专题五、电学实验

R0CPDABSA专题复习—电学实验(考试大纲规定电学部分的学生实验

)测定性实验1、测定金属的电阻率2、描绘小电珠的伏安特性曲线3、测定电源的电动势和内阻基本仪器的使用4、练习使用多用电表应用性实验5、传感器的简单应用伏安法测电阻的缺点除了测量原理上带来的误差外，还要同时应用两个电表：电压表和安培表，也不方便.实际中常用多用[电]表粗测电阻值-------欧姆表粗测电阻值.

欧姆表的基本构造:电池(ε,r)与电流表(ro)、可变电阻(r′)串联。红表笔接电池负极，黑表笔电池正极.多用[电]表是电流表、电压表和欧姆表的组合.一、基本仪器的使用多用[电]表的用途：①测量②检查故障

A.把多用电表的选择开关旋至适当的直流电压挡，用图甲所示电路，合上开关S，则可测小灯泡两端的电压

B.把多用电表的选择开关旋至适当的直流电流挡，用图乙所示电路，合上开关S，则可测通过小灯泡的电流

C.把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图丙所示电路，开关S保持断开，则可测小灯泡的电阻

D.把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图丁所示电路，会观察到此时欧姆表示数很小1关于多用电表的使用，下列说法正确的是()(2011广一模)(2)(10分）某同学测量一节干电池的电动势和内阻时，用aa′、bb′、’cc′、dd′、de和fb′共6根导线连成如图甲所示的实验电路图.①请根据电路图在图乙的实物图中完成余下电路的连线.②如果这6根导线中仅有一根内部断了，其它器材及连接均完好，现闭合开关，发现电流表、电压表的示数均为零，由此可以肯定没有断的导线有de、fb′和

CC′将选择开关旋至_____挡（填“”、“直流电压2.5V"或“直流电流10mA")、把______(选填“红”或“黑”）表笔固定在a点，另一支表笔依次接•如果某次检测时，表盘指针如图丙所示，其读数为____________.③闭合开关的情况下，要求用多用表对逐根导线进行排査并找出断导线，正确的操作是：3:在如图所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8V,0.1A”合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮．用多用电表的直流电压档检查故障；

①现将多用电表的开关置于下列量程的

档较为合适（用字母序号表示）

A2.5VB：10VC：50VD：250V②测得C、间电压约为5.8V，e、f间电压为0，则故障可能是

A：A灯丝断开

B：B灯丝断开

C：e、d间连线断开

D：B灯被短路BAⅡ.接着利用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表已经“欧姆调零”．

①测试前，一定要将电路中的开关S____________；

②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图2所示，读数为________．

①断开②22Ω要点提醒

1.电压表(电流表)的量程应根据待测电器的额定电压或电源电动势(允许最大电流)选取，读数原则是指针应转过满刻度的

1/3.2．欧姆表的使用中应注意换挡要重新调零，读数原则是应在中值电阻附近读数较准确．测定金属的电阻率描绘小电珠的伏安特性曲线测定电源的电动势和内阻SACPDABSACPDABLR0CPDABSA二、测定性实验---伏安法（一）电学实验中所用到的基本知识伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表（或给定的电表不能满足要求时），可以用标准电阻（电阻箱或一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律I=U/R电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。

1、总原则：

当RX<<RV时，应采用外接法当RX>>RA时，应采用内接法低阻外接高阻内接一、电流表的内外接法

vA外接法vA内接法误差：内接法测量值

：外接法测量值

偏大偏小4：用伏安法测一准确值为R0的定值电阻，电路如图所示，测量时发现所测值总是偏大，已知安培表示数是准确的，那么可能的原因是A.伏特表内阻偏小B.伏特表内阻偏大C.伏特表不够准确，示数总是偏大D.伏特表不够准确，示数总是偏小VAR0C即：伏安法测电阻时电流表接法选择：①Rv／Rx＞Rx／RA时，电流表外接；②Rv/Rx＜Rx／RA时，电流表内接;③Rv/Rx=Rx／RA

时，内外接法一样．(1)若RX<R0,则视RX为较小，采用外接法。(2)若RX>R0,则视RX为较大，采用内接法。

(3)若RX=R0

，则内外接法一样2、具体方法：

临界电阻值R0=

若RX、RA、RV的大小关系事先没有给定，那么如何确定安培表是内接还是外接？方法：试触法MNVARX若电压表示数变化比电流表示数变化明显(说明被测电阻是小电阻)，则应采用外接法。若电流表示数变化比电压表示数变化明显(说明被测电阻是大电阻)，则应采用内接法。（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U）。二、滑动变阻器的接法及选择：限流式分压式下列情况下必须选择分压接法:a．用限流接法时，电路中最小电流超过用电器电电流b．滑动变阻器全值远小于用电器电阻；c．要求电压从零开始可连续变化。

限流式电路安培表内接法RX＞＞RARXAV限流式电路安培表外接法

RX＜＜RVRXVAAV分压式电路安培表内接法RX＞＞RAAVRX分压式电路安培表外接法RX＜＜RVVARX伏安法测电阻电路实验基本模型安全因素误差因素便于操作各电表的读数不能超过量程；实际电流不应超过负载的额定电流。各电表的实际读数不小于量程的，当电路的阻值改变时，电表指针有明显偏转。在上述两因素同时考虑后仍不能判断时再考虑。三、仪器的选用：仪器的选用应考虑三方面因素：①安全因素；②误差因素；③便于操作．四、实验电路的设计和连接解题思路测量电路供电电路研究对象是待测电阻和各电表，主要分析安培表的内、外接问题。研究对象是滑动变阻器、电源和电键，主要分析滑动变阻器的连接方式。1、根据原理画出电路图2、根据要求选择器材及量程3、连接时要注意：电流的方向、仪表的量程、变阻器的接法及滑片的初位置五、实物连接：实物连接以其考察的知识点较多和要求思考问题全面等特点，成为高中物理实验的热点。然而在这种题上往往失误太多。究其原因，就是没有建立起完整、细致、合理的思维程序，使得连出的线路图出现错误或疏漏。我们可以把解决实物连线的问题的思路建立一个程序如下：4、要测定一个5Ω左右的电阻，手头备有的器材有几种：

A．电池组(E=3V，r＝1Ω)B．电流表（量程0—3A，内阻0．0125Ω）

C．电流表(量程0—0.6A，内阻0.125Ω)D．电压表(量程0—3V，内阻3kΩ)E．电压表(量程0—15V；电阻15kΩ)F．滑动变阻器(最大值20Ω，限制电流1A)G．滑动变阻器(最大值2000Ω，限流0.3A)H．电键，导线若干．试选定一个较合宜的实验方案，把选用器材代号写在括号内（）并画出原理图，同时把所附实物图用线连成所确定的实验电路来．ACDFH测量电路供电电路由易到难解析：1.根据电源电压为3V电压表选D，2.估计电流：电流表宜选C

3．经检验电流表宜用外接法

4.滑动变阻器F为20Ω是Rx的4倍，用作限流已满足需要，故取F项。说明：本题变阻器用G理论上也可，但大约二三十欧即可使线路电流从0.1调到0.6A，G阻值过大，可用部分较短，可操作性较差，故而不用。

实验原理图如下：Rx限流式电路安培表外接法

RXVAAV3.替代法：替代法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。∵I2R=I1Rx∴Rx=I2R/I1在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值Rx，现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。⑴画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。⑵写出主要的实验操作步骤。【解析】⑴实验电路如右图所示。⑵①将S2与Rx相接，记下电流表指针所指位置。②将S2与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R1的值，则Rx＝R1。⑴利用已知内阻的电压表:利用“伏伏”法测定值电阻的阻值6:用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1＝750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2＝2500Ω；滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K，导线若干。测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。⑵利用已知内阻的电流表：利用“安安”法测定值电阻的阻值7;用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：待测电阻R1（阻值约为100Ω）；电流表A1（量程250mA,内阻r1为5Ω)；标准电流表A2（量程300mA,内阻r2约为5Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）；电源E（电动势约为10V，内阻r约为1Ω）；单刀单掷开关S，导线若干。⑴要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号.⑵需要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1＝________。解析】⑴实验电路图如图所示。⑵两电流表A1、A2的读数为I1、I2和电流表A1的内阻为r1，待测电阻R1的阻值的计算公式是：L1

L2RXRR0P3.利用给出的电路图和器材（G为灵敏电流表，R0为阻值均匀的电阻丝，R为已知阻值的定值电阻，Rx为被测电阻）。要求利用这些器材测未知电阻Rx。⑴实验中还需要什么测量仪器？⑵将实物连成电路图。⑶写出测量Rx的实验步骤，并写出利用测量数据表示Rx的表达式。电桥法测电阻解：⑴还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度L1、L2）。⑶按图接好电路后，移动滑动触头P，使电流表指针指在中央零刻度处。用刻度尺测量P点两边电阻丝的长度L1、L2；由RX∶R=L1∶L2得由I1Rx=I2R得Rx=I2R／I1比较法测电阻A1A2R1=100Ω

R2=50Ω由I1r1=I2r2得r1=I2r2

／I1VA11.伏安法测电压表电阻电表电阻VRabSR02.半偏法测量电表电阻GS1S2R1R2半偏法R1>>R2

R测量<R真实R<<R0R测量>R真实3利用串并联电路特点测电表内阻V2V1RA2A1R6和电压表校对条件：R>>Rg

误差：

R测<RgvRXv甲、乙

甲图中的电压表的电压U1、乙图中的电压表的电压U2比较法测电压表电阻返回7伏安法测电源电动势和内阻E=U1+Ⅰ1rE=U2+Ⅰ2rE测<E真r测<r真E测=E真

r测>r真E测ⅠUE真Ⅰ短E测ⅠUE真Ⅰ短每日一练VAS2S1RPRX4.用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按下图所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。RPVAS21RXrS12r将右图中给出的仪器按照电路图的要求连接起来。RPVAS21RXrS12⑴该实验的第一步是：闭合电键S1，将电键S2接2，调节滑动变阻器RP和r，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数U1、I1；请你接着写出第二步，并说明需要记录的：__________________。⑵由以上记录数据计算被测电阻RX的表达式是RX=___________。⑴将电键S2接1，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2。⑵

江苏淮安市07—08学年度第一次调查测试113、某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx：电源E，适当量程的电流表电压表各一只，滑线变阻器R