2022年高中物理电学实验专题总结.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 专题七：高中物理电学试验专题 学问点回忆 一、描画小灯泡的伏安特性曲线：二、电流表和电压表的改装：三、测定电源电动势和内阻：四、测 定金属电阻和电阻率：五、器材挑选：学问点和考点 一、描画小灯泡的伏安特性曲线 原理：欧姆定律 U IR 处理方法：内接和外接（都有误差）例 1、某讨论性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器 元件；左图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先 需进一步验证该伏安特性曲线,试验室备有以下器材：器材（代号）规格电流表（ A1）量程 050mA,内阻约为501A 电流表（ A2）量程 0200mA,内阻约为10电压表（ V1）量程 03V,内阻约为10k电压表（ V2）量程 015V,内阻约为25k滑动变阻器（ R1）阻值范畴015,答应最大电流滑动变阻器（ R2）阻值范畴01k,答应最大电流100mA 直流电源（ E）输出电压6V,内阻不计开关（ S）导线如干选用为提高试验结果的精确程度,电流表应选用；电压表应选用；滑动变阻器应；（以上均填器材代号）为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的试验电路原理图,并标明所 用器材的代号；如发觉试验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特 性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：,不同点：；二、电压表和电流表（1）电流表原理和主要参数电流表 G 是依据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的,且指什偏角 与电流强度I成正比,即 kI,故表的刻度是匀称的；电流表的主要参数有,表头内阻偏电流 I g：即电流表答应通过的最大电流值,此时指针达到满偏；满偏电压两端的电压,故 UgI gRg（2）半偏法测电流表内阻 Rg：方法：合上 S1,调整 R 的阻值,使电转到满流表指针刻度Rg：即电流表线圈的电阻；满 U：即指针满偏时,加在表头再合上开关 S2,调整 R 的阻值（不行再转变 R）,使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半,可以认为 Rg = R ； 条件 : 当 R 比 R 大许多（3）电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R,如下列图,如量程扩大n 倍,即 nU,Ug就依据分压原理,需串联的电阻值RURR gn1 R g,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值越大；Ug（4）电流表改装成电流表名师归纳总结 方法：并联一个分流电阻R,如下列图,如量程扩大n 倍,即 nII ,第 1 页,共 6 页g- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 就依据并联电路的分流原理,需要并联的电阻值RIgR gR g1,故量程IRn扩大的倍数越高,并联的电阻值越小；留意： 改装后的电压表或电流表,虽然量程扩大了, 但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流 Ig 和满偏电压 Ug,只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了；三、测量电源电动势和电阻原理：闭合电路欧姆定律：EU外Ir例 1、依据图 6 描画出的图线可得出这个电池的电动势 E= V,内电阻 r例 2、（1）某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如下列图,该铜丝的直径为 mm（2）右图为一电学试验的实物连线图；该试验可用来测量特测电阻 Rx的阻值（约 500 ）；图中两个电压表量程相同,内阻都很大；试验步骤如下：调剂电阻箱,使它的阻值 R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端；合上开关 S；将滑动变阻器的滑动头向左端滑动,使两个电压表指针都具有明显偏转；登记两个电压表和的读数 U1 和 U2；和的多组读数U1 和 U2；多次转变滑动变阻器滑动头的位置,登记求 Rx 的平均值；回答以下问题：（）依据实物连线图在虚线框内画出试验的电路原理图,其中电阻箱的符号为滑动变阻器的符 号为,其余器材用通用的符号表示；（）不计电压表内阻的影响,用U1、U2和 R0表示 Rx 的公式为r 1、（）考虑电压表内阻的影响,且U1、U2、R0、的内阻的内阻 r 2 表示 Rx的公式四、电阻的测量电阻的测量有多种方法,主要有伏安法、欧姆表法,除此以外,仍有半偏法测电阻、电桥法测电阻、等效法测电阻等等 . （一）、下面主要介绍伏安法测电阻的电路挑选1伏安法测电阻的两种电路形式（如下列图）2试验电路（电流表内外接法）的挑选测量未知电阻的原理是 RU ,由于测量所需的电表实际上是非抱负的,所以在测量未知电阻两端电I压 U 和通过的电流 I 时,必定存在误差,即系统误差,要在实际测量中有效地削减这种由于电表测量所引起的系统误差,必需依照以下原就：名师归纳总结 （1）如R xR V,一般选电流表的内接法；如图（a）所示；由于该电路中,电压表的读数U 表示第 2 页,共 6 页R AR x被测电阻 Rx 与电流表 A 串联后的总电压,电流表的读数I 表示通过本身和Rx 的电流,所以使用该电路所- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 测电阻 R 测U RxRA,比真实值 IRx 大了 RA,相对误差aR测xRxRARR x（2）如R xR V,一般选电流表外接法；如图（b）所示；由于该电路中电压表的读数U 表示 RxR AR x两端电压,电流表的读数I 表示通过 R与 RV 并联电路的总电流,所以使用该电流所测电阻R测UR VR x也比真实值Rx略小些,相对误差aR测R xRxR VR VRx. IR VR x例 1、某电流表的内阻在0.1 0.2 之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下：A 待测电流表A1（量程 0.6A）；B电压表 V1（量程 3V ,内阻约 2k ）C电压表 V2（量程 15V ,内阻约 10k ）；D滑动变阻器R1（最大电阻10 ）E定值电阻R2（阻值 5 ）F电源 E（电动势 4V）G电键 S及导线如干（1）电压表应选用_；（2）画出试验电路图；（3）如测得电压表的读数为 V,电流表的读数为 I,就电流表 A 1 内阻的表达式为： RA = _ ；（二）、掌握电路的挑选： （滑动变阻器分压与限流接法的挑选）1、限流接法： 如图 2 甲所示,留意： 在接通电源之前应把接入中路中的电阻最大,电路中的电流最小,以保证安全；即图中滑片 P移到 b 端；2、分压接法： 如图 2 乙所示；留意：在接通电源之前, 滑片 P 应移到图中的以保证安全；a 端,使负载的电压和电流均为最小,3、挑选方法：从减小电能损耗和接线便利的角度考虑,变阻器通常选图 2 乙在没有特别指明的情形下,用限流接法,但在显现下述情形时,就必需挑选分压接法；（1）如采纳限流电路时,假如电路中的最小电流大于等于被测电阻 时,必需选用分压电路；Rx 的额定电流或所给电表的量程例 1、用伏安法测量某电阻 Rx 阻值,现有试验器材如下：待测电阻 Rx（阻值约为 100 欧）；直流电流 表 A（0 10mA,50 ）；电压表 V （03V, k）；滑动变阻器 R （0 15,1A）；直流电源（电动势 为 3V,内阻不计） ；电键、导线如干；依据规格要求,画出测量电路图；（2）滑动变阻器全阻值 R 远小于或者远大于被测电阻 Rx 或电路中串联的其他电阻的阻值,而试验要 求电压变化范畴较大（或要求测量多组数据）时,必需采纳分压电路；例 2、有一个小灯泡上标有“6V,0.6W” 的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的 IU 图线；现有试验器材如下：电压表（010V,内阻 20 k）；电流表（ 0 0.3A,内阻 1）；滑动变阻器（5,A）；同学电源（直流 9V）,仍有开关、导线；为使试验误差尽量减小,画出试验电路图；（3）试验中要求电压从零开头并连续变化时须采纳分压电路；例 1、某试验小组利用试验室供应的器材探究一种金属丝的电阻率；所用的器材包括：输出为3V 的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等；（1）他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上名师归纳总结 一个小金属夹, 金属夹, 金属夹可在金属丝上移动；请依据现有器材,设计试验电路,图 4 第 3 页,共 6 页并连接电路实物图14 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （2）试验的主要步骤如下：图 14 图 15 正确链接电路, 设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关；读出电流表的示数,记录金属夹的位置；断开开关, _,合上开关,重复的操作；（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此绘出了图 15 的关系图线,其斜率为_A-1· m-1 保留三位有效数字 ；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了 _的电阻之和；（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图 16 所示；金属丝的直径是 _；图 15 中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是 _, 其数值和单位为 _（保留三位有效数字） ；五、试验仪器的挑选：1、第一考虑安全因素：全部仪器必需保证安全2、读数误差因素：减小误差3、对滑动变阻器：分压和分流4、仪器挑选的一般步骤：；图 16 （1）第一挑选唯独性的器材；（2）草画电路图, （暂不接电流表和电压表）（3）估算回路中的电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转,但不超过其量程的情形下,结合已知器材的规格,确定试验电路和试验器材；例 1、在“ 测定金属丝的电阻率” 的试验中如估测金属丝的电阻 测量多组数据,要求电阻丝的发热功率 P0.75W,备有器材如下：Rx约为 3 ,为减小误差,并尽可能A 、6V 直流电源；B、直流电流表C、直流电流表 A 2（03A,内阻 0 . 01A1（00.6A,内阻0.5）；）；）；D、直流电压表V 1（03V, k）；E、直流电压表R1（0100,最大答应电流 1A ）；V 2（015V , kF、滑动变阻器G、滑动变阻器R2（0 20,最大答应电流1A）；H、电键、导线如干；问：（1）上述器材选用（用字母表示）（2）画出试验电路图；（3）在图 5 中连接实物；图 6 图 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 2、某同学用图2 所示电路,测绘标有“3.8 V,0.3 V ” 的小灯泡的灯丝电阻R随电压 U 变化的图象 . 除了导线和开关外,有以下一些器材可供挑选: 电流表： A: 量程 100 mA, 内阻约 2 ; A: 量程 0.6 A,内阻约 0.3 ; 电压表： V 1量程 5 V,内阻约 5 ; V 2量程 15 V,内阻约 15 ; 电源： E1电动势为 1.5 V,内阻为 0.2 ; E2电动势为 4 V,内阻约为 0.04 . 为了调剂便利,测量精确,试验中应选用电流表_,电压表 _,滑动变阻器_ ,电源 _. 填器材的符号 依据试验数据,运算并描画出 R-U 的图象如图为_；当所加电压为 3.00 V 时,灯丝电阻为_W. 3 所示 .由图象可知,此灯泡在不不作时,灯丝电阻 _,灯泡实际消耗的电功率为依据 R-U 图象,可确定小灯泡耗电功率P 与外加电压U 的关系 .符合该关系的示意图是以下图中的_答案： A 2V 1R1E2 1.5 11.5 0.78 A 例 3、有一电阻R ,其阻值大约在40 至 50 之间,需进一步测定其阻值,现有以下器材：电池组 ,电动势为 ,内阻约9 V,内阻忽视不计；电压表V ,量程为 0 至 10 V,内阻 20K ；电流表 A 1,量程为 0 至 5020 ；电流表 A 2,量程为 0 至 300m,内阻约4 ；滑动变阻器R1,阻值范畴为0 至 100 ,额定电流 1A；滑动变阻器 R2,阻值范畴为 0 至 1700 ,额定电流电路图如图所示,试验中要求多测几组电流、电压值；在试验中应选和 滑动变阻器；0.3 ,开关及导线如干；试验 电流表名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 4、为了测量一节干电池的电动势和内电阻,试验室预备了以下器材供选用：A 待测干电池一节B直流电流表（量程 0 0.6 3 A, 0.6 A 挡内阻为 0.1, 3 A 挡内阻为 0.02）C直流电压表（量程 0 3 15 V ,3 V 挡内阻为 5 k ,15 V 挡内阻为 25 k ）D滑动变阻器（阻值范畴为 0 15 ,答应最大电流为 1A）E滑动变阻器（阻值范畴为 0 1000 ,答应最大电流为 0.2 A）F开关G导线如干在图（甲）中将所选器材,用铅笔画线代表导线进行实物连线；为尽可能削减试验的误差,其中滑动变阻器选（填代号）；V ,依据试验记录,画出的UI 图线如图（乙）所示,从中可求出待测干电池的电动势为内电阻为V A 1.6 U/V 3 15 0.6 3 1.4 1.2 1.0 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 I/A + （乙）（甲）名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页