高中物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)四電學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載1電路設(shè)計(jì)原則： 正確地選擇儀器和設(shè)計(jì)電路的問(wèn)題，有一定的靈活性，解決時(shí)應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則，即“安全性”、“方便性”、“精確性”原則，兼顧“誤差小”、“儀器少”、“耗電少”等各方面因素綜合考慮，靈活運(yùn)用。正確性：實(shí)驗(yàn)原理所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，實(shí)施過(guò)程中不應(yīng)對(duì)儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器。方便性：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。精確性：在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的小。2電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇：根據(jù)不使電

2、表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首先保證流過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過(guò)使用量程，然后合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般要大于滿偏度的1/3），以減少測(cè)讀誤差。根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器，注意流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流不超過(guò)它的額定值，對(duì)大阻值的變阻器，如果是滑動(dòng)頭稍有移動(dòng)，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用。應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來(lái)選擇儀器，對(duì)于這種情況，只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理，才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇?？傊?，最優(yōu)選擇的原則是：方法誤差盡可能??；間接測(cè)定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù)，直接測(cè)定值的測(cè)量使誤差盡可能小，且不超過(guò)儀表的量程；實(shí)現(xiàn)較大范圍的靈敏調(diào)節(jié)；在大功率裝

3、置（電路）中盡可能節(jié)省能量；在小功率電路里，在不超過(guò)用電器額定值的前提下，適當(dāng)提高電流、電壓值，以提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。3測(cè)量電路的選擇電流表的內(nèi)、外接問(wèn)題： （甲）所示電路為電流表外接電路（簡(jiǎn)稱外接法） ；（乙）所示電路為電流表內(nèi)接電路（簡(jiǎn)稱內(nèi)接法）。兩種接法的選擇可按下列方法進(jìn)行：方法一：設(shè)電流表、電壓表內(nèi)阻分別為RA 、 RV ，被測(cè)電阻為Rx ，則當(dāng) Rx < RA RV 時(shí)，電壓表分流作用小，應(yīng)選用外接法當(dāng) Rx > RA RV 時(shí)，電流表分壓作用小，應(yīng)選用內(nèi)接法當(dāng) Rx = RA RV 時(shí)，電流表分壓作用和電壓表分流作用相差不大，兩種方法均可。方法二：在RV 、 RA 均不

4、知的情況下，可采用試觸法。如圖所示，分別將a 端與 b、c 接觸，如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法；如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電流表分壓作用大，應(yīng)采用外接法。abc甲乙滑動(dòng)變阻器的分壓、限流接法：為了改變測(cè)量電路（待測(cè)電阻） 兩端的電壓 （或通過(guò)測(cè)量電路的電流），常使滑動(dòng)變阻器與電源連接作為控制電路，滑動(dòng)變阻器在電路中主要有兩種連接方式：如圖（甲）為滑動(dòng)變阻器的限流式接法，RX 為待測(cè)電阻。它的接線方式是學(xué)習(xí)必備歡迎下載ERX E (RX 是待測(cè)電阻， R是電源、滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻三者串聯(lián)。對(duì)待測(cè)電阻供電電壓的最大調(diào)節(jié)范圍是

5、：R RX滑動(dòng)變阻器的總電阻，不計(jì)電源內(nèi)阻)。如圖（乙）是滑動(dòng)變阻器的分壓式接法。接線方式是電源與滑動(dòng)變阻器組成閉合電路，而被測(cè)電路與滑動(dòng)變阻器的一部分電阻并聯(lián)，該接法對(duì)待測(cè)電阻供電電壓的調(diào)節(jié)范圍是：0 E （不計(jì)電源內(nèi)阻時(shí)）。選取接法的原則：要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大，且從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法。負(fù)載電阻 Rx 遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器總電阻R 時(shí)，須用分壓式接法，此時(shí)若采用限流式接法對(duì)電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。采用限流電路時(shí)，電路中的最小電流（電壓）仍超過(guò)電流表的量程或超過(guò)用電器的額定電流（電壓）時(shí)，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。負(fù)載電阻的阻值Rx 小于滑動(dòng)變阻器的總電阻R或相差不大， 并且

6、電壓表、 電流表示數(shù)變化不要求從零開(kāi)始起調(diào)，可用限流式接法。兩種電路均可使用時(shí)應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因?yàn)橄蘖麟娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，總功率較小?；瑒?dòng)變阻器的粗調(diào)和微調(diào)作用：在限流電路中，全電阻較大的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較小的變阻器起微調(diào)作用。在分壓電路中，全電阻較小的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較大的變阻器起微調(diào)作用。4實(shí)物圖的連接：注意事項(xiàng)：連接電表應(yīng)注意量程選用正確，正、負(fù)接線柱不要接錯(cuò)。各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上，不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉。對(duì)于滑動(dòng)變阻器的連接，要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻，在接線時(shí)要特別注意不能將線接到滑動(dòng)觸頭上?；痉椒ǎ寒嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖。分析各元件連接方式，明確電流表與電壓表的量程

7、。畫線連接各元件。(用鉛筆畫線，以便改錯(cuò))連線方式應(yīng)是單線連接，連線順序應(yīng)先畫串聯(lián)電路，再畫并聯(lián)電路。一般先從電源正極開(kāi)始，到電鍵，再到滑動(dòng)變阻器等。按順序以單線連接方式將干路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來(lái)；然后連接支路將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。連接完畢，應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查電路也應(yīng)按照連線的方法和順序。（二） 定值電阻的測(cè)量方法1歐姆表測(cè)量 ：最直接測(cè)電阻的儀表。但是一般用歐姆表測(cè)量只能進(jìn)行粗測(cè)，為下一步的測(cè)量提供一個(gè)參考依據(jù)。用歐姆表可以測(cè)量白熾燈泡的冷電阻。2替代法： 替代法的測(cè)量思路是等效的思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效。不需要計(jì)算，方法簡(jiǎn)單，但必須有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻（一般

8、給定的儀器中要有電阻箱）。替代法測(cè)量電阻精度高，【例題】在某校開(kāi)展的科技活動(dòng)中，為了要測(cè)出一個(gè)未知電阻的阻值電阻 R0、電阻箱R1、滑動(dòng)變阻器R2、單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)Rx，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表S2、電源和導(dǎo)線。A、定值畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。寫出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟。學(xué)習(xí)必備歡迎下載【解析】實(shí)驗(yàn)電路如右圖所示。將 S2 與 Rx 相接，記下電流表指針?biāo)肝恢?。將S2 與 R1 相接，保持R2 不變，調(diào)節(jié)R1 的阻值，使電流表的指針指在原位置上，記下R1 的值，則 Rx R1。3伏安法： 伏安法的測(cè)量依據(jù)是歐姆定律（包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律

9、），需要的基本測(cè)量?jī)x器是電壓表和電流表，當(dāng)只有一個(gè)電表（或給定的電表不能滿足要求時(shí)），可以用標(biāo)準(zhǔn)電阻（電阻箱或一個(gè)定值電阻）代替；當(dāng)電表的內(nèi)阻已知時(shí)，根據(jù)歐姆定律I=U/R 電壓表同時(shí)可以當(dāng)電流表使用，同樣電流表也可以當(dāng)電壓表用。4伏安法拓展：某些問(wèn)題中，因?qū)嶒?yàn)器材不具備（缺電流表或電壓表），或因?qū)嶒?yàn)條件限制，或因?qū)嶒?yàn)精度不允許而不能用“伏安法” 。這時(shí)我們就得依據(jù)問(wèn)題的具體條件和要求重新選擇實(shí)驗(yàn)原理，用“伏安法”的替代形式“比較法”來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。利用已知內(nèi)阻的電壓表: 利用“伏伏”法測(cè)定值電阻的阻值【例題】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx 的阻值（ 900 1000）：電源 E，具有一定內(nèi)阻，

10、電動(dòng)勢(shì)約為9.0V；電壓表 V1，量程為 1.5V，內(nèi)阻 r1 750；電壓表 V2，量程為5V，內(nèi)阻 r2 2500；滑動(dòng)變阻器R，最大阻值約為100；單刀單擲開(kāi)關(guān)K，導(dǎo)線若干。測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測(cè)量電阻Rx 的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖?！窘馕觥咳鐖D所示利用已知內(nèi)阻的電流表：利用“安安”法測(cè)定值電阻的阻值【例題】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值。器材（代號(hào)）與規(guī)格如下：電流表 A （量程 250mA , 內(nèi)阻 r1為 5) ；標(biāo)準(zhǔn)電流表 A（量程 300mA , 內(nèi)阻 r2約為 5）；待測(cè)電阻 R（阻值約為 100）；121滑動(dòng)變阻器 R2（最大阻值10）；電源 E（

11、電動(dòng)勢(shì)約為10V ，內(nèi)阻 r約為 1）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。要求方法簡(jiǎn)捷，并能測(cè)多組數(shù)據(jù)，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào).需要直接測(cè)量的物理量是_, 用測(cè)的量表示待測(cè)電阻R1 的計(jì)算公式是R1 _?！窘馕觥繉?shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。兩電流表 A 1、 A 2 的讀數(shù)為 I1、 I2 和電流表 A 1 的內(nèi)阻為 r1，待測(cè)電阻 R1 的阻值的計(jì)算公式是： R1I1r1I 2I 1電壓表、電流表混合用學(xué)習(xí)必備歡迎下載【例題】有一電阻Rx，其阻值在100 200 之間，額定功率為0.25W 。要用伏安法較準(zhǔn)確地測(cè)量它的阻值，實(shí)驗(yàn)器材有：安培表 A1，量程為50mA， RA =1001安培表

12、 A2，量程為1A， RA2=20 電壓表 V1，量程為 5V， RV1=10k 電壓表 V2，量程為 15V， RV2=30k 變阻器 R1，變阻范圍0 20 ， 2A變阻器 R2，變阻范圍0 1000， 1A9V 電源，電鍵，導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表、電壓表、變阻器分別是：。畫出所用實(shí)驗(yàn)電路圖?！窘馕觥吭试S通過(guò)電阻中電流可能的最大值由：P I 2 R 得， I 1 35mA I 2 50mA 。因?yàn)殡娮杩赡転?200 ，所以通過(guò)被測(cè)電阻的電流的最大值可能是35mA，應(yīng)用電流表的示數(shù)來(lái)控制通過(guò)電阻的電流，因此，電流表應(yīng)選A1。又因?yàn)?PU 27.1V 。因?yàn)殡娮杩赡転?00 ，所以允許加在

13、電阻兩端的電壓的最大值可能是5V，,所以U1 5V U2R應(yīng)用電壓表的示數(shù)來(lái)控制加在電阻兩端的電壓，因此電壓表應(yīng)選V1。因?yàn)?R1 R2, 且 2A 35mA, 所以應(yīng)選變阻器 R1 。因?yàn)?R1 Rx 所以滑動(dòng)變阻器連接方式應(yīng)選用分壓電路。因?yàn)镽x < RA RV , 所以應(yīng)選用外接電路。實(shí)驗(yàn)所用電路如圖所示【變式題】（ 20XX 年廣東）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，用以測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的實(shí)驗(yàn)器材為：待測(cè)干電池組 （電動(dòng)勢(shì)約3 V）、電流表（量程 0.6 A，內(nèi)阻小于 1 ）、電阻箱 （0 99.99 ）、滑動(dòng)變阻器 （ 0 10 ）、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、單刀單擲開(kāi)關(guān)各一

14、個(gè)及導(dǎo)線若干?？紤]到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略。該同學(xué)按圖甲連線，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)，測(cè)得電流表內(nèi)阻約為0.20 。試分析該測(cè)量產(chǎn)生誤差的原因是_ 。簡(jiǎn)要寫出利用圖甲所示電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟： _； _；圖乙是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的1E _V、內(nèi)阻R 圖象，由此求出待測(cè)干電池組的電動(dòng)勢(shì)r_I1 1。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）/AICRRAADSKA PBEr圖甲R(shí)/ 學(xué)習(xí)必備歡迎下載而 R r1R【解析】由測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的原理知，此種接法出現(xiàn)誤差的原因是電流表的分壓作用。r安 ，I圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)，據(jù)此得出電動(dòng)勢(shì)E 2.81V, 內(nèi) 阻r 2.33

15、。若不能正確理解1因此對(duì)于實(shí)驗(yàn)中處理數(shù)據(jù)的圖像的意義，R 圖象的物理意義， 則無(wú)法得出正確的答案。I一定要分析清楚?！敬鸢浮坎⒙?lián)電阻箱后線路總阻值減小，從而造成總電流增大 調(diào)節(jié)電阻箱 R，斷開(kāi)開(kāi)關(guān) K，將開(kāi)關(guān)S接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)；斷開(kāi)開(kāi)關(guān) D，再次調(diào)節(jié)電阻箱R，將開(kāi)關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù) 2.81、2.33（三） 電表內(nèi)阻的測(cè)量方法1 互測(cè)法 ：電流表、電壓表各一只，可以測(cè)量它們的內(nèi)阻：VAVA兩只同種電表，若知道一只的內(nèi)阻，就可以測(cè)另一只的內(nèi)阻：A2V1V2A1兩只同種電表內(nèi)阻都未知，則需要一只電阻箱才能測(cè)定電表的內(nèi)阻：RV1RA1A2V22替代法：2

16、2RSRSAVA11V113半偏法：V2AR2SR1VR2 S2R11S1S（R1?R2）（ R1?R2）4. 閉合電路歐姆定律計(jì)算法： ( 不計(jì)電源內(nèi)阻 )【例題 1】（2000 年全國(guó)）從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1 的內(nèi)阻 r 1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。器材（代號(hào)）規(guī)格電流表（ A1 ）量程 10mA ，內(nèi)阻 r1 待測(cè)（約40 ）學(xué)習(xí)必備歡迎下載電流表（ A2 ）量程 500 A，內(nèi)阻 r2=750電壓表（ V）量程 10V，內(nèi)阻 r3=10電阻（ R1）阻值約 100 ，作保護(hù)電阻用滑

17、動(dòng)變阻器（ R）總阻值約 50電池（ E）電動(dòng)勢(shì) 1.5V，內(nèi)阻很小導(dǎo)線若干，電鍵 K若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式為r 1=_，式中各符號(hào)的意義是_。【解析】如圖所示。 r1I 2 r2 ， I1 表示通過(guò)電流表A1 的電流， I2 表示通過(guò)電流表 A2 的電流，I 1r2 表示電流表 A2 的內(nèi)阻。2（ 20XX 年北京）某同學(xué)用如圖所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 V”的小燈泡的燈絲電阻 R 隨電壓 U 變化的圖象。除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：電流表： A 1(量程 100 mA,內(nèi)阻約 2 )A2 (量程 0.6 A,內(nèi)阻約 0.3 )電壓表： V1

18、(量程 5 V,內(nèi)阻約 5 )V2(量程 15 V,內(nèi)阻約 15 )電源： E1(電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)阻為 0.2 )E2(電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻約為 0.04 )為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_，電壓表 _，滑動(dòng)變阻器 _，電源 _ 。 (填器材的符號(hào) )根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R-U 的圖象如圖所示。由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_(kāi)；當(dāng)所加電壓為 3.00 V 時(shí)，燈絲電阻為 _ ，燈泡實(shí)際消耗的電功率為 _W 。根據(jù) R-U 圖象，可確定小燈泡耗電功率P 與外加電壓U 的關(guān)系，符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_。ABCD學(xué)習(xí)必備歡迎下載【解析】對(duì)器材的選用應(yīng)以安全、

19、實(shí)用為原則。小燈泡的額定電壓和額定電流分別為3. 8V 和 0.3A，故電壓表應(yīng)選V1，電流表A2；由于是分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1，便于調(diào)節(jié)，電源應(yīng)選E2。由圖象可看出：U 0 時(shí)，小燈泡不工作，對(duì)應(yīng)電阻為1. 5，當(dāng) U 3. 0V 時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻為11. 5。此時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率P U 2 / R 0. 78W。由 R U 圖線可看出，隨U 的增大，電阻的變化越來(lái)越小，而P U 2 / R ，隨 U 的變化，功率P 的變化將更加明顯，故選 A?！纠} 1】（ 20XX 年上海）兩個(gè)額定電壓為220V 的白熾燈L1 和 L2 的 U I 特性曲線如圖所示。L2 的額定功率約為W；現(xiàn)

20、將 L1 和 L2 串聯(lián)后接在220V 的電源上，電源內(nèi)阻忽略不計(jì)。此時(shí)L2 的實(shí)際功率約為W?！窘馕觥?99， 17.5【例題 2】（20XX年上海）小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大。某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（ I 和 U 分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I(A)0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50U(V)L1L22001601208040I (A)00.20.40.6U (V )0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00在左下框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖?？捎玫钠鞑挠校?電壓表、

21、電流表、 滑線變阻器 （變化范圍0 10 ）、電源、 小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。在右圖中畫出小燈泡的U I 曲線。U(V)1.61.20.80.400.10.20.30.4I(A)0.5如果將本題中的小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)是1.5V，內(nèi)阻是 2.0 的電池兩端， 小燈泡的實(shí)際功率是多少？（簡(jiǎn)要寫出求解過(guò)程；若需作圖，可直接畫在第小題的方格圖中）【解析】分壓器接法（如下圖所示）。如下圖所示。作出電源的U E Ir 圖線，該圖線與小燈泡的U I 曲線相交于一點(diǎn)，由此可得小燈泡工作電流為0.35 A，工作電壓為0.80 V，實(shí)際功率為0.28 W。【變式題】1（ 20XX 年上海）如圖所示，圖1 為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的 I-U 關(guān)系曲線圖。學(xué)習(xí)必備歡迎下載為了通過(guò)測(cè)量得到圖1 所示 I-U關(guān)系的完整曲線，在圖2和圖 3兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖_；簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。（設(shè)滑線變阻器兩端電壓恒為9V，滑線變阻