电学实验知识点

1、电 学 实 验 部 分一 读数：1 游标卡尺：数据=精确值+精度位置精确值：看游标尺的零刻线在主尺上的位置精度： 有10分度（0.1mm）、20分度（0.05mm）、50分度（0.02mm）位置：从游标尺上零刻线一次标度，找游标尺上与主尺刻线对齐的位置数据特点：游标卡尺不估读 a 十分度的以mm为单位小数点后有一位小数，末尾数字为0、1、2、3等b 二十分度的以mm为单位小数点后有两位小数，末尾数字为0、5c 五十分度的以mm为单位小数点后有两位小数，末尾数字为0、2、4、6、82 螺旋测微器：数据=主尺数据+精度螺旋尺位置 主尺数据：看螺旋尺做边缘在主尺上的位置精度： = 0.01mm螺旋尺

2、位置：看主尺轴线在螺旋尺上的位置数据特点：游标卡尺必须估读 以mm为单位小数点后有三位小数3 电压表、电流表：数据 = 精确值+精度估读位置精确值：读取左边刻线数据精度：最小一格所代表的数据 a 精度含1则：数据 = 精确值+精度 （n = 0、1、2、39） 读到精度的下一位， 末尾数字为0、1、2、39a 精度含5则：数据 = 精确值+精度 （n = 0、1、2、3、4） 读到精度的本位， 末尾数字为0、1、2、39a 精度含2则：数据 = 精确值+精度 （n = 0、1 ） 读到精度的本位， 末尾数字为0、1、2、394 电阻表、电阻箱读书： 电阻箱：各个旋钮 读书倍率，最终相加 电阻表

3、：数据 = 读书倍率5 刻度尺：二 测量电路： 物理背景：设电压表读数为U 电流表读书为I1 外接法：电流表处于电压表两接线柱外侧 图甲 由于得 当时，趋近于零 ，则 适应于测量阻值小的电阻2 内接法：电流表处于电压表两接线柱内侧 如图乙 由于得 当时，趋近于零 ，则 适应于测量阻值大的电阻 总结：小电阻住小房子，用外接法；大电阻住大房子，用内接法。3 接法的选择： a 比值比较法： 当时，则：为大电阻，住大房子，用内接法 当时，则：为小电阻，住小房子，用外接法b 临界值判断法： 当 时，则：为大电阻，住大房子，用内接法当 时，则：为小电阻，住小房子，用外接法c 试触法：电压表示数偏转不明显或

4、者电流表示数偏转明显，则：为大电阻，住大房子，用内接法电压表示数偏转明显或者电流表示数偏转不明显，则：为小电阻，住小房子，用外接法三 控制电路： 图甲 图乙1 限流式接法：变阻器中部分有电流，滑片所在支路无电阻，变阻器一上一下接，变阻器对电阻的电流和电压起到限制和控制的作用，如图甲两种接法的电路图负载R上电压的调节范围UE0UE负载R上电流的调节范围I0I2 分压式接法：变阻器中所有部分都有电流，滑片所在支路接了电阻，变阻器一上两下接，变阻器对电阻的电流和电压起到调节作用，如图乙，采用分压式接法滑动变阻器通常用阻值小的，注意开关S闭合前滑动变阻器的触头应移到使滑片支路分得电压为零的一端3 选择

5、：a 探究伏安特性曲线或者要求电流电压从零开始连续可调，采用分压式接法b 待测电阻值与滑动变阻器最大值相差不多或者比最大值小，采用分压式接法； 限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)c 测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)，采用分压式接法d 分压式、都可以采用时，采用限流式，方便且节能e 便于操作和测量，相比待测电阻变阻器电阻丝每一圈电阻值大小要合适，使电表指针偏转不可不明显也不可太过于明显四 仪器的选择：（1）电流表、电压表的选择：a 为了安全，不超量程：b 为了精确，不超量程前提下选择小量程，指针偏过表盘三分之一以

6、上c 便于操作和测量，指针偏转不可不明显，也不可太过于明显（2）滑动变阻器的选择：按照限流式和分压式的选择要求五 测电源电动势和内阻：（一）电流表、电压表搭配图乙图甲乙1 实验原理(1)实验依据：闭合电路欧姆定律U+ IrE(2)计算法处理数据：E和r的求解：由U+ IrE得，解得E、r 六组数据得三个方程组，解得三组E、r ，求平均值图像法处理数据：情况一：以电流I为横轴，电压U为纵轴 UrI+Ea 图线纵轴截距为E；b 图线横轴截距为I短；c 图线的斜率表示r|情况二：以电压U为横轴，电流I为纵轴a 纵轴截距I短；b 图线与横轴交点为E；c 图线的斜率表示r的倒数；(4) 系统误差分析：

7、图甲：内接法 内阻和电动势测量值都比真实值小，但误差比较小，因此通常选甲图图乙：外接法 内阻测量值比真实值大，电动势测量值等于真实值，但内阻误差太大，因此通常不选乙图说明：采用内接法，由于电压表中的电流引起系统误差；采用外接法，由于电流表上的电压引起系统误差；而满足实验要求的滑动变阻器不产生系统误差，因为本实验是测电动势和内阻而不是测待测电阻的阻值，所以对于滑动变阻器的选择以便于操作、安全、满足实验要求为原则，而与内外接法无关2 实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺3 基本操作(1)电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按实验原理图连接好电路(2)把变

8、阻器的滑片移到使阻值最大的一端(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中(4)断开开关，拆除电路，整理好器材4 总结实验数据求E、r的处理方法a 列多个方程组求解，再求E、r的平均值b 图象法处理：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建坐标系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r.注意事项a为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池b 电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快 c 要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些d 若UI图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流

9、，内阻应根据r|确定e 电流表要内接(因为r很小)误差来源a 偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确b 系统误差：电压表分流(二)电压表、电阻箱搭配（图甲）图乙图甲实验原理(1)实验依据：闭合电路欧姆定律U+ IrE(2)计算法处理数据：E和r的求解：由U+ E得、，解得E、r 六组数据得三个方程组，解得三组E、r ，求平均值图像法处理数据：情况一：以为横轴，为纵轴得 a 图线纵轴截距数值为；b 图线横轴截距数值为；c 图线的斜率表示情况二：以为横轴，为纵轴a 图线纵轴截距数值为；b 图线横轴截距数值为；c 图线的斜率表示；(4) 系统误差分析： 内阻和电动势测量值都比真实值小(三)电流表、电

10、阻箱搭配（图乙）实验原理(1)实验依据：闭合电路欧姆定律U+ IrE(2)计算法处理数据：E和r的求解：由得、，解得E、r 六组数据得三个方程组，解得三组E、r ，求平均值图像法处理数据：情况一：以为横轴，R为纵轴得 a 图线纵轴截距数值为r；b 图线横轴截距数值为；c 图线的斜率表示E情况二：以R为横轴，为纵轴得a 图线纵轴截距数值为；b 图线横轴截距数值为r；c 图线的斜率表示；(4) 系统误差分析： 内阻测量值比真实值大，电动势测量值等于真实值（四）伏伏法用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图12所示测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，EU1U2r，RV为V

11、1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1，此时EU1r，解方程组可求得E、r.（五）粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源的电动势，此时UE，需满足RVr.六探究小灯泡伏安特性曲线：1 实验原理(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出IU图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系2 实验器材小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“03 V15 V”、电流表“00.6 A3 A”、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(如实验原理图甲)(2)将小电珠、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

12、图乙所示的电路(3)测量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中(4)数据处理在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系在坐标纸上描出各组数据所对应的点将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线4 实验器材选取(1)原则：安全；精确；操作方便(2)具体要求电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流干电池中电流一般不允许超过0.6 A.用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用

13、与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器规律方法总结1滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节范围UE0UE负载R上电流的调节范围I0I2两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)(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最大电阻要大)3注意事项(1)电路的连接方式：电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从零

14、开始连续变化(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝(3)IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差4误差分析(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值(2)测量时读数带来误差(3)在坐标纸上描点、作图带来误差七 测金属电阻率（一）螺旋测微器的使用1构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度图1图22原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为

15、0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺3读数：测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)如图2所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.0×0.01 mm2.150 mm.（二）游标卡尺1构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺卡上

16、还有一个深度尺(如图3所示)图32用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径3原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可精确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(

17、xK×精确度)mm.（三）常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可(1)03 V的电压表和03 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位(2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.

18、01 A.基本实验要求1实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率2实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(50 )，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺3实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)接好用伏安法测电阻的实验电路(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的

19、位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内(6)将测得的Rx、l、d值，代入公式R和S中，计算出金属丝的电阻率4电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRA>Rx测量值大于真实值R测<Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx规律方法总结1伏安法测电阻的电路选择(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(2)临界值计算法Rx<时，用电流表外接法；Rx>时，用电流表内

20、接法(3)实验试探法：按图4接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法图42注意事项(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电路之前测量(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大3误差分析(1)若为内接法，电流表分压(2)若为外接法，电压表分流(3)长度和直径的测量实验拓展与创新电阻测量的几种方法

21、1伏安法电路图特点：大内小外(内接法测量值偏大，测大电阻时应用内接法测量，测小电阻时应采用外接法测量)2安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用(1)如图30甲所示，当两电流表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2.(2)如图乙所示，当两电流表的满偏电压UA2UA1时，如果已知的内阻R1，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2.图30图313伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用(1)如图31甲所示，两电压表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2R1.(2)如图乙所示，两电压表的满偏电流IV1

22、IV2时，若已知的内阻R1，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2.4等效法测电阻如图32所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数I；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值图32图33图345比较法测电阻如图33所示，读得电阻箱R1的阻值及、的示数I1、I2，可得Rx.如果考虑电流表内阻的影响，则I1(RxRA1)I2(R1RA2)6半偏法测电流表内阻电路图如图34所示步骤：(1)断开S2，闭合S1，调节R0，使的示数满偏为Ig；(2)保持R0不变，闭合S2，调节电阻箱R，使的示数为

23、；(3)由上可得RAR.特别提醒当R0RA时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时R0才足够大，闭合S2时总电流变化才足够小，误差才小八 练习使用多用电表 1 认识多用电表： a 表头：灵敏电流计G 内阻：表头内部电阻(内阻小)满偏：指针指在最右边电流最大处（指针偏角最大） 满偏电流：满偏状态下的电流（满偏电流小） 满偏电压：满偏状态下的电压 （满偏电压小） b 旋钮： 机械调零旋钮：机械调零；只调一次 多功能选择旋钮：选择测交直流电压、直流电流、电阻；选择不同功能下的倍率和量程电阻调零旋钮：选择测电阻时采用次旋钮；变化倍率重新电阻

24、调零 c 表盘： 读取电阻值：最上面的刻盘；刻度不均匀；读书从右往左增大 读取电流电压值：中间刻度盘；刻度均匀d 表笔： 红表笔插负插孔、黑表笔插正插孔、电流流向一定是红进黑出2 电表改装： a 改装电压表： 背景：电流计G可以直接测量电压，但是量程太小不实用，会被烧毁所以要改装改装：通过串联一个分压电阻R，使得绝大部分电压被R分担，只有很少一部分电压被G分担，可以有效保护G且使G的指针发生偏转指示一定的电压值，利用G的表盘来显示G与R上的总电压（即待测电阻的电压）特点：设量程由扩大n倍至U，则：U = n 当G满偏时，由串联的电压关系得 故 新电流表内阻：；改装的新电压表量程越大，内阻越大，

25、所串联的电阻R越大思考：改装电压表为什么要串联电阻?串联多大电阻？为什么要换刻度盘？b 改装电流表： 背景：电流计G可以直接测量电流，但是量程太小不实用，会被烧毁所以要改装改装：通过并联一个分流电阻R，使得绝大部分电流从R流过，只有很少一部分电流从G流过，可以有效保护G且使G的指针发生偏转指示一定的值， 利用G的表盘来显示G与R中的总电流（即待测电阻中的电流）特点：设量程由扩大n倍至I，则：I = n 当G满偏时，由并联的电流关系得 故 新电流表内阻：；改装的新电流表量程越大，内阻越小，所并联的电阻R越小思考：改装电流表为什么要并联电阻?并联多大电阻？为什么要换刻度盘？3 多用电表的应用：a

26、判断二极管的极性将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小指针指在右边；反之电阻示数很大指针指在左边，由此可判断出二极管的正、负极b 测量电流电压c 测量电阻实验基础知识一、电流表与电压表的改装1改装方案改装为电压表改装为大量程的电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻UIg(RgR)故RRgIgRg(IIg)R故R改装后电表内阻RVRgR>RgRA<Rg2.校正(1)电压表的校正电路如图1所示，电流表的校正电路如图2所示图1图2(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，然后

27、闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1构造：如图3所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成图3欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联外部：接被测电阻Rx.全电路电阻R总RgRrRx.2工作原理：闭合电路欧姆定律I.3刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx0)时，调节调零电阻R，使IIg，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零(1)当IIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“0”(图甲)(2)当I0

28、时，Rx，在I0处标为“”(图乙)(3)当I时，RxRgRr，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻三、多用电表(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程(2)外形如图4所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程图4(3)多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔)四、二极管的单向导电性1晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图5甲

29、所示图52晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示3将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极基本实验要求1实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个2实验步骤(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零(3)将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔(4)测量小灯泡的电压和电流按如图6甲所示的电路图连好电路，将多用电表选