初中电磁学实验PPT

1、物理实验设计与应用物理实验设计与应用二、电磁学内容二、电磁学内容2017 2017 年 1 1 月2022-4-2612实验五实验五 测量小灯泡及发光二极管的电功率测量小灯泡及发光二极管的电功率实验目的实验目的1.1.了解小灯泡发光前后电阻变化情况。了解小灯泡发光前后电阻变化情况。2.2.了解小灯泡及发光二极管在不同的电压下了解小灯泡及发光二极管在不同的电压下 的电流变化特性。的电流变化特性。3.3.学会测量小灯泡及发光二极管在正常工作学会测量小灯泡及发光二极管在正常工作 状态下的电功率。状态下的电功率。2022-4-263实验原理实验原理 对于研究的对象而言，正电荷从高电位的一端流向低电对于

2、研究的对象而言，正电荷从高电位的一端流向低电位的一端，电场力对其作了功，这个功通常叫做电流的功，简位的一端，电场力对其作了功，这个功通常叫做电流的功，简称电功。而单位时间内对研究的对象所作的功称为电功率，用称电功。而单位时间内对研究的对象所作的功称为电功率，用P P表示，即表示，即 式中式中 tAP RtIA22022-4-264在电路中用于计算电器电功率的常用公在电路中用于计算电器电功率的常用公式有：式有： 功率的单位为焦功率的单位为焦/ /秒，又称为瓦特，用秒，又称为瓦特，用W W符号来表示。符号来表示。 UIP RIP2RUP21111121213132022-4-265实验内容实验内容

3、1.1.通过对小灯泡及发光二极管在发光前后电阻的测通过对小灯泡及发光二极管在发光前后电阻的测量来观察其特性的变化。量来观察其特性的变化。2.2.通过改变小灯泡及发光二极管内的电流大小来观通过改变小灯泡及发光二极管内的电流大小来观察其亮度变化，并由此测量出相应的电流与电压察其亮度变化，并由此测量出相应的电流与电压值。值。3.3.通过作图或计算的方式得到小灯泡及发光二极管通过作图或计算的方式得到小灯泡及发光二极管在不同条件下的电功率。在不同条件下的电功率。 2022-4-266注意：注意： 实验中，小灯泡的接线可不考虑正负；而发光二实验中，小灯泡的接线可不考虑正负；而发光二极管在接线时应考虑其极性

4、，即正极连接到电路极管在接线时应考虑其极性，即正极连接到电路中电源的正极输出端。中电源的正极输出端。 亮亮不亮不亮2022-4-267实验内容和方法实验内容和方法: :一用多用电表的欧姆量程，一用多用电表的欧姆量程， 测量小灯泡及发光二极测量小灯泡及发光二极 管未接入电路时的电阻。管未接入电路时的电阻。约几欧约几欧几十欧几十欧近似于无穷大近似于无穷大正、小、长正、小、长负、大、短负、大、短2022-4-268二测量小灯泡的电功率。二测量小灯泡的电功率。 (1)(1)用伏安法的测量原理设计出实验线路图。用伏安法的测量原理设计出实验线路图。 (2) (2)按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实

5、验线路图接好电路。 (3)(3)接通电路后，通过改变小灯泡两端的电压来测出相应的电流和接通电路后，通过改变小灯泡两端的电压来测出相应的电流和 电压值。电压值。 怎么调节小灯泡两端的电压怎么调节小灯泡两端的电压? ?小灯小灯2022-4-269二测量小灯泡的电功率。二测量小灯泡的电功率。 (1)(1)用伏安法的测量原理设计出实验线路图。用伏安法的测量原理设计出实验线路图。 (2) (2)按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。 (3)(3)接通电路后，通过改变小灯泡两端的电压来测出相应的电流和接通电路后，通过改变小灯泡两端的电压来测出相应的电流和 电压值。电压值。 怎么调节小

6、灯泡两端的电压怎么调节小灯泡两端的电压? ?小灯小灯2022-4-2610按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。如何接线如何接线? ?0-G+GV0-G+GA小灯小灯2022-4-2611按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。如何接线如何接线? ?0-G+GV0-G+GA小灯小灯2022-4-2612三测量发光二极管的电功率三测量发光二极管的电功率1 1用伏安法的测量原理设计出实验线路图（注意发用伏安法的测量原理设计出实验线路图（注意发 光二极管要正向连接）。光二极管要正向连接）。2 2按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。3

7、3接通电路后，通过改变发光二极管两端的电压来接通电路后，通过改变发光二极管两端的电压来 测出相应的电流和电压值（注意：发光二极管两测出相应的电流和电压值（注意：发光二极管两 端的电压应小于端的电压应小于3 3伏）。伏）。4 4根据表根据表2 2的要求计算出发光二极管的实际电功率。的要求计算出发光二极管的实际电功率。 2022-4-2613按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。如何接线如何接线? ?0-G+GV0-G+GA发光二极管发光二极管2022-4-2614实验电路图实验电路图接线时注意电表和接线时注意电表和发光二极管的正负极性发光二极管的正负极性0-G+GV0-G+

8、GA发光二极管发光二极管2022-4-2615思考题思考题1.1.测量小灯泡及发光二极管的电功率除了用伏安法外，还能测量小灯泡及发光二极管的电功率除了用伏安法外，还能 用其他方法吗？请设计出不同的测量方法。用其他方法吗？请设计出不同的测量方法。2.2.小灯泡及发光二极管在未接入电路时分别测出的电阻值有小灯泡及发光二极管在未接入电路时分别测出的电阻值有 什么区别？什么区别？3.3.测出得到小灯泡及发光二极管的伏安特性是怎样的？测出得到小灯泡及发光二极管的伏安特性是怎样的？4.4.你若感觉小灯泡与发光二极管的亮度基本相同时，测量得你若感觉小灯泡与发光二极管的亮度基本相同时，测量得 到的电功率哪个会

9、更大些？到的电功率哪个会更大些？5.5.若一个标有若一个标有“220V 25W220V 25W”的灯泡，在正常发光时，通过灯的灯泡，在正常发光时，通过灯 丝的电流会有多大？此时灯丝的电阻将会多大？丝的电流会有多大？此时灯丝的电阻将会多大？2022-4-2616)(114. 022025AUPI)(8 .1929114. 0220IUR2022-4-2617实验六实验六 测量与分析电阻的串、并联关系测量与分析电阻的串、并联关系实验目的实验目的1.1.了解电阻与电阻间的串、并联阻值关系。了解电阻与电阻间的串、并联阻值关系。2.2.学会多用电表的使用。学会多用电表的使用。3.3.了解固定电阻与可变电

10、阻间的区别，并了解使用了解固定电阻与可变电阻间的区别，并了解使用时的不同点。时的不同点。4.4.学习制作各种电阻，并设计一些应用的方案。学习制作各种电阻，并设计一些应用的方案。2022-4-2618 实验原理实验原理 根据欧姆定律，经过一段电路中的电流强度根据欧姆定律，经过一段电路中的电流强度I I是由这段电是由这段电路两端的电压以及电路中导体的电阻来决定，路两端的电压以及电路中导体的电阻来决定， 即，即， 但是在实际电路中，往往会有多个电阻同时存在并在电路但是在实际电路中，往往会有多个电阻同时存在并在电路中起作用，所以，在这种情况下，需要分析其合成后的等中起作用，所以，在这种情况下，需要分析

11、其合成后的等效总电阻大小。效总电阻大小。 电路中同时有几个电阻存在时，其连接的形式有多种，串电路中同时有几个电阻存在时，其连接的形式有多种，串联、并联或串并联结合。联、并联或串并联结合。RUI 2022-4-2619将电阻一个接一个地单向连起来，然后跨接在某电将电阻一个接一个地单向连起来，然后跨接在某电路路A A、B B两端，这种接法称为串联接法，见图两端，这种接法称为串联接法，见图7-17-1。R R1 1R R2 2R R3 3A AB B电阻串联时，其等效总电阻为各个电阻的和电阻串联时，其等效总电阻为各个电阻的和. .即即: :nRRRR 212022-4-26R RX X20 将一个个

12、电阻直接跨接在某电路将一个个电阻直接跨接在某电路A A、B B的两端，这种接法称的两端，这种接法称为并联接法，见图为并联接法，见图7-27-2。 R R1 1R R2 2R R3 3R RX XB BA A电阻并联时，其等效总电阻的倒数等于各支路电阻电阻并联时，其等效总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和的倒数和. .即：即： nRRRR111121 2022-4-2621 将电阻先按不同的串、并联方式组合在一起，然将电阻先按不同的串、并联方式组合在一起，然后跨接在某电路后跨接在某电路A A、B B的两端，这种接法称为串并的两端，这种接法称为串并联（混联）接法，见图联（混联）接法，见图3 3。R

13、R4 4R R5 5R R3 3R R1 1R R2 2A AB BRxRx2022-4-2622 电阻串、并联时，其等效总电阻应按电阻串、并电阻串、并联时，其等效总电阻应按电阻串、并联时的不同结构与其串、并联时的计算方式而得联时的不同结构与其串、并联时的计算方式而得到结果。到结果。5421RRRRRRBA 33RRRRRRRBABAZ2022-4-2623实验内容和方法实验内容和方法1.1.测量两个以上电阻串联后的结果测量两个以上电阻串联后的结果 将两个或多个电阻串联后，用多用电表的欧姆量将两个或多个电阻串联后，用多用电表的欧姆量程测出串联后的结果，并与理论公式计算后的结程测出串联后的结果，

14、并与理论公式计算后的结果作比较。果作比较。2.2.测量两个以上电阻并联后的结果测量两个以上电阻并联后的结果 将两个或多个电阻并联后，用多用电表的欧姆量将两个或多个电阻并联后，用多用电表的欧姆量程测出并联后的结果，并与理论公式计算后的结程测出并联后的结果，并与理论公式计算后的结果作比较。果作比较。2022-4-26243.3.测量电阻的串、并联（混联）总电阻测量电阻的串、并联（混联）总电阻 将多个电阻用不同的方式串、并联后，用多用电将多个电阻用不同的方式串、并联后，用多用电表的欧姆量程测出串、并联后的结果，并与理论表的欧姆量程测出串、并联后的结果，并与理论公式计算后的结果作比较。公式计算后的结果

15、作比较。4.4.自制固定电阻或可变电阻自制固定电阻或可变电阻 利用一些不同类型的短铅笔（利用一些不同类型的短铅笔（B B、HBHB、H H型）、不型）、不同面积的导电纸、金属箔片或不同长度的电阻丝同面积的导电纸、金属箔片或不同长度的电阻丝等，制作一些固定电阻或可变电阻。等，制作一些固定电阻或可变电阻。2022-4-2625 常见固定电阻实样常见固定电阻实样2022-4-2626 电阻器技术参数电阻器技术参数 标称阻值与误差标称阻值与误差 固定电阻误差等级表固定电阻误差等级表2022-4-2627 四色环电阻四色环电阻 R = a b R = a b * * 10 10 e e五色环电阻五色环电

16、阻 R = a b c R = a b c * * 10 10 e e)49354465(%547002022-4-262022-4-2628实验室用的可变电阻实验室用的可变电阻滑动变阻器滑动变阻器电阻箱电阻箱2022-4-2629各种体积较大的可变电阻各种体积较大的可变电阻( (电位器电位器) )3012K12K思考题思考题1.1.现有现有2 2千欧、千欧、4 4千欧、千欧、6 6千欧、千欧、1212千欧电阻器各一千欧电阻器各一个，要得到一个个，要得到一个3 3千欧的电阻结果可采用哪几种方千欧的电阻结果可采用哪几种方法来实现？法来实现？(1) (2(1) (2）(3)(3)? ?(4)(4)

17、? ?6K6K2K2K4K4K4K4K2022-4-2631思考题思考题2.2.有两个电阻器有两个电阻器R R1 1和和R R2 2，将其串联后的总电阻是，将其串联后的总电阻是1212 欧姆，而将其并联后总电阻的欧姆，而将其并联后总电阻的1212倍近似于倍近似于3232欧姆，欧姆，则则R R1 1和和R R2 2的电阻各为多大？的电阻各为多大？1221RRR R1 1= =？1212R R2 2= =？R R1 1= =？R R2 2= =？32122121RRRR4、82022-4-2632实验题分析：实验题分析：给出的器材：给出的器材：已知固定电阻三个已知固定电阻三个（5151欧、欧、10

18、0100欧、欧、200200欧）、欧）、数字式多用电表、单刀双数字式多用电表、单刀双向开关、导线向开关、导线题意：题意：设计一个电阻串、并设计一个电阻串、并联的电路，测出单刀双向联的电路，测出单刀双向开关处于三种不同状态下开关处于三种不同状态下得到的三个电阻结果（约得到的三个电阻结果（约141141欧姆、欧姆、118118欧姆、欧姆、151151欧姆）。欧姆）。 1.1.开关合向上、开关合向上、2.2.开关合向下、开关合向下、3.3.开关既不合向上也开关既不合向上也 不合向下，铡刀竖不合向下，铡刀竖 起，处于中间不联起，处于中间不联 通的状态。通的状态。 提示：提示：1. 511. 51欧并联

19、欧并联200200欧后再串联欧后再串联100100欧约等于欧约等于141141欧。欧。2. 1002. 100欧并联欧并联200200欧后再串联欧后再串联5151欧约等于欧约等于118118欧。欧。3. 513. 51欧串联欧串联100100欧等于欧等于151151欧。欧。100100欧欧200200欧欧5151欧欧2022-4-262022-4-2633思考：思考：一个带有均匀一个带有均匀电阻的圆环，电阻的圆环，如何通过测量如何通过测量电阻或电压的电阻或电压的方法来测出圆方法来测出圆环的直径？环的直径？2022-4-263421RRRZ2022-4-263536实验七实验七 电流与磁场间的转

20、换与测量电流与磁场间的转换与测量实验目的实验目的1.1.了解电流产生磁场的原理。了解电流产生磁场的原理。2.2.了解磁场极性间的关系。了解磁场极性间的关系。3.3.学会制作简易的电磁铁及了解其实际的应学会制作简易的电磁铁及了解其实际的应 用。用。2022-4-2637 实验原理实验原理 发现电与磁之间的关系可追述到几百年前，丹麦发现电与磁之间的关系可追述到几百年前，丹麦物理学家奥斯特曾在物理学家奥斯特曾在18201820年通过实验后发表了著年通过实验后发表了著名的论文名的论文电的冲突对磁针作用的一些实验电的冲突对磁针作用的一些实验。 电荷之间的相互作用是通过电场发生的，那么磁电荷之间的相互作用

21、是通过电场发生的，那么磁体与磁体之间的相互作用，以及电流对磁针的作体与磁体之间的相互作用，以及电流对磁针的作用则是通过磁场发生的，即磁体和电流的周围存用则是通过磁场发生的，即磁体和电流的周围存在着磁场。在着磁场。2022-4-2638具体可见以下几种情况。具体可见以下几种情况。（a a）为条形磁铁周围用磁力线来描述其磁场的分布状况，）为条形磁铁周围用磁力线来描述其磁场的分布状况， 即磁力线始于即磁力线始于N N极而止于极而止于S S极。极。2022-4-2639（b b）为通电直导线周围的磁场分别状况，即电流的周围存在有磁场。）为通电直导线周围的磁场分别状况，即电流的周围存在有磁场。 磁场的方

22、向可用右手螺旋法则来判断，大拇指的指向为电流方磁场的方向可用右手螺旋法则来判断，大拇指的指向为电流方 向；弯曲四个手指的指向即为磁力线的方向。向；弯曲四个手指的指向即为磁力线的方向。2022-4-2640（c c）为通电线环周围的磁场分别状况，相当于弯曲的直导）为通电线环周围的磁场分别状况，相当于弯曲的直导 线，产生的磁力线是对称的，但方向相反。线，产生的磁力线是对称的，但方向相反。2022-4-2641（d d）为通电螺线管内、外的磁场分别状况，其判断方式也是用右手螺）为通电螺线管内、外的磁场分别状况，其判断方式也是用右手螺 旋法则，而不同的此时大拇指的指向为磁力线的方向；弯曲四个旋法则，而

23、不同的此时大拇指的指向为磁力线的方向；弯曲四个 手指的指向即为电流的方向。手指的指向即为电流的方向。2022-4-2642 实验内容和方法实验内容和方法1.1.自制指南针自制指南针 将一根缝衣针在条形磁铁上沿同一方向摩擦多次，将一根缝衣针在条形磁铁上沿同一方向摩擦多次，使缝衣针磁化，然后将其插入到轻质物体上，再设使缝衣针磁化，然后将其插入到轻质物体上，再设法使轻质物体悬空并能自由旋转，即完成了指南针法使轻质物体悬空并能自由旋转，即完成了指南针的制作过程。的制作过程。 用制成的指南针检测一下地球的磁极方向，同时确用制成的指南针检测一下地球的磁极方向，同时确定指南针上的极性。定指南针上的极性。 支

24、架支架悬线悬线2022-4-26432.2.观测条形磁铁四周的磁场方向观测条形磁铁四周的磁场方向 将条形磁铁放在一张白纸上，然后在条形将条形磁铁放在一张白纸上，然后在条形 磁铁四周的不同位置放置自制的指南针，磁铁四周的不同位置放置自制的指南针， 通过观察并画出各点的磁场方向。通过观察并画出各点的磁场方向。 NS2022-4-26443.3.制作电磁铁制作电磁铁 在一根铁钉上用细导线几百圈，将导线在一根铁钉上用细导线几百圈，将导线 的两端接于直流电源上，即做成了一个的两端接于直流电源上，即做成了一个 电磁铁，可用于吸引一些大头针、铁粉、电磁铁，可用于吸引一些大头针、铁粉、 铁螺丝、铁螺帽等一类的

25、物体。铁螺丝、铁螺帽等一类的物体。 2022-4-2645根据以下图中列出的各种情况，你能分析出根据以下图中列出的各种情况，你能分析出磁场的方向和小磁针磁场的方向和小磁针（红色为（红色为N N）的指向吗？的指向吗？ 2022-4-26464 4你知道磁铁为何能保持磁性？你知道磁铁为何能保持磁性？ 如何使磁铁的磁性消失？如何使磁铁的磁性消失？ 又如何恢复磁铁的磁性？又如何恢复磁铁的磁性？2022-4-262022-4-2647各向异性状态的磁畴相互抵消各向异性状态的磁畴相互抵消整体对外不呈现磁性整体对外不呈现磁性48测量地磁场测量地磁场2022-4-262022-4-2649电磁间的关系电磁间的

26、关系简易电动机简易电动机50实验八实验八 制流与分压电路的应用制流与分压电路的应用实验目的实验目的1.1.了解直流电路中测量电流和电压的基本方了解直流电路中测量电流和电压的基本方 法。法。2.2.了解电表的基本使用方法。了解电表的基本使用方法。3.3.学会制作一些简单的实际应用性电路。学会制作一些简单的实际应用性电路。2022-4-2651实验原理实验原理 对直流电路的研究会涉及到许多方面对直流电路的研究会涉及到许多方面 的内容，譬如，电的基本知识、电路中的的内容，譬如，电的基本知识、电路中的 电阻、电流、电压、电功率等、各种测量电阻、电流、电压、电功率等、各种测量 原理和方法、各种测量的仪器

27、等。原理和方法、各种测量的仪器等。 在初中阶段了解并学会一些基本电表在初中阶段了解并学会一些基本电表 的使用方法、一些简单的电路连接方法、的使用方法、一些简单的电路连接方法、 对一些基本参数的测量方法等，则对后继对一些基本参数的测量方法等，则对后继 学习物理知识会带来很大的帮助。学习物理知识会带来很大的帮助。 2022-4-2652（一）串联电路（一）串联电路串联电路是将用于电路中的各种器材间进行头、尾串联电路是将用于电路中的各种器材间进行头、尾相连后接于电源上。相连后接于电源上。* 通常有单刀开关的连接、通常有单刀开关的连接、* 电流表的连接、电流表的连接、* 多个电阻连接后为了增大总电阻值

28、、多个电阻连接后为了增大总电阻值、* 多节干电池组合后为了提高电压值等情况下会采多节干电池组合后为了提高电压值等情况下会采用串联电路的方法。用串联电路的方法。2022-4-2653（二）并联电路（二）并联电路 并联电路是将用于电路中的某些器材间进行头与并联电路是将用于电路中的某些器材间进行头与头连接及尾与尾连接。头连接及尾与尾连接。 * 通常有电压表的连接、通常有电压表的连接、 * 多个电阻连接后为了减小总电阻值、多个电阻连接后为了减小总电阻值、 * 多节干电池组合后为了增大电流值等情况下会采多节干电池组合后为了增大电流值等情况下会采用并联电路的方法。用并联电路的方法。2022-4-2654（三）制流电路（三）制流电路直流电路中通常需要改变其电流的大小，则可通过直流电路中通常需要改变其电流的大小，则可通过串接一个可变电阻后来实现其功能。见图串接一个可变电阻后来实现其功能。见