物理电学实验复习专题讲座市公开课获奖课件

1、电学试验复习专项一、基本电学试验仪器二、详细电学试验分析三、试验中一些详细问题：四、电学试验中设计型试验：第1页第1页一、基本电学试验仪器1、电表表头：（1）结构：（2）原理：蹄形磁铁和铁芯间磁场是均匀地辐向分布，无论通电线圈转到多大角度，它平面都跟磁感线平行，当电流通过线圈时，线圈上跟铁柱轴平行两边都要受到安培力，这两个力产生力矩使线圈发生转动，线圈转动时螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动力矩，其大小随线圈转动角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生使线圈转动力矩相平衡时，线圈停止转动磁场对电流作用力与电流成正比，因而线圈中电流越大，安培力产生力距也越大，线圈和指针偏转角度也越大，因而依

2、据指针偏转角度大小，能够知道被测电流强弱 并且有I=K 即电流与偏转角成正比。因此电流表与电压表表盘刻度是均匀。第2页第2页2、电压表 （1）实质：电压表实质上是电表表头串联一个阻值较大定值电阻而构成，所 以其实质上还是测电流，只但是是将表盘上相应电流值标成相应电 压值， 即u=I*R=K/。 （2）使用：从电压表结构上看，能够将其看作一个特殊电阻，它能够显示其本身 两端电压，若将其与待测电阻并联，依据并联电路特点，电压表本身 两端电压与待测电阻电压相等，即测出待测电阻两端电压。若将电 压表与待测电阻串联则其读数只是其本身电压，就不一定等于待测电阻 两端电压了。 （3）读数：若其量程为0-3V

3、，其最小分度为 0.1v,估读将其分为十份，因此读数时 要比其最小分度多一位。 若其量程为0-15V，其最小分度为 0.5v,估读将其分为5份，因此读数时 与其最小位数同样多。 （4）灵活使用：依据电压表结构，若将电压表与待测电阻串联，在准确知其内阻 情况下，可测其流过电流，但由于其内阻较大因此 只能测小电流。 第3页第3页3、电流表 （1）实质：电流表实质上是电表表头并联一个阻值较小定值电阻而构成。 （2）使用：从电流表结构上看，能够将其看作一个特殊电阻，它能够显示其本身 流过电流 ，若将其与待测电阻串联，依据串联电路特点，电流表本身 流过电流与待测电阻电流相等，即可测出待测电阻流过电流。若

4、将电 流表与待测电阻并联则其读数只是其本身电流，就不一定等于待测电阻流 过电流了。 （3）读数：若其量程为0-3A，其最小分度为 0.1v,估读将其分为十分，因此读数时 要比其最小分度多一位。 若其量程为0-0.6A，其最小分度为 0.02A,估读将其分为2分，一份为0.01 因此读数时与其最小位数同样多。 （4）灵活使用：依据电流表结构，若将电流表与待测电阻并联，在准确知其内阻 情况下，可测其两端电压，但由于其内阻较小、加上量程限制所 以 只能测小电压。 例第4页第4页4、万用电表 （1）原理：欧姆档设计原理是依据闭合电路欧姆定律， 回路中电流与电阻存在一一相应关系 I=E/(RG+R+r+

5、Rx) ，这样就能够通过电流表 读数来反应被测电阻大小。 （2）使用:(1)使用多用电表时无论测量物理量是什么，电流都从电表“+”插空流入，从“-”插孔流出。 （2）要区别“机械零点”与“欧姆零点”实际操作时顺序。 （3）测量前应依据估测阻值选取适当量程。 （4）每变换一次量程，都要进行欧姆调零。 （5）读数时要乘以相应量程倍率 。 （6）使用完毕后，应将选择开关旋至空档OFF或交流电压最高档。 第5页第5页（3）需要注意一些问题： （1）跟据此表原理，可知欧姆挡表盘刻度是不均匀。因此不用估读。 （2）欧姆档零刻度线在右边，左端为无穷大。因此指针偏转小时，读数较大。 （3）由于万用表表盘刻度不

6、均匀，且表盘左端刻度较密，每一格代表读 数较大，因此误差较大。表盘右端刻度较疏，一个代表读数较小，但读 数小，误差也较大，总而言之，只有指针在中间时读数较准。 （4）在使用欧姆档时事实上还提供了一个电源。使用欧姆档时，多用电表 内 部 电池正极接是黑表笔，负极接是红表笔。电流从红表笔流入，从 黑表笔流出。当测电流和电压时，万用表中电池断开，这时外部相称于电 源，这时红表笔接在电势高处，黑表笔接在电势低处电流还是从红表笔流 入，从黑表笔流出。与上述电流流向情况一致。 （5）中值电阻：跟均此表原理，当欧姆表内阻与待测电阻阻值相等时，指 针应指向表盘正中间位置，此时电阻阻值为中值电阻。据此我们可 以

7、直接读出欧姆表内阻 ，但是每个档位中值电阻时不相同。 第6页第6页5、滑动变阻器（1）原理：滑动变阻器是跟均电阻定律，经过改变接入电阻丝长度，而可连 续改变电阻值可变电阻，用它能够连续调整电路中电流大小及 两点之间电压。它特点是阻值能够连续改变，不过不能读出阻 值。（2）使用：（a）限流式接法： 以下图所表示电路为滑动变阻器限流接法，当滑动触头P由a向b移动过程中（电源内阻不计）被测电阻两端电压调整范围是:R/（R+R0） 。当RR0时，调整R0大小可使经过被测电阻电流有显著改变;但当RR0时，无沦怎样改变R0大小，也不会使经过电流有显著改变.可见，只有在R0R（或二者相差不多）情况下，改变变

8、阻器触头位置才会使电阻上电流有显著改变，从而起到对电阻上电流控制作用 P SRba 第7页第7页(b)分压式接法：如右图所表示电路为滑动变阻器分压接法，当滑动触头P由右向左移动过程中（电源内阻不计），无论电阻大小如何，被测电阻两端电压调整范是:0 。 第8页第8页（3）分压与限流选择 若R滑10RX用限流。 若RX/2R滑10RX必须用限流。例第9页第9页6、电阻箱：（1）原理：电阻箱是由多个电阻串联而成，它原理是由多个电阻串联而成，它原理是通过改变串联电阻个数，从而达到改变电阻目的，它和滑动变阻器区别是：电阻阻值可从电阻箱上直接读出，而滑动变阻器阻值不能直接读出。另一方面电阻箱阻值不能连续调

9、整，而滑动变阻器阻值是能够连续调整。（2)使用： 读数：每档批示数字乘以相应倍率后相加总合。 试验过程中改变阻值时，不要使电阻箱上阻值出现零欧姆，以免损坏其它仪表。（比如90-100）。 第10页第10页 二、详细电学试验分析 （一）伏安法测电阻及电阻率1、试验目标：测电阻（金属丝）电阻及电阻率。测量对象（测量对象不同，选取试验仪器及方法依据也不同）2、试验原理：部分电路欧姆定律。3、仪器：略4、步骤：略5、试验数据处理：（1）列表法（略） 注意：对谁取平均。（2）图像法：注意： 要依据试验数据测量精度确定图像一个分度代表多少, 即最小分 度要与测量精度对应。 描绘图像时要求：尽也许多点处于同

10、一条直线上，不在直线上点分布在直线两端，去掉相差太远点去掉。求电阻值时要在图像上选取相距较远两个点求（让学生在了解基础上背下来） 因在此试验中温度影响较小，所认为直线。要与描绘小灯泡伏案特 性曲线区分开 第11页第11页6、试验误差分析：-安培表内外（相对于伏特表）接法（1）产生原因： 由于电流表、电压表内阻影响，无论采用电流表内接还是外接都将会引起误差外接法测量误差是由于电压表分流作用而产生，由并联电路中电流分派与电阻成反比可知，当RVR时，电压表分流作用可忽略不计，此时IIR ,R测R,可见对于小电阻测量宜采用外接法电路内按法产生误差是电流表分压作用，由串联电路电压分派与电阻成正比可知，当

11、RAR时，电流表分压作用很小，可不计，此时 UUR ,R测R，因此对大电阻应采用内接法电路（2）内外接法选择： 当 时,我们称R0为临界电阻当RXR0时，电压表分流作用较电流表分压作用明显，应采用内接电路. 若遇均不知情况下,可用试触法鉴定:即通过改变电表连接方式看电流表和电压表改变大小拟定正确接法.注意：分析误差办法：区别实际测量量与理论要求量区别。第12页第12页7、详细问题：（1）电流表内外接（2）滑动变阻器分压与限流（3）选电表-依据安全准确（有时要比较不安全性与不准确性）（4）选滑动变阻器 注：（1）（3）联系，先（3）后(1) (2) (4）联系，有时先（4）后（2）有时先（2)后

12、（4）第13页第13页 （二）描绘小灯泡伏安特性曲线1、目标:经过测定多组不同小灯泡电压和电流值，描绘出伏安特性曲线，并分析曲线改变规律。2、原理：略3、器材：略 注：器材选择 （1） 在此试验中要求电压改变范围较大，因此采取分压电路，那就要选择阻值较小滑动变阻器。 （2）因为本试验测量对象是小灯泡，因此电表选择和电源选择要依据小灯泡额定电压和功率来选择。4、步骤：略5、试验数据处理-图像法 注： （1）本试验中因为温度影响，伏安图像应为曲线。（要与测伏安法测电阻中图像区分开，该直则直该曲则曲） （2）此图像中某点切线斜率并不代表该电压下电阻值，而是直接用该点电压值除改点电流值。例第14页第1

13、4页 （三） 伏安法测电源电动势及其内阻1、目的：测干电池电动势及其内阻。2、原理：全电路欧姆定律。（其它办法也是依据此原理）3、器材：略 注：由于本试验测量对象是电源（干电池），因此试验器材选择要依据安全准确原则围绕电源选择。4、环节：略5、误差分析： （1）等效电源办法 （2）图像法 （3）数学办法6、试验数据处理：-图像法(略） 注（1）让学生注意此图像与伏安法测电阻中图像区别。 （2）让学生注意该图像纵轴起点有也许不从零开始。 第15页第15页 （四 ）把电流电表改装成电压表 1、目的：掌握半偏法测电流表内阻办法，将电流表改装成电压表。2、原理：（1）半偏法测电流表内阻原理a:电路图

14、b:环节(略）C：误差分析由于闭合K后电路中实际总电流增大，因此当电流表半偏时电阻箱电流要比电流表电流大，依据并联电路知识，因此电阻箱阻值小于电流表阻值，即测量值小于真实值。d:仪器选择依据上述试验误差分析，要让K闭合前后电路中电流改变小，滑动变阻器要选择较大，为了能使电流表满偏电源也应选电动势较大。由于电阻箱要能调整到与电流表内阻相等，因此电阻箱最大阻值要略不小于电流表内阻。 第16页第16页（2）将电流表改装成电压表原理 依据串联电路分压原理注意：计算串联电阻阻值时要区别旧表与新表。3、校准电表（1）电路图（2）仪器选择： 原则电压表量程要与改装后电压表量程相匹配 由于要逐格核对因此要用分

15、压电路，因此滑动变阻器 要选阻值较小。ARAERSV第17页第17页 三、试验中一些详细问题：1、应让学生注意试验中要求，注意试验中一些关键性词语 (1)可测多组数据-对电源要求 (2)调整方便(线性)-对电源要求 (3)逐格核对-对电源要求 (4)描绘特性曲线-对电源要求 (5)有尽也许高测量精度 -对电表要求 -对电路要求 -对电源要求 -对测法要求 (6)方法简捷-对测法要求第18页第18页2、在试验中应强调测量对象，测量对象不同，选取试验器材标准，测量方法也不相同。比如：测一个普通电阻，电表选择普通要依据电源电动势选电压表，电流表要结合电源与待测电阻阻值来选择。 描绘小灯泡伏安特性曲线

16、时，要依据小灯泡额定电压和功率来选电表与电源。 测电源电动势及其内阻时要跟据电源来选择电表。 测电表内阻时要依据待测电表量程来选择仪器。3、利用图像处理试验数据方法（1）注意区分直曲，该直则直该曲则曲。（2）注意由曲变直思想。 比如：用单摆测重力加速度、验证牛顿第二定律、利用定值电阻与电流表测 电源电动势（3）重视图像物理意义 点（交点）、线、面、截距（反向延长线）例例第19页第19页4、实物图与原理图（1）连接实物图 办法：先画原理图，按照原理图一个回路一个回路连接 难点：滑动变阻器连接、单刀双掷开关 办法是将原理图与实物图相应关系（2）要注意由实物图画原理图例ABCABCCABCACB第2

17、0页第20页 四、电学试验中设计型试验：思绪：所谓设计型试验都是在基本试验基础上改变得来。因此要注视基本试验复习。（一）给电路图分析试验原理(分析测量电路）1、测电源电动势及其内阻2、半偏法测电阻（二）未给电路图自己设计电路图办法：电路图分两个方面设计1、供电电路：分压、限流2、测量电路：伏安法，比较法（比电压，比电流）、等效法。例例第21页第21页天津：某研究性学习小组利用图1所表示电路测量电池组电动势E和内阻r。依据试验数据绘出如图2所表示 R-1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此能够得到E=_V，r=_。 ARSE，r图110 8 6 4 2 0-2R/1.02.03.0

18、图2A1/I第22页第22页（上海）图1为某一热敏电阻（电阻值随温度改变而改变，且对温度很敏感）IU关系曲线图。（1）为了通过测量得到图1所表示IU关系完整曲线，在图2图3两个电路中应选择是图 ；简明阐明理由：（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器阻值为0100）。（2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电 阻R1250。由热敏电阻IU关系曲线可知，热敏电阻两端电压为 V；电阻R2阻值为 。 第23页第23页(1)利用如图所表示电路测量电流表G内阻(图中电源电动势E=4V )：先闭合S1，调整R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调整R，使电流表指针偏

19、转到满刻度2/3，读出此时R阻值为200，则电流表内阻测量值Rg= 第24页第24页06广东：某同窗设计了一个如图7所表示试验电路，用以测量电源电动势和内阻，使用试验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1）、电阻箱（099.99）、滑动变阻器（010）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池内阻较小，电流表内阻不能忽略。 该同窗按图7连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量产生误差原因是_。 简明写出利用图7所表示电路测量电源电动势和内阻试验环节： _；_。AABCDRPRE，r第25页第25页【两广】12(12分)图中

20、R为已知电阻，RX为待测电阻， K1为单刀单掷开关 ,K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（电阻不可忽略）。现用图中电路测量电源电动势 E及电阻 RX R Rx V a b K1 K2 ER Rx V K1 K2 第26页第26页京：连接实物图第27页第27页京：为了测定电流表A1内阻，采取如图1所表示电路。其中：A1是待测电流表，量程为300A，内阻约为100； A2是标准电流表，量程是200A； R2是滑动变阻器； R3是保护电阻； E是电池组，电动势为4V，内阻不计； S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关。 （3）上述试验中，不论怎样调整滑动变阻器R2滑动端位置，都要确保两块电流表 安全。在下面提供四个电阻中，