2022年2022年高二物理電學(xué)實驗專題復(fù)習

1、精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載學(xué)習必備歡迎下載高中電學(xué)試驗專題復(fù)習一.常見電路1測電阻電路（或描畫伏安特性曲線電路,或測量功率電路,或測量電阻率電路）（ 1）圖 1 為分壓式,外接法（ 2）圖 2 為限流式,外接法（ 3）將圖 1 改為分壓式,內(nèi)接法（ 4）將圖 2 改為限流式,內(nèi)接法測電阻電路,共有四種電路2測電動勢和內(nèi)阻電路（ 1）測量電路如圖（ 2）測量方法第一.運算方法測兩組端電壓u 和電流 i 值,然后通過以下式子求解；eu 1 i 1r eu 2 i 2r其次.作u i 圖象方法通過調(diào)劑滑動變阻器,取得多組（u , i）值,然后在坐標中描點,連成直線用圖象處理問題,須留意以下幾

2、點：連直線的方法：讓盡可能多的點在直線上,直線兩就分布的點的個數(shù)大致勻稱偏離直線較遠的點舍去；縱軸截距的含義：電動勢e橫軸截距的含義：短路電流i0精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載斜率的含義：電阻；求解方法：r=e 或用直線上任意兩點求解斜率的肯定值；i 0精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載3電流表.電壓表改裝電路（ 1）把電流表改裝電壓表電路用半偏法測電流表的內(nèi)阻rg；先將 r 調(diào)到最左端,閉合s1,斷開 s2,調(diào)劑 r 使電流表滿偏,然后使r 不變,閉合s 調(diào)劑 r使電流表指到滿刻度的一半,此時電阻箱r的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻rg；注：此處 r只能用電阻箱,而不能用滑

3、動變阻器,其阻值只需比靈敏電流表的電阻大一點就可以了,r 一般使用滑動變阻器,其阻值要求較大,以減小因閉合s2 而引起總電流的變化,從而減小誤差；改裝電路rx u/i g rg其中 u 為改裝后的滿偏電壓核對電路調(diào)劑 r,轉(zhuǎn)變電壓,比較改裝表和標準表v 的讀數(shù),并運算百分誤差精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載uu 0u 0× 100%其中 u 為改裝表的讀數(shù),u為標準表的讀數(shù)精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載注：改裝電壓表和標準電壓表并聯(lián)進行核對精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載學(xué)習必備歡迎下載電流表內(nèi)阻誤差分析在半偏法測內(nèi)阻電路中,當閉合s時,引

4、起總電阻減小,總電流增大,大于原電流表的滿偏電流,而此時電流表半偏,所以流經(jīng)r的電流比電流表電流多,r的電阻比電流表的電阻小,但我們就把r的讀數(shù)當成電流表的內(nèi)阻,故測得的電流表的內(nèi)阻偏??；（ 2）電壓表改裝電流表電路用半偏法測電壓表的內(nèi)阻先將 r 調(diào)到最左端,閉合 s1 和 s2,調(diào)劑 r 使電壓表滿偏,然后使 r 不變,斷開 s調(diào)劑 r使電壓表指到滿刻度的一半,此時電阻箱 r的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻 rg；注： 此處 r只能用電阻箱, 而不能用滑動變阻器,其阻值只需比電壓表的電阻大一點就可以了,r 一般使用滑動變阻器,其阻值要求較小,以減小因閉合s2 而引起總電壓的變化,從而減小誤差；改裝電路

5、如改裝電壓表量程為u ,內(nèi)阻為rv,改裝后的電流表的量程為i, 就并聯(lián)電阻rx 核對電路要求標準表a 和改裝表串聯(lián)才能進行核對,其百分誤差的精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載運算方法為ii 0i 0× 100%精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載留意：將改裝電流表和標準電流表串聯(lián)進行核對電壓表內(nèi)阻誤差分析在半偏法測電壓表內(nèi)阻電路中,在斷開s時,引起總電阻增大,滑動變阻器兩端分得電壓將超過原電壓表的滿偏電壓,調(diào)劑r使電壓表半偏時,r上的電壓將比電壓表半偏電壓大,故r的電阻比電壓表的內(nèi)阻大,所以測得電壓表內(nèi)阻偏大；二.器材選取原就1精確性原就：選用電表量程應(yīng)可能減小

6、測量值的相對誤差,電壓表.電流表在使用時盡可能使指針接近滿量程,如指針偏轉(zhuǎn)不到滿偏角度的/3,讀數(shù)誤差較大； 2安全性原就：通過電源,電表,滑動變阻器,用電器的電流不能超過其答應(yīng)的最大電流；3便于操作原就：挑選掌握電路時,既要考慮供電電壓的變化范疇為否滿意試驗要求,又要留意便于操作；三.電路選取1電流表內(nèi)外接法選取（）基本電路（）電路的對比連接方式誤差來源測量值與真實值關(guān)系適用范疇電流表的讀數(shù)大于流過待測精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載外接法電壓表分流內(nèi)接法電流表分壓（）判定方法的電流,故：r 測<r 真電壓表讀數(shù)大于待測電阻兩端的電壓,故：r 測<r 真測小電阻測大

7、電阻精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載直接比較法：當待測電阻rx 較小且遠小于電壓表內(nèi)阻rv 時,應(yīng)選用外接法；當待測電阻rx 較大且遠大于電流表內(nèi)阻ra 時,應(yīng)選用內(nèi)接法；精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載學(xué)習必備歡迎下載精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載臨界值法：當待測電阻rx <ra rv時,視 rx 為小電阻,應(yīng)選用外接法；當rx >ra rv時,視 rx 為精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載大電阻,應(yīng)選用內(nèi)接法；當rx ra rv時,兩種接法均可；精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - -

8、 - 歡迎下載2滑動變阻器分壓式.限流于接法選取（）基本電路（）電路的對比調(diào)劑范疇限流式電路分壓式電路rxu精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載電壓調(diào)劑范疇u u精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載rxr精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載電流調(diào)劑范疇uuurxrrxrx精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載說明： u 為電源端電壓,r 為滑動變阻器最大電阻,rx 為待測電阻阻值；（）判定方法負載電阻rx 遠大于滑動變阻器總電阻r,須用分壓式接法,此時如采納限流式接法對電路基本起不到調(diào)劑作用；要求負載上電壓或電流變化范疇大,且從零開頭連續(xù)可調(diào),須用分壓式接

9、法；采納限流電路時,電路中的最小電流（電壓） 仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流（電壓） 時,應(yīng)采納變阻器的分壓式接法；負載電阻的阻值rx 小于滑動變阻器的總電阻r 或相差不大,并且電壓表.電流表示數(shù)變化不要求從零開頭起調(diào),可用限流式接法；兩種電路均可使用時應(yīng)優(yōu)先用限流式接法,由于限流式接法總功率較??；例 1有一小燈泡上標有“v, .6w ”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法測量這個燈泡的i u 圖像,已知所用器材有：a 電流表： 00.3a ,內(nèi)阻 1b電壓表： 0 15v ,內(nèi)阻 20k c滑動變阻器：0 30,額定電流2ad同學(xué)電源（直流9v ） e開關(guān)一只,導(dǎo)線如干為使試驗誤差盡量減小,試畫

10、出合理的試驗電路圖例 2在“測定金屬的電阻率”試驗中,如粗估金屬絲的電阻rx 約為 3 ,為減小誤差,要求金屬絲發(fā)熱功率 p<0.75w ,備有的部分器材有：a 6v 的電池組b .電流表（ 0 0.6a ,內(nèi)阻 0.5 ） c電流表（ 0 3a ,內(nèi)阻 0.01）d .電壓表（ 03v ,內(nèi)阻 1k ）精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載學(xué)習必備歡迎下載e電壓表（ 0 15v ,內(nèi)阻 5k）f.滑動變阻器（0 100 ,額定電流1a ） g滑動變阻器（0 20 ,額定電流1a ）（ 1）上述器材應(yīng)選用的為 ；（用字母代替）（ 2）畫出試驗電路圖例 3一個未知電阻rx,阻值大約

11、為10k 20k.為了較為精確的測定其電阻值,試驗室中有如下器材：電壓表 v（量程 3v .內(nèi)阻約為3k量程 15v .內(nèi)阻約為15 k 電流表 a 1量程 200 a .內(nèi)阻約為100 電流表 a 2量程 5ma .內(nèi)阻約為10電流表 a 3量程 0.6a .內(nèi)阻約為1電源電動勢為 v滑動變阻器r 的最大阻值為200開關(guān) sa.在試驗中電壓表量程應(yīng)選,電流表應(yīng)選；b.為了盡可能削減誤差,請你在虛線框中畫出本試驗的電路圖；c.依據(jù)試驗的需要用筆滑線代替導(dǎo)線,將圖7 所需的實物連接起來；精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載-+va 1-+-+a 2a 3精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - -

12、 - 歡迎下載圖 7四.伏安法測電阻及電路的延長設(shè)計1.伏安法如 ： 例 22.比例法受一些特別的試驗條件限制,比如： 電流（或電壓表） 表面上雖有刻度,但無刻度值 （或刻度值模糊） ,這時我們不能直接讀出電流或電壓,但可依據(jù)電流或電壓表刻度勻稱的特點,通過測量其指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)用比例法完成測量；例 4：現(xiàn)有一阻值為10.0 的定值電阻,一個開關(guān).如干根導(dǎo)線和一個電壓表,該電壓表表面上有刻度但無刻度值；要求設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻的試驗方案,（已知電壓表內(nèi)阻很大,電壓表量程大于電源電動勢,電源內(nèi)阻約為幾歐）,要求：（ 1）畫出試驗電路圖（ 2）簡要寫出完成接線后的試驗步驟（ 3）寫出用測得的量運算

13、電源內(nèi)阻的表達式r= ；解析：（ 1）電路圖如右圖所示；（ 2）斷開開關(guān),登記電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)n 1；合上開關(guān),登記電壓表格數(shù)n2；（ 3）設(shè)電壓表每偏轉(zhuǎn)1 格表示 u 0,當 k 斷開時,由閉合電路歐姆定律得：e u1 n 1u0精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載學(xué)習必備歡迎下載精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載u 2當 k 閉合后,有：eu 2r ,即 e n2u0 n 2u 0r ,聯(lián)立兩式解得：r r n1n 2 ；精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載rrn 23.替換法用“伏安法”測電阻一般有電流表外接與電流表內(nèi)接兩種線路,由于電流表及電壓表本身并非抱

14、負電表,這兩種線路都存在誤差；另一種情形為試驗只供應(yīng)一只電流表或電流表本身讀數(shù)不準,這時我們可以考慮在保證電表讀數(shù)不變的前提下,用肯定值電阻（電阻箱）替換待測電阻,完成試驗并提高測量精確性：例 5：在某校開展的科技活動中,為了要測出一個未知電阻的阻值r,現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準的電流表 a .定值電r0 .電阻箱 r1.滑動變阻器r2 .單刀單擲開關(guān)s1.單刀雙擲開關(guān)s2.電源和導(dǎo)線；（ 1）畫出試驗電路圖,并在圖上標出你所選用器材的代碼；（ 2）寫出主要的試驗操作步驟解析：（ 1）試驗電路如右圖所示；（ 2）將 s2 與 rx 相接,登記電流表指針所指位置將 s2 與 r1 相接,保持r2 不

15、變,調(diào)劑r1 的阻值,使電流表的指針在原位置上,登記r1 的值,就rx r1；4.伏安法的推廣對一些特別電阻,如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量,電路設(shè)計也有其特別性：一為要留意到其自身量程對電路的影響,二為要充分利用其“自報電流或自報電壓”的功能；例 6：某電壓表的內(nèi)阻在20k 50k 之間,現(xiàn)要測量其內(nèi)阻,試驗室供應(yīng)以下可供選用的器材：待測電壓表 v （量程 3v ）.電流表a 1（量程 200ua ）.電流表a 2（量程 5ma ）.電流表 a 3（量程 0.6a ）.滑動變阻器r（最大值 1k .電源 e（電動勢4v ）,開關(guān)s；（ 1）所供應(yīng)的電流表中,應(yīng)選用 ；（ 2）為了削減誤差,要求測

16、量多組數(shù)據(jù),試畫出符合要求的電路圖；解析：由于通過電壓表的電流必需由電流表測定,所以電流表與電壓表應(yīng)串聯(lián),這實際上就為一種特別的伏安法,電壓表成了一個 “可自報電壓的大電阻”,由于電壓表內(nèi)阻在20 k 50k 之間,電流表內(nèi)阻與電壓表內(nèi)阻相比可忽視不計,而滑動變阻器r 的阻值遠小于電壓表內(nèi)阻,且試驗要 求測多組數(shù)據(jù),因此試驗電路中變阻器應(yīng)接成分壓式,這樣電壓表的電流在80ua 200ua 之間,故電流精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載表應(yīng)選 a；依據(jù)電流表.電壓表示數(shù),可求得電壓表內(nèi)阻rv u1i精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載5.比較法某些問題中,因試驗器材不具備（

17、缺電流表或電壓表）,或因試驗條件限制,或因試驗精度不答應(yīng)而不能用“伏安法” ；這時我們就得依據(jù)問題的詳細條件和要求重新挑選試驗原理,用“伏安法”的替代形式“比較法”來設(shè)計試驗方案；例 7從下表中選出適當?shù)脑囼炂鞑?設(shè)計一電路來測量電流表a1 的內(nèi)阻 r1；要求方法簡捷,有盡可能高的測量精度,并能測得多組數(shù)據(jù)；器材代號規(guī)格電流表（ a 1）量程 100ma ,內(nèi)阻 r1 待測（約40 ）電流表（ a 2）量程 500ua ,內(nèi)阻 r2 750電壓表（ v ）量程 10v ,內(nèi)阻 r3=10k電阻（ r1）阻值約 100 ,作愛護電阻用滑動變阻器（ r2）總阻值約50電池（ e）電動勢 1.5v

18、,內(nèi)阻很小開關(guān)（ k ）精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載學(xué)習必備歡迎下載導(dǎo)線如干（ 1）畫出電路圖,標明利用器材的代號；（ 2）如選測量數(shù)據(jù)中的一組來運算r1,就所用的表達式r 1 ,式中各符號的意義為 ；解析：分析題意知道需測量電流表a 1 的內(nèi)阻,按常規(guī)思想應(yīng)用伏安法,將電壓表并聯(lián)在待測電流表 兩端,但經(jīng)分析即使該電流表滿偏時兩端電壓僅為0.4v ,遠小于10v 量程；這恰恰就為此題設(shè)計考核同學(xué)應(yīng)變才能的“陷阱”依據(jù)所列儀器的特點,電流表a2 內(nèi)阻已知,由此可采納兩電流表并聯(lián),由于兩電流表兩端電壓相等即精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載可省去電壓的測量,從而減小試

19、驗誤差,由i2r2 i 1r1 得 r1=i 2 r2i 1精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載此題也可懂得為“將已知內(nèi)阻的電流表a 2 當成電壓表使用” ；這實際也為伏安法的一種推廣形式；練習1有一根瘦長而勻稱的金屬材料樣品,截面為外方（正方形）內(nèi)圓,如下列圖；此金屬材料質(zhì)量約為0.1 0.2kg,長約30cm,電阻 約為 10；已知這種金屬的電阻率為,密度為0 ；因管線內(nèi)徑太小,無法直接測量,請依據(jù)以下器材,設(shè)計一個試驗方案測量其內(nèi)徑 d ；a 毫米刻度尺b螺旋測微器c電流表（ 600ma , 10 ） d 電流表（ 3a ,0.1 ）e電壓表（ 3v ,6k ）f滑動變阻器（2

20、 k ,0.5a ）g滑動變阻器（10 ,2a ）h直流穩(wěn)壓電源（6v ,0.05 ）i開關(guān)一個,帶夾子的導(dǎo)線如干（ 1）除待測金屬材料外,應(yīng)選用的試驗器材有；（只填代號字母）（ 2）畫出你設(shè)計方案的試驗電路圖,并把所選儀器連成實際測量電路；（ 3）用已知的物理常量和所測得的物理量,推導(dǎo)出運算金屬管線內(nèi)徑d 的表達式；2 （ 1）有一游標卡尺, 主尺的最小分度為1mm,游標上有20 個小的等分刻度；用它測量一小球的直徑,如圖 1 所示的讀數(shù)為mm；如圖 2,用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑,如下列圖的讀數(shù)為mm；（ 2）為了測量兩節(jié)串聯(lián)干電池的電動勢, 某同學(xué)設(shè)計了如圖 3 所示的試驗電路；其

21、中： e 為待測電池組,內(nèi)阻不能忽視；v 1.v 2 為兩只量程都合適的電壓表,精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載學(xué)習必備歡迎下載內(nèi)阻不為很大,且未知；s1.s2 為單刀單擲開關(guān)；導(dǎo)線如干；請依據(jù)電路圖3,在圖 4 中連線,將器材連成試驗電路；試驗中需要測量的物理量為；用測出的物理量作為已知量,導(dǎo)出運算串聯(lián)電池電 動01234567810 11 12勢的表達式；（寫出推導(dǎo)過程）10111210010200；3用一主尺最小分度為1mm,游標上有20 個分度的卡尺測量一個工件的長度,如下列圖；由此讀出工件的長度為 mm ；有一塊小量程的電流表g,滿偏電流為100 a,內(nèi)阻為 500 ；如把它改裝成3v 和 15v 兩量程的電壓表,電流表g 應(yīng)與適當?shù)碾娮柚颠B接；經(jīng)運算,改裝后與電流表連接的電阻值在3v 擋時r1= k , 15 v 擋時 r2= k ；把改裝的電壓表和標準表校核,發(fā)覺標準表的滿刻度讀數(shù)為15v 時,改裝表的讀數(shù)為14.7v ；就改裝成的電壓表相對于滿刻度