第2講、電學(xué)實(shí)驗(yàn)

第2講、電學(xué)實(shí)驗(yàn)潮陽(yáng)黃圖盛中學(xué)黃洪斌一、電學(xué)測(cè)量?jī)x器的使用與讀數(shù)1.電流表、電壓表、歐姆表的比較高考必備（1）電流的流向由于使用多用電表時(shí)不管測(cè)量項(xiàng)目是什么，電流都要從電表的“+”插孔（紅表筆）流入，從“-”插孔（黑表筆）流出，所以使用歐姆擋時(shí)，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆.（2）要區(qū)分開(kāi)“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤(pán)刻度左側(cè)“0”位置.調(diào)整的是表盤(pán)下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點(diǎn)”在表盤(pán)刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕.高考必備一、電學(xué)測(cè)量?jī)x器的使用與讀數(shù)2.多用電表的使用“三注意”（3）選倍率測(cè)量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線性，使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，表頭指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大或過(guò)小都有較大誤差.通常只使用表盤(pán)中間一段刻度范圍，指針偏轉(zhuǎn)角度在滿(mǎn)偏到滿(mǎn)偏之間為測(cè)量的有效范圍.如當(dāng)待測(cè)電阻約為2kΩ時(shí),應(yīng)采用“×100”擋.高考必備一、電學(xué)測(cè)量?jī)x器的使用與讀數(shù)2.多用電表的使用“三注意”(1)電源的選擇一般可以根據(jù)待測(cè)電路的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源.(2)電表的選擇一般根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)或待測(cè)用電器的額定電壓選擇電壓表；根據(jù)待測(cè)電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針擺動(dòng)的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度.高考必備一、電學(xué)測(cè)量?jī)x器的使用與讀數(shù)3.電學(xué)儀器的選擇二、電流表內(nèi)外接法的比較與選擇高考必備三、控制電路（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較與選擇1.控制電路的比較高考必備以下情況考慮分壓式：（1）要求待測(cè)電路的U、I從0變化；（2）R滑<<Rx;（3）選用限流式時(shí)，Ux、Ix過(guò)大（超過(guò)電表量程，燒壞電表、電源或用電器等）或Ux、Ix過(guò)?。ㄗ畲笾挡怀^(guò)電表滿(mǎn)量程的，讀數(shù)誤差大）.三、控制電路（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較與選擇2.控制電路的選擇:優(yōu)先選用限流式.高考必備多用電表的認(rèn)識(shí)與使用【典例1】（2011·北京高考）用如圖所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開(kāi)關(guān)K和兩個(gè)部件S、T.請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量：常考問(wèn)題?？紗?wèn)題1:①旋動(dòng)部件_____，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線.②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置.③將插入“+”、“-”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件_____,使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的_____（填“0刻線”或“∞刻線”）.④將兩表筆分別與待測(cè)電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小，為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按____的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測(cè)量.A.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置B.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C.將兩表筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻的兩根引線相接D.將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)多用電表的認(rèn)識(shí)與使用?？紗?wèn)題?？紗?wèn)題1:ST0刻線ADC【規(guī)律總結(jié)】使用多用電表的“五步”法（1）選倍率，一般要選擇比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)的倍率，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選×10的倍率；（2）進(jìn)行歐姆調(diào)零；（3）將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量；（4）將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值；（5）測(cè)量結(jié)束后，將選擇開(kāi)關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋.特別注意：用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太?。粗羔?biāo)傅臍W姆刻度值太大），應(yīng)該適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測(cè)量；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大（即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太?。?，應(yīng)該適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)量.多用電表的認(rèn)識(shí)與使用常考問(wèn)題?？紗?wèn)題1:【典例2】某同學(xué)用如圖所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8V，0.3A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.（1）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A1（量程100mA，內(nèi)阻約2Ω）；電流表A2（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）；電壓表V1（量程5V，內(nèi)阻約5kΩ）；電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約15kΩ）；滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～10Ω）；滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ）；電源E1（電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為0.2Ω）；電源E2（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω）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)）?？紗?wèn)題?？紗?wèn)題2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)A2V1R1E2（2）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)____Ω；當(dāng)所加電壓為3.00V時(shí)，燈絲電阻為_(kāi)____Ω，燈泡實(shí)際消耗的電功率為_(kāi)_____W．（3）根據(jù)R-U圖象，可確定小燈泡消耗電功率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_____．?？紗?wèn)題?？紗?wèn)題2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)1.511.50.78A【規(guī)律總結(jié)】器材選取問(wèn)題的策略（1）器材選取三原則:①安全性原則:要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的儀器，使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo).另外還要注意測(cè)量?jī)x器的量程，電阻類(lèi)器件的電流不能超過(guò)允許通過(guò)的最大電流等.②精確性原則:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選用精度合適的測(cè)量工具，但對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)講，精確程度夠用即可，并不是精度越高越好.③方便性原則:實(shí)驗(yàn)時(shí)需考慮調(diào)節(jié)方便，便于操作，如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，還要考慮阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作是否調(diào)節(jié)方便的問(wèn)題.?？紗?wèn)題常考問(wèn)題2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)（2）器材選取三具體要求：①根據(jù)不使電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)（一般取滿(mǎn)偏的1/3～2/3左右），以減少測(cè)量和讀數(shù)的誤差.②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)變阻器的電流不能超過(guò)它的額定值.對(duì)高阻值的變阻器，如果滑動(dòng)頭稍有移動(dòng)，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用.③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,才能做出恰當(dāng)?shù)倪x擇.?？紗?wèn)題常考問(wèn)題2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)（3）器材選取的一般步驟：①找出惟一且必須的器材；②畫(huà)出電路圖（暫不把電表接入）；③估算最大值（在限流電路中把滑動(dòng)變阻器觸頭推向最小值）或估算最小值（在限流電路中把滑動(dòng)變阻器觸頭推向最大值）；④考慮能否使電壓表、電流表都達(dá)到滿(mǎn)偏的1/3以上.?？紗?wèn)題?？紗?wèn)題2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)【典例3】(2011·韶關(guān)模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r.由于該電池的內(nèi)電阻r較小，因此在測(cè)量電路中接入了一阻值為2.00Ω的定值電阻R0.(1)請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖，用筆畫(huà)線表示導(dǎo)線，將下列實(shí)物連接成能夠完成實(shí)驗(yàn)的電路.(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)K，調(diào)整電阻箱R的阻值，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)，得到了如下數(shù)據(jù)(R和U分別表示電阻箱讀數(shù)和電壓表讀數(shù))常考問(wèn)題?？紗?wèn)題3:實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)為了比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該小組的同學(xué)準(zhǔn)備用圖象來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖象的縱坐標(biāo)表示電壓表讀數(shù)U，則圖象的橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)該是______.計(jì)算出與各組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的該物理量數(shù)值(結(jié)果精確到0.01)填在表格中，并在如圖所示的坐標(biāo)系中作圖.(3)根據(jù)作出的圖象求得E＝__________________V，r＝__________________Ω.常考問(wèn)題?？紗?wèn)題3:實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)(或電流I)2.00(1.98～2.02)0.33(0.30～0.40)【規(guī)律總結(jié)】電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)量方法(1)基本方法：用電流表和電壓表分別測(cè)電流和路端電壓，如圖所示.注意:為使測(cè)量結(jié)果精確度較高，電壓表應(yīng)直接并聯(lián)接在電源兩端，而不應(yīng)并在滑動(dòng)變阻器兩端（本實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟皇菧y(cè)變阻器阻值）.常考問(wèn)題?？紗?wèn)題3:實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)(2)替代電表方法:如實(shí)驗(yàn)器材只給電流表或電壓表其中的一個(gè)，但又給兩個(gè)已知阻值的定值電阻，同樣可測(cè)兩次電壓值和電流值.（通常是給一電阻箱）①用電流表和電阻箱，如圖甲所示.②用電壓表和電阻箱，如圖乙所示.?？紗?wèn)題常考問(wèn)題3:實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)高考物理實(shí)驗(yàn)題答題技巧

實(shí)驗(yàn)題是高考物理的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，考生見(jiàn)了容易發(fā)慌，不知從何下手分析解答，失分現(xiàn)象十分重．其實(shí)解答物理實(shí)驗(yàn)題并不難，下面為同學(xué)們支招，肯定會(huì)增強(qiáng)自信心．1．要明確考查知識(shí)范圍

大凡現(xiàn)在的物理實(shí)驗(yàn)題主要涉及力學(xué)、電學(xué)等知識(shí)．盡管題目千變?nèi)f化，但通過(guò)仔細(xì)審題，能直覺(jué)地作出判斷．因?yàn)椴煌闹R(shí)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是不同的，只有切準(zhǔn)考什么才不至于茫然，不會(huì)張冠李戴．2．要看清實(shí)驗(yàn)題圖

實(shí)驗(yàn)題一般配有相應(yīng)的示意圖、實(shí)物圖，實(shí)質(zhì)是告知實(shí)驗(yàn)儀器(或部分)及其組裝情況，讓考生琢磨考查意圖．只有看清了，才使你有身臨其境的感覺(jué)．認(rèn)識(shí)這些器材在實(shí)驗(yàn)中所起的作用，便能初步規(guī)劃實(shí)驗(yàn)過(guò)程．3．要捕捉提取信息

試題總是提供諸多信息再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)情境的，因此，正確解答時(shí)必須捕捉并提取有價(jià)值的信息，使問(wèn)題迎刃而解．一般需要關(guān)注如下信息：

(1)新的概念、規(guī)律、公式．一些新穎的非學(xué)生實(shí)驗(yàn)題、陌生的新知識(shí)(概念公式)應(yīng)用題、新規(guī)律驗(yàn)證題，都為我們提供了信息．

(2)新的表式數(shù)據(jù)．通過(guò)解讀表式，了解實(shí)驗(yàn)測(cè)量的物理量，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，判斷相關(guān)物理量之間的關(guān)系．如正比例，反比例關(guān)系，平方還是開(kāi)方關(guān)系，或者是例數(shù)關(guān)系．用數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖、直觀實(shí)驗(yàn)反映的某種規(guī)律．

(3)新的物理圖象．實(shí)驗(yàn)題本身提供物理圖象，但這些圖象平時(shí)沒(méi)有接觸過(guò)，關(guān)鍵要明確圖象的物理意義，幫助正確分析實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．

(4)儀器讀數(shù)和計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字．要知道儀器讀數(shù)時(shí)是否需要估讀，結(jié)果應(yīng)該有幾位小數(shù)；注意計(jì)算結(jié)果要求保留幾位有效數(shù)字，有效數(shù)字弄錯(cuò)，最后會(huì)一分