第2讲、电学实验

第2讲、电学实验潮阳黄图盛中学黄洪斌一、电学测量仪器的使用与读数1.电流表、电压表、欧姆表的比较高考必备（1）电流的流向由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“+”插孔（红表笔）流入，从“-”插孔（黑表笔）流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔.（2）要区分开“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置.调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮.高考必备一、电学测量仪器的使用与读数2.多用电表的使用“三注意”（3）选倍率测量前应根据估计阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差.通常只使用表盘中间一段刻度范围，指针偏转角度在满偏到满偏之间为测量的有效范围.如当待测电阻约为2kΩ时,应采用“×100”挡.高考必备一、电学测量仪器的使用与读数2.多用电表的使用“三注意”(1)电源的选择一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源.(2)电表的选择一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度.高考必备一、电学测量仪器的使用与读数3.电学仪器的选择二、电流表内外接法的比较与选择高考必备三、控制电路（滑动变阻器的接法）的比较与选择1.控制电路的比较高考必备以下情况考虑分压式：（1）要求待测电路的U、I从0变化；（2）R滑<<Rx;（3）选用限流式时，Ux、Ix过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等）或Ux、Ix过小（最大值不超过电表满量程的，读数误差大）.三、控制电路（滑动变阻器的接法）的比较与选择2.控制电路的选择:优先选用限流式.高考必备多用电表的认识与使用【典例1】（2011·北京高考）用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：常考问题常考问题1:①旋动部件_____，使指针对准电流的“0”刻线.②将K旋转到电阻挡“×100”的位置.③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件_____,使指针对准电阻的_____（填“0刻线”或“∞刻线”）.④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按____的顺序进行操作，再完成读数测量.A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准多用电表的认识与使用常考问题常考问题1:ST0刻线ADC【规律总结】使用多用电表的“五步”法（1）选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率；（2）进行欧姆调零；（3）将红黑表笔接被测电阻两端进行测量；（4）将指针示数乘以倍率，得测量值；（5）测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡.特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小（即指针所指的欧姆刻度值太大），应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大（即指针所指的欧姆刻度值太小），应该适当减小倍率重新调零后再测量.多用电表的认识与使用常考问题常考问题1:【典例2】某同学用如图所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.（1）除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表A1（量程100mA，内阻约2Ω）；电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）；电压表V1（量程5V，内阻约5kΩ）；电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）；滑动变阻器R1（阻值范围0～10Ω）；滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ）；电源E1（电动势为1.5V，内阻为0.2Ω）；电源E2（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表______，电压表_____，滑动变阻器______，电源______．（填器材的符号）常考问题常考问题2:仪器选择及电路设计A2V1R1E2（2）根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图所示.由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_____Ω；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为_____Ω，灯泡实际消耗的电功率为______W．（3）根据R-U图象，可确定小灯泡消耗电功率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_____．常考问题常考问题2:仪器选择及电路设计1.511.50.78A【规律总结】器材选取问题的策略（1）器材选取三原则:①安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标.另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等.②精确性原则:根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好.③方便性原则:实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作是否调节方便的问题.常考问题常考问题2:仪器选择及电路设计（2）器材选取三具体要求：①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，然后合理选择量程.务必使指针有较大偏转（一般取满偏的1/3～2/3左右），以减少测量和读数的误差.②根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不能超过它的额定值.对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用.③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,才能做出恰当的选择.常考问题常考问题2:仪器选择及电路设计（3）器材选取的一般步骤：①找出惟一且必须的器材；②画出电路图（暂不把电表接入）；③估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）或估算最小值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最大值）；④考虑能否使电压表、电流表都达到满偏的1/3以上.常考问题常考问题2:仪器选择及电路设计【典例3】(2011·韶关模拟)某研究性学习小组利用如图所示电路测量电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小，因此在测量电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0.(1)请根据实验原理图，用笔画线表示导线，将下列实物连接成能够完成实验的电路.(2)实验时，闭合开关K，调整电阻箱R的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据(R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数)常考问题常考问题3:实验的创新与设计为了比较准确地得出实验结果，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是______.计算出与各组数据对应的该物理量数值(结果精确到0.01)填在表格中，并在如图所示的坐标系中作图.(3)根据作出的图象求得E＝__________________V，r＝__________________Ω.常考问题常考问题3:实验的创新与设计(或电流I)2.00(1.98～2.02)0.33(0.30～0.40)【规律总结】电源电动势与内阻的测量方法(1)基本方法：用电流表和电压表分别测电流和路端电压，如图所示.注意:为使测量结果精确度较高，电压表应直接并联接在电源两端，而不应并在滑动变阻器两端（本实验目的不是测变阻器阻值）.常考问题常考问题3:实验的创新与设计(2)替代电表方法:如实验器材只给电流表或电压表其中的一个，但又给两个已知阻值的定值电阻，同样可测两次电压值和电流值.（通常是给一电阻箱）①用电流表和电阻箱，如图甲所示.②用电压表和电阻箱，如图乙所示.常考问题常考问题3:实验的创新与设计高考物理实验题答题技巧

实验题是高考物理的重点，也是难点，考生见了容易发慌，不知从何下手分析解答，失分现象十分重．其实解答物理实验题并不难，下面为同学们支招，肯定会增强自信心．1．要明确考查知识范围

大凡现在的物理实验题主要涉及力学、电学等知识．尽管题目千变万化，但通过仔细审题，能直觉地作出判断．因为不同的知识点，实验环节是不同的，只有切准考什么才不至于茫然，不会张冠李戴．2．要看清实验题图

实验题一般配有相应的示意图、实物图，实质是告知实验仪器(或部分)及其组装情况，让考生琢磨考查意图．只有看清了，才使你有身临其境的感觉．认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步规划实验过程．3．要捕捉提取信息

试题总是提供诸多信息再现实验情境的，因此，正确解答时必须捕捉并提取有价值的信息，使问题迎刃而解．一般需要关注如下信息：

(1)新的概念、规律、公式．一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式)应用题、新规律验证题，都为我们提供了信息．

(2)新的表式数据．通过解读表式，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的关系．如正比例，反比例关系，平方还是开方关系，或者是例数关系．用数据描点作图、直观实验反映的某种规律．

(3)新的物理图象．实验题本身提供物理图象，但这些图象平时没有接触过，关键要明确图象的物理意义，帮助正确分析实验问题．

(4)仪器读数和计算结果的有效数字．要知道仪器读数时是否需要估读，结果应该有几位小数；注意计算结果要求保留几位有效数字，有效数字弄错，最后会一分