初中電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)

物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

二、電磁學(xué)內(nèi)容2017年1月2022/12/2912實(shí)驗(yàn)五測(cè)量小燈泡及發(fā)光二極管的電功率實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解小燈泡發(fā)光前后電阻變化情況。2.了解小燈泡及發(fā)光二極管在不同的電壓下

的電流變化特性。3.學(xué)會(huì)測(cè)量小燈泡及發(fā)光二極管在正常工作

狀態(tài)下的電功率。2022/12/293實(shí)驗(yàn)原理

對(duì)于研究的對(duì)象而言，正電荷從高電位的一端流向低電位的一端，電場(chǎng)力對(duì)其作了功，這個(gè)功通常叫做電流的功，簡(jiǎn)稱(chēng)電功。而單位時(shí)間內(nèi)對(duì)研究的對(duì)象所作的功稱(chēng)為電功率，用P表示，即式中2022/12/294在電路中用于計(jì)算電器電功率的常用公式有：

功率的單位為焦/秒，又稱(chēng)為瓦特，用W符號(hào)來(lái)表示。1—11—21—32022/12/295實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.通過(guò)對(duì)小燈泡及發(fā)光二極管在發(fā)光前后電阻的測(cè)量來(lái)觀察其特性的變化。2.通過(guò)改變小燈泡及發(fā)光二極管內(nèi)的電流大小來(lái)觀察其亮度變化，并由此測(cè)量出相應(yīng)的電流與電壓值。3.通過(guò)作圖或計(jì)算的方式得到小燈泡及發(fā)光二極管在不同條件下的電功率。2022/12/296注意：

實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的接線(xiàn)可不考慮正負(fù)；而發(fā)光二極管在接線(xiàn)時(shí)應(yīng)考慮其極性，即正極連接到電路中電源的正極輸出端。

干電池1．5＋干電池1．5＋亮不亮2022/12/297實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法:一．用多用電表的歐姆量程，測(cè)量小燈泡及發(fā)光二極管未接入電路時(shí)的電阻。約幾歐—幾十歐近似于無(wú)窮大正、小、長(zhǎng)負(fù)、大、短2022/12/298二．測(cè)量小燈泡的電功率。

(1)用伏安法的測(cè)量原理設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖。

(2)按照畫(huà)出的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖接好電路。

(3)接通電路后，通過(guò)改變小燈泡兩端的電壓來(lái)測(cè)出相應(yīng)的電流和電壓值。

怎么調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓?小燈2022/12/299二．測(cè)量小燈泡的電功率。

(1)用伏安法的測(cè)量原理設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖。

(2)按照畫(huà)出的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖接好電路。

(3)接通電路后，通過(guò)改變小燈泡兩端的電壓來(lái)測(cè)出相應(yīng)的電流和電壓值。

怎么調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓?小燈2022/12/2910按照畫(huà)出的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖接好電路。如何接線(xiàn)?0-G+GV0-G+GA干電池1．5＋干電池1．5＋干電池1．5＋小燈2022/12/2911按照畫(huà)出的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖接好電路。如何接線(xiàn)?0-G+GV0-G+GA干電池1．5＋干電池1．5＋干電池1．5＋小燈2022/12/2912三．測(cè)量發(fā)光二極管的電功率1．用伏安法的測(cè)量原理設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖（注意發(fā)

光二極管要正向連接）。2．按照畫(huà)出的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖接好電路。3．接通電路后，通過(guò)改變發(fā)光二極管兩端的電壓來(lái)

測(cè)出相應(yīng)的電流和電壓值（注意：發(fā)光二極管兩

端的電壓應(yīng)小于3伏）。4．根據(jù)表2的要求計(jì)算出發(fā)光二極管的實(shí)際電功率。2022/12/2913按照畫(huà)出的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖接好電路。如何接線(xiàn)?0-G+GV0-G+GA干電池1．5＋干電池1．5＋干電池1．5＋發(fā)光二極管2022/12/2914實(shí)驗(yàn)電路圖接線(xiàn)時(shí)注意電表和發(fā)光二極管的正負(fù)極性0-G+GV0-G+GA干電池1．5＋干電池1．5＋干電池1．5＋發(fā)光二極管2022/12/2915思考題1.測(cè)量小燈泡及發(fā)光二極管的電功率除了用伏安法外，還能用其他方法嗎？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出不同的測(cè)量方法。2.小燈泡及發(fā)光二極管在未接入電路時(shí)分別測(cè)出的電阻值有什么區(qū)別？3.測(cè)出得到小燈泡及發(fā)光二極管的伏安特性是怎樣的？4.你若感覺(jué)小燈泡與發(fā)光二極管的亮度基本相同時(shí)，測(cè)量得到的電功率哪個(gè)會(huì)更大些？5.若一個(gè)標(biāo)有“220V25W”的燈泡，在正常發(fā)光時(shí)，通過(guò)燈絲的電流會(huì)有多大？此時(shí)燈絲的電阻將會(huì)多大？2022/12/29162022/12/2917實(shí)驗(yàn)六測(cè)量與分析電阻的串、并聯(lián)關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解電阻與電阻間的串、并聯(lián)阻值關(guān)系。2.學(xué)會(huì)多用電表的使用。3.了解固定電阻與可變電阻間的區(qū)別，并了解使用時(shí)的不同點(diǎn)。4.學(xué)習(xí)制作各種電阻，并設(shè)計(jì)一些應(yīng)用的方案。2022/12/2918

實(shí)驗(yàn)原理

根據(jù)歐姆定律，經(jīng)過(guò)一段電路中的電流強(qiáng)度I是由這段電路兩端的電壓以及電路中導(dǎo)體的電阻來(lái)決定，即，

但是在實(shí)際電路中，往往會(huì)有多個(gè)電阻同時(shí)存在并在電路中起作用，所以，在這種情況下，需要分析其合成后的等效總電阻大小。

電路中同時(shí)有幾個(gè)電阻存在時(shí)，其連接的形式有多種，串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)合。2022/12/2919將電阻一個(gè)接一個(gè)地單向連起來(lái)，然后跨接在某電路A、B兩端，這種接法稱(chēng)為串聯(lián)接法，見(jiàn)圖7-1。R1R2R3AB電阻串聯(lián)時(shí)，其等效總電阻為各個(gè)電阻的和.

即:2022/12/29RX20

將一個(gè)個(gè)電阻直接跨接在某電路A、B的兩端，這種接法稱(chēng)為并聯(lián)接法，見(jiàn)圖7-2。R1R2R3RXBA電阻并聯(lián)時(shí)，其等效總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)和.即：

2022/12/2921

將電阻先按不同的串、并聯(lián)方式組合在一起，然后跨接在某電路A、B的兩端，這種接法稱(chēng)為串并聯(lián)（混聯(lián)）接法，見(jiàn)圖3。R4R5R3R1R2ABRx2022/12/2922

電阻串、并聯(lián)時(shí)，其等效總電阻應(yīng)按電阻串、并聯(lián)時(shí)的不同結(jié)構(gòu)與其串、并聯(lián)時(shí)的計(jì)算方式而得到結(jié)果。2022/12/2923實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法1.測(cè)量?jī)蓚€(gè)以上電阻串聯(lián)后的結(jié)果將兩個(gè)或多個(gè)電阻串聯(lián)后，用多用電表的歐姆量程測(cè)出串聯(lián)后的結(jié)果，并與理論公式計(jì)算后的結(jié)果作比較。2.測(cè)量?jī)蓚€(gè)以上電阻并聯(lián)后的結(jié)果將兩個(gè)或多個(gè)電阻并聯(lián)后，用多用電表的歐姆量程測(cè)出并聯(lián)后的結(jié)果，并與理論公式計(jì)算后的結(jié)果作比較。2022/12/29243.測(cè)量電阻的串、并聯(lián)（混聯(lián)）總電阻將多個(gè)電阻用不同的方式串、并聯(lián)后，用多用電表的歐姆量程測(cè)出串、并聯(lián)后的結(jié)果，并與理論公式計(jì)算后的結(jié)果作比較。4.自制固定電阻或可變電阻利用一些不同類(lèi)型的短鉛筆（B、HB、H型）、不同面積的導(dǎo)電紙、金屬箔片或不同長(zhǎng)度的電阻絲等，制作一些固定電阻或可變電阻。2022/12/2925

常見(jiàn)固定電阻實(shí)樣2022/12/2926

電阻器技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱(chēng)阻值與誤差固定電阻誤差等級(jí)表2022/12/2927

四色環(huán)電阻R=ab*10e五色環(huán)電阻R=abc*10e2022/12/292022/12/2928實(shí)驗(yàn)室用的可變電阻滑動(dòng)變阻器電阻箱2022/12/2929各種體積較大的可變電阻(電位器)3012KΩ思考題1.現(xiàn)有2千歐、4千歐、6千歐、12千歐電阻器各一個(gè)，要得到一個(gè)3千歐的電阻結(jié)果可采用哪幾種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)？(1)(2）(3)?(4)?6KΩ2KΩ4KΩ4KΩ2022/12/2931思考題2.有兩個(gè)電阻器R1和R2，將其串聯(lián)后的總電阻是12

歐姆，而將其并聯(lián)后總電阻的12倍近似于32歐姆，則R1和R2的電阻各為多大？R1=？12ΩR2=？R1=？R2=？4、82022/12/2932實(shí)驗(yàn)題分析：給出的器材：已知固定電阻三個(gè)（51歐、100歐、200歐）、數(shù)字式多用電表、單刀雙向開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)題意：設(shè)計(jì)一個(gè)電阻串、并聯(lián)的電路，測(cè)出單刀雙向開(kāi)關(guān)處于三種不同狀態(tài)下得到的三個(gè)電阻結(jié)果（約141歐姆、118歐姆、151歐姆）。1.開(kāi)關(guān)合向上、2.開(kāi)關(guān)合向下、3.開(kāi)關(guān)既不合向上也不合向下，鍘刀豎起，處于中間不聯(lián)通的狀態(tài)。

提示：1.51歐并聯(lián)200歐后再串聯(lián)100歐約等于141歐。2.100歐并聯(lián)200歐后再串聯(lián)51歐約等于118歐。3.51歐串聯(lián)100歐等于151歐。100歐200歐51歐2022/12/292022/12/2933思考：一個(gè)帶有均勻電阻的圓環(huán)，如何通過(guò)測(cè)量電阻或電壓的方法來(lái)測(cè)出圓環(huán)的直徑？2022/12/29342022/12/293536實(shí)驗(yàn)七電流與磁場(chǎng)間的轉(zhuǎn)換與測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的原理。2.了解磁場(chǎng)極性間的關(guān)系。3.學(xué)會(huì)制作簡(jiǎn)易的電磁鐵及了解其實(shí)際的應(yīng)用。2022/12/2937

實(shí)驗(yàn)原理發(fā)現(xiàn)電與磁之間的關(guān)系可追述到幾百年前，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特曾在1820年通過(guò)實(shí)驗(yàn)后發(fā)表了著名的論文《電的沖突對(duì)磁針作用的一些實(shí)驗(yàn)》。電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，那么磁體與磁體之間的相互作用，以及電流對(duì)磁針的作用則是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，即磁體和電流的周?chē)嬖谥艌?chǎng)。2022/12/2938具體可見(jiàn)以下幾種情況。（a）為條形磁鐵周?chē)么帕€(xiàn)來(lái)描述其磁場(chǎng)的分布狀況，即磁力線(xiàn)始于N極而止于S極。2022/12/2939（b）為通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)分別狀況，即電流的周?chē)嬖谟写艌?chǎng)。磁場(chǎng)的方向可用右手螺旋法則來(lái)判斷，大拇指的指向?yàn)殡娏鞣较?；彎曲四個(gè)手指的指向即為磁力線(xiàn)的方向。2022/12/2940（c）為通電線(xiàn)環(huán)周?chē)拇艌?chǎng)分別狀況，相當(dāng)于彎曲的直導(dǎo)線(xiàn)，產(chǎn)生的磁力線(xiàn)是對(duì)稱(chēng)的，但方向相反。2022/12/2941（d）為通電螺線(xiàn)管內(nèi)、外的磁場(chǎng)分別狀況，其判斷方式也是用右手螺旋法則，而不同的此時(shí)大拇指的指向?yàn)榇帕€(xiàn)的方向；彎曲四個(gè)手指的指向即為電流的方向。2022/12/2942

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法1.自制指南針將一根縫衣針在條形磁鐵上沿同一方向摩擦多次，使縫衣針磁化，然后將其插入到輕質(zhì)物體上，再設(shè)法使輕質(zhì)物體懸空并能自由旋轉(zhuǎn)，即完成了指南針的制作過(guò)程。用制成的指南針檢測(cè)一下地球的磁極方向，同時(shí)確定指南針上的極性。支架懸線(xiàn)2022/12/29432.觀測(cè)條形磁鐵四周的磁場(chǎng)方向?qū)l形磁鐵放在一張白紙上，然后在條形磁鐵四周的不同位置放置自制的指南針，通過(guò)觀察并畫(huà)出各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。NS2022/12/29443.制作電磁鐵在一根鐵釘上用細(xì)導(dǎo)線(xiàn)幾百圈，將導(dǎo)線(xiàn)的兩端接于直流電源上，即做成了一個(gè)電磁鐵，可用于吸引一些大頭針、鐵粉、鐵螺絲、鐵螺帽等一類(lèi)的物體。2022/12/2945根據(jù)以下圖中列出的各種情況，你能分析出磁場(chǎng)的方向和小磁針（紅色為N）的指向嗎？

2022/12/29464．你知道磁鐵為何能保持磁性？如何使磁鐵的磁性消失？又如何恢復(fù)磁鐵的磁性？2022/12/292022/12/2947各向異性狀態(tài)的磁疇相互抵消整體對(duì)外不呈現(xiàn)磁性48測(cè)量地磁場(chǎng)2022/12/292022/12/2949電磁間的關(guān)系——簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)50實(shí)驗(yàn)八制流與分壓電路的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解直流電路中測(cè)量電流和電壓的基本方法。2.了解電表的基本使用方法。3.學(xué)會(huì)制作一些簡(jiǎn)單的實(shí)際應(yīng)用性電路。2022/12/2951實(shí)驗(yàn)原理

對(duì)直流電路的研究會(huì)涉及到許多方面的內(nèi)容，譬如，電的基本知識(shí)、電路中的電阻、電流、電壓、電功率等、各種測(cè)量原理和方法、各種測(cè)量的儀器等。在初中階段了解并學(xué)會(huì)一些基本電表的使用方法、一些簡(jiǎn)單的電路連接方法、對(duì)一些基本參數(shù)的測(cè)量方法等，則對(duì)后繼學(xué)習(xí)物理知識(shí)會(huì)帶來(lái)很大的幫助。

2022/12/2952（一）串聯(lián)電路串聯(lián)電路是將用于電路中的各種器材間進(jìn)行頭、尾相連后接于電源上。*通常有單刀開(kāi)關(guān)的連接、*電流表的連接、*多個(gè)電阻連接后為了增大總電阻值、*多節(jié)干電池組合后為了提高電壓值等情況下會(huì)采用串聯(lián)電路的方法。2022/12/2953（二）并聯(lián)電路

并聯(lián)電路是將用于電路中的某些器材間進(jìn)行頭與頭連接及尾與尾連接。

*

通常有電壓表的連接、

*多個(gè)電阻連接后為了減小總電阻值、

*多節(jié)干電池組合后為了增大電流值等情況下會(huì)采用并聯(lián)電路的方法。2022/12/2954（三）制流電路直流電路中通常需要改變其電流的大小，則可通過(guò)串接一個(gè)可變電阻后來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。見(jiàn)圖9-1A2022/12/2955（四）分壓電路

直流電路中通常需要改變某兩點(diǎn)間的電壓高低，則可在電源兩端通過(guò)連接一個(gè)可變電阻后來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。見(jiàn)圖9-2V2022/12/2956如將分壓電路接成以下電路，

問(wèn)：