2022年高中物理实验总结实验专题复习四电学实验 .docx

精品_精品资料_1. 电路设计原就： 正确的挑选仪器和设计电路的问题,有肯定的敏捷性, 解决时应把握和遵循一些基本的原就,即“安全性”、“便利性”、“精确性”原就,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,敏捷运用.正确性：试验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理.安全性：试验方案的实施要安全牢靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害.要留意到各种电表均有量程、电阻均有最大答应电流和最大功率,电源也有最大答应电流,不能烧坏仪器.便利性：试验应当便于操作,便于读数,便于进行数据处理.精确性：在试验方案、仪器、仪器量程的挑选上,应使试验误差尽可能的小.2. 电学试验仪器的挑选：依据不使电表受损和尽量削减误差的原就挑选电表.第一保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理挑选量程,务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3）,以削减测读误差.依据电路中可能显现的电流或电压范畴挑选滑动变阻器,留意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,假如是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采纳.应依据试验的基本要求来挑选仪器,对于这种情形,只有熟识试验原理,才能作出恰当的挑选.总之,最优挑选的原就是：方法误差尽可能小.间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过外表的量程.实现较大范畴的灵敏调剂.在大功率装置（电路）中尽可能节约能量.在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的精确度.3. 测量电路的挑选电流表的内、外接问题： （甲）所示电路为电流表外接电路（简称外接法）.（乙）所示电路为电流表内接电路（简称内接法）.两种接法的挑选可按以下方法进行：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方法一：设电流表、电压表内阻分别为RA 、 RV,被测电阻为Rx ,就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当 Rx <RA RV时,电压表分流作用小,应选用外接法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当 Rx >RA RV时,电流表分压作用小,应选用内接法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当 Rx =RA RV时,电流表分压作用和电压表分流作用相差不大,两种方法均可.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方法二：在RV 、 RA 均不知的情形下,可采纳试触法.如下列图,分别将a 端与 b、c 接触,假如前后两次电流表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_示数比电压表示数变化明显,说明电压表分流作用大,应采纳内接法.假如前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大,应采纳外接法.abc甲乙滑动变阻器的分压、限流接法：为了转变测量电路 （待测电阻） 两端的电压 （或通过测量电路的电流） ,常使滑动变阻器与电源连接作为掌握电路,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式：如图（甲）为滑动变阻器的限流式接法,RX 为待测电阻.它的接线方式是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联.对待测电阻供电电压的最大调剂范畴是：ERXE RX 是待测电阻, R 是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RRX滑动变阻器的总电阻,不计电源内阻.如图（乙）是滑动变阻器的分压式接法.接线方式是电源与滑动变阻器组成闭可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_合电路,而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联,该接法对待测电阻供电电压的调剂范畴是： 内阻时）.选取接法的原就：要求负载上电压或电流变化范畴大,且从零开头连续可调,须用分压式接法.0 E （不计电源可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_负载电阻 Rx 远大于滑动变阻器总电阻R 时, 须用分压式接法,此时如采纳限流式接法对电路基本起不到调剂作用.采纳限流电路时,电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时,应采用变阻器的分压式接法.负载电阻的阻值Rx 小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大, 并且电压表、 电流表示数变化不要求从零开头起调, 可用限流式接法.两种电路均可使用时应优先用限流式接法,由于限流电路结构简洁,总功率较小.滑动变阻器的粗调和微调作用：在限流电路中,全电阻较大的变阻器起粗调作用,全电阻较小的变阻器起微调作用.在分压电路中,全电阻较小的变阻器起粗调作用,全电阻较大的变阻器起微调作用.4. 实物图的连接：留意事项：连接电表应留意量程选用正确,正、负接线柱不要接错.各导线都应接在接线柱上,不应在导线中间显现分叉.对于滑动变阻器的连接,要搞清晰接入电路的是哪一部分电阻,在接线时要特殊留意不能将线接到滑动触头上.基本方法：画出试验电路图.分析各元件连接方式,明确电流表与电压表的量程.画线连接各元件. 用铅笔画线,以便改错连线方式应是单线连接,连线次序应先画串联电路,再画并联电路.一般先从电源正极开头,到电键,再到滑动变阻器等.按次序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来.然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去.连接完毕,应进行检查,检查电路也应依据连线的方法和次序.（二） 定值电阻的测量方法1. 欧姆表测量 ：最直接测电阻的外表.但是一般用欧姆表测量只能进行粗测,为下一步的测量供应一个参考依据.用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻.2. 替代法： 替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效、 也可以是利用电压等效. 替代法测量电阻精度高, 不需要运算,方法简洁,但必需有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）.【例题】在某校开展的科技活动中,为了要测出一个未知电阻的阻值Rx,现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电阻 R0、电阻箱 R1、滑动变阻器 R2、单刀单掷开关 S1、单刀双掷开关S2、电源和导线.画出试验电路图,并在图上标出你所选用器材的代码.写出主要的试验操作步骤.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【解析】试验电路如右图所示.将 S2 与 Rx 相接,登记电流表指针所指位置.将S2 与 R1 相接,保持 R2 不变,调剂 R1 的阻值,使电流表的指针指在原位置上,登记R1 的值,就 Rx R1.3. 伏安法： 伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律）,需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表（或给定的电表不能满意要求时）,可以用标准电阻（电阻箱或一个定值电阻）代替.当电表的内阻已知时,依据欧姆定律I=U/R 电压表同时可以当电流表使用,同样电流表也可以当电压表用.4. 伏安法拓展：某些问题中,因试验器材不具备（缺电流表或电压表）,或因试验条件限制,或因试验精度不答应而不能用“伏安法” .这时我们就得依据问题的详细条件和要求重新挑选试验原理,用“伏安法”的替代形式“比较法”来设计试验方案.利用已知内阻的电压表: 利用“伏伏”法测定值电阻的阻值【例题】用以下器材测量一待测电阻 Rx 的阻值（ 900 1000）：电源 E,具有肯定内阻,电动势约为 9.0V.电压表 V1,量程为 1.5V,内阻 r1 750. 电压表 V2,量程为 5V,内阻 r2 2500. 滑动变阻器 R,最大阻值约为 100.单刀单掷开关 K,导线如干.测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx 的一种试验电路原理图.【解析】如下列图利用已知内阻的电流表：利用“安安”法测定值电阻的阻值【例题】用以下器材测量一待测电阻的阻值.器材（代号）与规格如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电流表 A （1量程 250mA , 内阻 r 1 为 5 .标准电流表 A（2量程 300mA , 内阻 r2 约为 5）.待测电阻 R（1阻值约为 100）.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_滑动变阻器 R2（最大阻值 10）.电源 E（电动势约为 10V ,内阻 r 约为 1）.单刀单掷开关S,导线如干.要求方法简捷,并能测多组数据,画出试验电路原理图,并标明每个器材的代号.需要直接测量的物理量是 , 用测的量表示待测电阻R1 的运算公式是R1.【解析】试验电路图如下列图.两电流表 A 1、 A 2 的读数为 I1、I2 和电流表 A 1 的内阻为 r1,待测电阻 R1 的阻值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的运算公式是： R1I1r1I 2I 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电压表、电流表混合用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例题】有一电阻Rx,其阻值在 100 200 之间,额定功率为0.25W .要用伏安法较精确的测量它的阻值,试验器材有：安培表 A1,量程为 50mA, RA1=100 安培表 A2,量程为 1A, RA2=20 电压表 V1,量程为 5V, RV1=10k 电压表 V2,量程为 15V, RV2=30k 变阻器 R1,变阻范畴 0 20 , 2A 变阻器 R2,变阻范畴 0 1000, 1A9V 电源,电键,导线.试验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是：.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_画出所用试验电路图.【解析】答应通过电阻中电流可能的最大值由：1PI 2 R 得, I35mA I 250mA .由于电阻可能为200 ,所可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_以通过被测电阻的电流的最大值可能是35mA,应用电流表的示数来掌握通过电阻的电流,因此,电流表应选A1.又可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于 PU 2, 所以 U 15VU 27.1V.由于电阻可能为 100 ,所以答应加在电阻两端的电压的最大值可能是5V,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R应用电压表的示数来掌握加在电阻两端的电压,因此电压表应选V1.由于 R1 R2, 且 2A 35mA,所以应选变阻器R1 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于 R1 Rx 所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路.由于Rx <RA RV,所以应选用外接电路.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验所用电路如下列图【变式题】（ 20XX 年广东）某同学设计了一个如图甲所示的试验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的试验器材为：待测干电池组 （电动势约 3 V）、电流表 （量程 0.6 A,内阻小于 1 ）、电阻箱（0 99.99）、滑动变阻器 （ 0 10 ）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线如干.考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽视.该同学按图甲连线,通过掌握开关状态,测得电流表内阻约为0.20.试分析该测量产生误差的缘由是 .简要写出利用图甲所示电路测量电源电动势和内阻的试验步骤：.图乙是由试验数据绘出的1R 图象,由此求出待测干电池组的电动势EV、内阻I可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_r.（运算结果保留三位有效数字）1 1/AI可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C RRAAD SKA PBE r图甲R/ 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【解析】由测定电源电动势和内阻试验的原理知,此种接法显现误差的缘由是电流表的分压作用.而 Rrr1R安 ,I图线的斜率表示电源电动势的倒数,据此得出电动势E 2.81V, 内 阻1r 2.33 .如不能正确懂得R 图象的物理意义, 就无法得出正确的答案. 因此对于试验中处理数据的图像的意义,I肯定要分析清晰.【答案】并联电阻箱后线路总阻值减小,从而造成总电流增大 调剂电阻箱 R,断开开关 K,将开关 S接 D,记录电阻箱的阻值和电流表示数.断开开关 D,再次调剂电阻箱 R,将开关 S 接 D,记录电阻箱的阻值和电流表示数 2.81、2.33（三） 电表内阻的测量方法1. 互测法 ：电流表、电压表各一只,可以测量它们的内阻：VAVA两只同种电表,如知道一只的内阻,就可以测另一只的内阻：A2V1V2A1两只同种电表内阻都未知,就需要一只电阻箱才能测定电表的内阻：V1RRA1A2V22. 替代法：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 半偏法：2RSA11A2ARSVV112VR2SVR1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R2S2R11S1S（R1.R2）（ R1.R2）4. 闭合电路欧姆定律运算法： 不计电源内阻 【例题 1】（2022 年全国）从下表中选出适当的试验器材,设计一电路来测量电流表A1 的内阻 r 1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号.器材（代号）规格电流表（ A1 ）量程 10mA ,内阻 r1 待测（约 40 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电流表（ A2 ）量程 500 A,内阻 r2=750电压表（ V）电阻（ R1）量程 10V,内阻 r3=10阻值约 100 ,作爱护电阻用滑动变阻器（R）总阻值约 50电池（ E）电动势 1.5V,内阻很小导线如干, 电键 K如选测量数据中的一组来运算r1,就所用的表达式为r 1=,式中各符号的意义是 .【解析】如下列图.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ r1I 2 r2I 1, I1表示通过电流表 A1的电流, I2表示通过电流表 A2的电流,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_r2 表示电流表 A2 的内阻.2（ 20XX 年北京）某同学用如下列图电路,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 1量程 100 mA,内阻约 2 A2 量程 0.6 A,内阻约 0.3 电压表： V1量程 5 V,内阻约 5 V2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 的图象如下列图.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为 .当所加电压为 3.00 V 时,灯丝电阻为,灯泡实际消耗的电功率为 W .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 .ABCD可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【解析】对器材的选用应以安全、有用为原就.小灯泡的额定电压和额定电流分别为3. 8V 和 0.3A,故电压表应选V1,电流表 A2.由于是分压接法,故滑动变阻器应选R1,便于调剂,电源应选E2.由图象可看出： U 0 时,小灯泡不工作,对应电阻为1. 5,当 U 3. 0V 时,对应的电阻为11. 5.此时,灯泡实际消耗的功率P U 2 / R 0. 78W.由 R U 图线可看出,随 U 的增大,电阻的变化越来越小,而P U 2 / R ,随 U 的变化,功率 P 的变化将更加明显,应选 A.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例题 1】（ 20XX 年上海） 两个额定电压为 220V 的白炽灯 L1 和 L2 的 U I 特性曲线如下列图. L2 的额定功率约为W.现将 L1 和 L2 串联后接在 220V 的UV200L1L2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电源上,电源内阻忽视不计.此时L2 的实际功率约为W.160120可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【解析】 99, 17.5【例题 2】（20XX年上海）小灯泡灯丝的电阻会随温度的上升而变大.某同学为讨论这一现象,用试验得到如下数据（I 和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压）：80400I A 0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U V 0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.000.20.40.6I A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在左下框中画出试验电路图.可用的器材有： 电压表、 电流表、 滑线变阻器 （变化范畴 0 10 ）、电源、 小灯泡、电键、导线如干.在右图中画出小灯泡的U I 曲线.UV1.61.20.8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0.400.10.20.30.40.5IA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_假如将此题中的小灯泡接在电动势是1.5V,内阻是 2.0 的电池两端, 小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程.如需作图,可直接画在第小题的方格图中）【解析】分压器接法（如下图所示）.如下图所示.作出电源的U E Ir 图线,该图线与小灯泡的U I 曲线相交于一点,由此可得小灯泡工作电流为0.35 A,工作电压为0.80 V,实际功率为 0.28 W.【变式题】1（ 20XX 年上海）如下列图,图1 为某一热敏电阻 电阻值随温度的转变而转变,且对温度很敏锐的 I-U 关系曲线图.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为了通过测量得到图1 所示 I-U 关系的完整曲线,在图2 和图 3 两个电路中应挑选的是图 .简要说明理由.（设滑线变阻器两端电压恒为9V,滑线变阻器的阻值为0100 ）.VVAAAR29VR1热敏电阻图 2图 3图 4在图 4 电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA ,定值电阻R1 =250 .由热敏电阻的I-U 关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为V.电阻 R2 的阻值为_ .举出一个可以应用热敏电阻的例子： .【解析】 2.图 2电路电压可从 0V调到所需电压,调剂范畴较大. （或图 3电路不能测得 0V邻近的数据）5.2.3（ 20XX 年上海）表格中所列数据是测量小灯泡UI 关系的试验数据U/V0.00.20.51.01.52.02.53.0I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215分析上表内试验数据可知,应选用的试验电路图是图（填“甲”或“乙” ）在方格纸内画出小灯泡的UI 曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I 变大而（填“变大” 、“变小”或“不变” ）如图丙所示,用一个定值电阻R 和两个上述小灯泡组成串并联电路,连接到内阻不计、电动势为 3V 的电源上.已知流过电阻R 的电流是流过灯泡b 电流的两倍,就流过灯泡b的电流约为A.【解析】由小灯泡UI 关系的试验数据可得,电路中灯泡两端的电压可调为0,只有甲电路具有此功能,而乙图的电路不具此功能.故确定试验电路为甲. UI 曲线如右图所示,由所做出的UI 曲线知,曲线上各点与原点连线的斜率越来越大,说明灯泡的电阻越来越大.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_设 b 中的电流为 I,依题意知 a 中的电流为 3I ,由 U a33IRa ,U bIRb ,U aU bE可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_及 RbRa ,可估量 U aE2.25V4.从曲线上得此时 I b0.07 A .可编辑资料 - - - 欢迎下载