一块）一块C定值电阻（阻值定值电阻（阻值5k ，额定电流，额定电流0.5A）一个）一个 D电池组（电动势小于电池组（电动势小于3V，内阻不计）一个，内阻不计）一个E多用电表一块多用电表一块 F开关两只开关两只 G导线若干导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1) 用多用电表进行粗测：多用电表电阻档有用多用电表进行粗测：多用电表电阻档有3种倍率，种倍率，分别是分别是100、10和和1。该同学选择

32、。该同学选择10倍倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太率，用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太小。为了较准确地进行测量，小。为了较准确地进行测量，应重新选择应重新选择 倍率。倍率。重新选择倍率后，刻度盘上的重新选择倍率后，刻度盘上的指针位置如图所示，那么测量指针位置如图所示，那么测量结果大约是结果大约是 。 1k1003.0 103（2）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。你认为其中较合学设计了如图甲、乙两个实验电路。你认为其中较合理的是理的是 （填（填“ “甲甲” ”或或“ “乙乙” ”）电路。其

33、理由是：）电路。其理由是： 。（3）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量物理量 ；用上述所测各量表示电压表内阻，其表达式应为用上述所测各量表示电压表内阻，其表达式应为Rv 。 AVK1甲甲VK2K1R乙乙乙乙因为甲图中流过电流表的电流太小因为甲图中流过电流表的电流太小,读数误差比较大读数误差比较大 K2闭合前后电压表的读数闭合前后电压表的读数U1、U2电压表内阻的表达式为电压表内阻的表达式为121UURURV 例例4图中电源电动势为图中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电，内阻可忽略不计；电流表流表 具有一定的内阻，电压表具有一定的内阻，电压表

34、 的内阻不是无限的内阻不是无限大，大，S为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，R为待测电阻。当为待测电阻。当S向电压表向电压表一侧闭合时，电压表读数为一侧闭合时，电压表读数为U1,电流表读数为电流表读数为I1；当；当S向向R一侧闭合时，电流表读数为一侧闭合时，电流表读数为I2。（1）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R_。（2 2）根据图）根据图1所给出的电路，在图所给出的电路，在图2的各器件实物图的各器件实物图之间画出连接的导线。之间画出连接的导线。 VmASVmARE图图1解见下页解见下页VmAERS图图2图图1SVREmA解：解： 当当S向电压表

35、一侧闭合时，向电压表一侧闭合时，mArUEI11 当当S向向R一侧闭合时，一侧闭合时，ArREI 2112IUEIER 连线如图连线如图 例例5（6分）为了测量一个阻值较大的未知电阻，分）为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（），毫安表（1mA），电），电阻箱（阻箱（0-9999 ），电键，导线等器材。该同学设计），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开置于最大，断开K2，闭合，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为电流

36、表的示数为I11.00mA，记录电流强度值；然后，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合，闭合K2，此时电流表，此时电流表示数为示数为I20.80mA，记录电，记录电流强度值。由此可得被测电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为阻的阻值为_ 。mA K1K2Rx(a)解：解：A105131 rRR.IAA10805132 .RrRR.IxA解得解得 Rx =375 3753.3.伏安法测电阻伏安法测电阻 1、测金属丝的电阻率（或是测膜厚等）、测金属丝的电阻率（或是测膜厚等） 2、测电源的电动势和内阻；、测电源的电动势和内阻； 3、描绘小灯泡的伏安特性曲线。、

37、描绘小灯泡的伏安特性曲线。 涉及的问题主要有：电路的连接（滑动涉及的问题主要有：电路的连接（滑动变阻器的限流或分压、外接或内接）、电变阻器的限流或分压、外接或内接）、电表量程的选择表量程的选择 十、测定金属的电阻率十、测定金属的电阻率 外接、限流外接、限流2SU d=R=LIL 4VR0RSA十一、描绘小灯泡十一、描绘小灯泡的伏安特性曲线的伏安特性曲线 AVACBS外接外接分压分压起始起始位置位置在在C十三、测十三、测电源的电电源的电动势动势E E和和内电阻内电阻r r VRSAE rU/VU/V0 0I/AI/AE E电源电动势电源电动势E EU U1 111EUr =II I1 1限流式电

38、路限流式电路安培表内接法安培表内接法RXRARXAV限流式电路限流式电路安培表外接法安培表外接法 RXRVRXVA AV分压式电路分压式电路安培表内接法安培表内接法RXRAAVRX分压式电路分压式电路安培表外接法安培表外接法RXRVVARX伏安法测电阻电路伏安法测电阻电路（1）无电流表）无电流表 已知电阻与理想电压表并联替代电流表 用已知内阻的电压表替代电流表 无电流表时的替代法 无电流表时的半偏法（测量电压表内阻） V（2） 无电压表无电压表 已知电阻与理想电流表串联替代电压表 无电压表时的等效替代法 无电压表时的半偏法（测表头内阻） （3）把实验题当作计算题处理）把实验题当作计算题处理 R

39、UIxrUI 根据闭合电路欧姆定律列方程求解待测量；根据闭合电路欧姆定律列方程求解待测量；根据欧姆定律的变式根据欧姆定律的变式 求解求解电阻。在利用伏安法测电源的电动势和内阻的实验电阻。在利用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中，只要测出外电路的电压变化量和电流的变化量中，只要测出外电路的电压变化量和电流的变化量（外电压的变化量始终等于内电压的变化量），就（外电压的变化量始终等于内电压的变化量），就可以求出电源的内阻可以求出电源的内阻【例例6】 为了测定一电阻约为了测定一电阻约20，额定电流为，额定电流为0.5A的电阻器的电阻，现备有的电阻器的电阻，现备有下列器材：下列器材：(A)内阻不计的内阻

40、不计的6v电源；电源； (B)量程为量程为03A，内阻约为，内阻约为0.06的电流表；的电流表；(C)量程为量程为00.6A，内阻约为，内阻约为3的电流表；的电流表；(D)量程为量程为025V，内阻约为，内阻约为5104的电压表；的电压表；(E)量程为量程为05V，内阻约为，内阻约为l04的电压表；的电压表；(F)阻值为阻值为05，额定电流为，额定电流为3A的滑动变阻器；的滑动变阻器；(G)阻值为阻值为01500，额定电流为，额定电流为0.5A的滑动变阻器；的滑动变阻器；(H)电键和导线若干。电键和导线若干。（1 1）为了尽可能多测几组数据，应选用的器材为）为了尽可能多测几组数据，应选用的器材

41、为 （2 2）将符合要求的实验电路图画在图方框内。）将符合要求的实验电路图画在图方框内。（3 3）本实验电阻得测量值与真实值相比偏）本实验电阻得测量值与真实值相比偏 （填大或小或相等）（填大或小或相等）（4 4）有一位同学将实验进行如下改装：）有一位同学将实验进行如下改装：电路如图所示，操作如下：电路如图所示，操作如下：改装图2211IUIURX【例例7】 某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx ：电源：电源E，适当量程的电，适当量程的电流表电压表各一只，滑线变阻器流表电压表各一只，滑线变阻器R，电阻箱，电阻箱Rp，开关，开关S1、S2，导线，导线若干他设计的

42、电路图如图若干他设计的电路图如图(a)所示，具体做法：先闭合所示，具体做法：先闭合S1，断开，断开S2，调节调节R和和Rp使电流表和电压表示数合理。记下两表示数为使电流表和电压表示数合理。记下两表示数为I1、U1；再保持再保持Rp值不变，闭合值不变，闭合S2，记下电流表和电压表示数为，记下电流表和电压表示数为I2、U2. (2)写出被测电阻写出被测电阻Rx= （用电表的读数表示（用电表的读数表示)；(3)此实验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，使被测电此实验中因电流表有内阻，电压表内阻不是无限大，使被测电阻的测量值阻的测量值 真实值（选填真实值（选填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于

43、等于”）。）。 PVRRUI1111XPVRRRUI11122122121IUIUUURX等于等于 （十）测定金属的电阻率（十）测定金属的电阻率 实验目的：实验目的： 测定金属的电阻率测定金属的电阻率外接、限流外接、限流VR0RSA 实验思考题：实验思考题： 1 1伏安法测量电阻的理论根据是什么？电阻的计算式是伏安法测量电阻的理论根据是什么？电阻的计算式是怎样的？怎样的？ 2 2伏安法测量电阻有哪两种测量电路？画出电路图。伏安法测量电阻有哪两种测量电路？画出电路图。 3 3两种电路产生系统误差的原因各是什么？测量结果比两种电路产生系统误差的原因各是什么？测量结果比电阻的实际值大还是小？电阻的实

44、际值大还是小？ 两种电路测量的结果，绝对误差和相对误差各多大？两种电路测量的结果，绝对误差和相对误差各多大？ 两种电路分别适于测量多大的电阻？两种电路分别适于测量多大的电阻？ 如果知道电流表和电压表的内电阻，怎样计算待测电如果知道电流表和电压表的内电阻，怎样计算待测电阻值？阻值？ 4 4已知待测电阻的大约值和电压、电流表的内电阻，怎已知待测电阻的大约值和电压、电流表的内电阻，怎样选用测量电路？样选用测量电路？ 在待测电阻大小，安培表、伏特表内阻都不了解的情况下在待测电阻大小，安培表、伏特表内阻都不了解的情况下怎样决定采用哪种测量电路？怎样决定采用哪种测量电路？ 5 5如果没有安培表，只有伏特表

45、，另有一个电阻箱（或如果没有安培表，只有伏特表，另有一个电阻箱（或者两个定值电阻）怎样测电阻？画出电路图。者两个定值电阻）怎样测电阻？画出电路图。 6 6如果没有伏特表，只有安培表，另有一个电阻箱（或如果没有伏特表，只有安培表，另有一个电阻箱（或者两个定值电阻）怎样测电阻？画出电路图者两个定值电阻）怎样测电阻？画出电路图。 实验原理实验原理:实验目的实验目的:用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。用螺旋测微器。根据电阻定律公式根据电阻定律公式SlR 只要测量出金属导线的长度只要测量出金属导线的长度l和它的直径和它的直径d，计算出导

46、，计算出导线的横截面积线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。即可计算出金属导线的电阻率。实验器材实验器材:被测金属导线，直流电源（被测金属导线，直流电源（4V）, 电流表电流表 (0-0.6A)，电压表（电压表（0-3V），滑动变阻器（），滑动变阻器（50）,电键，导线电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。若干，螺旋测微器，米尺。 实验步骤实验步骤: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测一次直径,求出其平均值求出其平均值d,计算出导线的横截面积计算出导线的横截面积S

47、.2按如图所示的原理电路图连接好按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。用伏安法测电阻的实验电路。AVRRxES3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度金属导线的有效长度l, 反复测量反复测量3次次,求出其平均值求出其平均值。4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置阻值最大的位置,电路经检查确认无误后电路经检查确认无误后, 闭合电键闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置改变滑动变阻器滑动片的位置, 读出几组相应的电流读出几组相应的电流表、电压表的示数表、电压表的示数I和和U的值

48、，断开电键的值，断开电键S，求出导线，求出导线电阻电阻R的平均值。的平均值。lIUdlRS42 5.将测得的将测得的R、l、d值值,代入电阻率计算公式代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。中，计算出金属导线的电阻率。6拆去实验线路，整理好实验器材。拆去实验线路，整理好实验器材。注意事项注意事项:1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。2本实验中被测金属导线的电

49、阻值较小，因此实验本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。电路必须采用电流表外接法。3实验连线时实验连线时,应先从电源的正极出发应先从电源的正极出发,依次将电源、依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。导线的两端。4闭合电键闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。在有效电阻值最大的位置。5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度在用伏安法

50、测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用的值不宜过大（电流表用00.6A量程），通电时间不量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。率在实验过程中逐渐增大。例例1.（3）测定金属丝的电阻（阻值）测定金属丝的电阻（阻值35）时，）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在丝的电流可以在00.6A之间变化。请在方框中画之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合

51、实验要求的电路图。合实验要求的电路图。0.6 3A153V解解: 实验电路图如图示实验电路图如图示, AV连线图如图示。连线图如图示。例例2（11分）图分）图a为某一热敏电阻（电路符号为为某一热敏电阻（电路符号为 ,其电阻值随其电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感温度的改变而改变，且对温度很敏感)的的IU关系曲线图关系曲线图（1）为了通过测量得到图）为了通过测量得到图a所示所示IU关系的完整曲线，在图关系的完整曲线，在图b和和图图c两个电路中应选择的是图两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：简要说明理由： 。(已知电源电动势为已知电源电动势为9V,内阻不计内阻不计,滑动变阻器的阻值为滑动

52、变阻器的阻值为0100),（2）在图）在图d电路中，电源电压恒为电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为，电流表读数为70mA，定，定值电阻值电阻R1=250由热敏电阻的由热敏电阻的IU关系曲线可知，热敏电阻两关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为端的电压为_V；电阻；电阻R2的阻值为的阻值为 （3）举出一个应用热敏电阻的例子：）举出一个应用热敏电阻的例子：_ VA图图bVA图图cAR1R2热敏电阻热敏电阻9V图图dRI/mAU/V1 2 3 4 5 6 7500图图a10203040b电压可从电压可从0V调到所需电压调到所需电压,调节范围较大调节范围较大 解解: I1=9/250=0.036A=3

53、6mA I2=70-36=34 mA 由图由图a得得 UR=5.3V R2 =(9-5.3) / 0.034=108.8 5.3 108.8 热敏温度计热敏温度计 例例3(12分分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元热敏电阻是传感电路中常用的电子元件现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性件现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整已知常温下待测热敏曲线，要求特性曲线尽可能完整已知常温下待测热敏电阻的阻值约电阻的阻值约4050热敏电阻和温度计插入带塞的热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用

54、的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出图中未画出)、电源、电源(3V、内、内阻可忽略阻可忽略)、直流电流表、直流电流表(内阻约内阻约1)、直流电压表、直流电压表(内阻内阻约约5k)、滑动变阻器、滑动变阻器(010)、开关、导线若干、开关、导线若干(1)图图(1)中中a，b，c三条图线能反映出热敏电阻伏安特性三条图线能反映出热敏电阻伏安特性曲线的是曲线的是(2)在图在图(2)的方框中画出实验电路图，的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小要求测量误差尽可能小(3)根据电路图，在图根据电路图，在图(3)的实物图上连线的实物图上连线0bIUa c图（图（1）c解：解：

55、 常温下待测热敏电阻的阻值约常温下待测热敏电阻的阻值约4050放入热放入热水中，电阻减小，所以电流表采用外接法。水中，电阻减小，所以电流表采用外接法。滑动变阻器最大阻值滑动变阻器最大阻值10，且电压要从，且电压要从0测起，变阻测起，变阻器采用分压器接法，电路图如下左图示：器采用分压器接法，电路图如下左图示：Av实物连线图如下右图示：实物连线图如下右图示：例例4(10分分)图图12中，甲图为一段粗细均匀的新型导中，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率电材料棒，现测量该材料的电阻率.（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为）首先用多用电表的欧姆档（倍率为10）粗测）粗测其电阻，指针

56、位置如图乙所示，其读数其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R= .（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：电阻：A. 电流表电流表: 量程为量程为0.6A，内阻约为，内阻约为0.1B. 电压表电压表: 量程为量程为3V，内阻约为，内阻约为3kC. 滑动变阻器：最大阻值为滑动变阻器：最大阻值为20，额定电流，额定电流1AD. 低压直流电源：电压低压直流电源：电压6V，内阻忽略，内阻忽略F. 电键电键K，导线若干，导线若干在方框中画出实验电路图在方框中画出实验电路图.L甲甲图图12乙乙3020100100300200（3）如果实验中电流表示数为）

57、如果实验中电流表示数为I，电压表示数为，电压表示数为U，并测出该棒的长度为并测出该棒的长度为L、直径为、直径为d，则该材料的电阻率，则该材料的电阻率= （用测出的物理量的符号表示）（用测出的物理量的符号表示）解：解： (2)电阻较大，所以电流表采用内接法。电阻较大，所以电流表采用内接法。滑动变阻器最大阻值滑动变阻器最大阻值20，为了多测几组数据，变，为了多测几组数据，变阻器采用分压器接法，电路图如下图示：阻器采用分压器接法，电路图如下图示：VA（3）该材料的电阻率该材料的电阻率LIdULRS42 例例5(6分分)某学生欲测一未知电阻的阻值，可供选某学生欲测一未知电阻的阻值，可供选择的器材有：择

58、的器材有：电流表电流表Al量程量程010mA， 电流表电流表A2量程量程00.6 A， 电压表电压表Vl量程量程03 V， 电压表电压表V2量程量程015 V，滑动变阻器一只，电源滑动变阻器一只，电源4.5 V， 电键电键2个，个，如下图所示，当电键如下图所示，当电键S2连连a时，两电表的指针偏转角时，两电表的指针偏转角度都在满偏的度都在满偏的4/5处；若将处；若将S2接接b时，其中一个电表的指时，其中一个电表的指针偏角几乎不变针偏角几乎不变,另一电表的指针偏转到满偏的另一电表的指针偏转到满偏的3/4处处该学生所选用的电压表的量程该学生所选用的电压表的量程为为 ，所用电流表的量程，所用电流表的

59、量程为为 ，该电阻的阻值为，该电阻的阻值为 .AVbS1S2Rxa解：解：AVbS1S2Rxa 当当Rx较大时较大时,电键电键S2从从a转向转向b时时,电流表读数减小电流表读数减小,电压表读数几乎不变。电压表读数几乎不变。 当当Rx较小时，电键较小时，电键S2从从a转向转向b时时,电压表读数增大，电压表读数增大，电流表读数几乎不变。电流表读数几乎不变。 由题意可知由题意可知, Rx较大较大.电流表应采用内接法（电流表应采用内接法（S2接接b ）,由于由于Rx较大，所用电流表的量程为较大，所用电流表的量程为 0-10mA. 电源电压电源电压4.5 V ，所选用的电压表的量程为，所选用的电压表的量

60、程为0-3V. 将将S2接接b时，电压表读数为时，电压表读数为 U=4/53=2.4V 电流表读数为电流表读数为 I=3/410=7.5 mARx=U/I=2.4/(7.5 10-3)=320 例例6（14分）有一根细长而均匀的金属材料样品，分）有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方内圆，如图所示此金属材料重约截面为外方内圆，如图所示此金属材料重约12N，长约为长约为30cm，电阻约为，电阻约为10已知这种金属的电阻率已知这种金属的电阻率为为，密度为，密度为0因管线内径太小，无法直接测量，请因管线内径太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量其内径设计一个实验方案测量其内径d，现有如下器材