电学---实验----高二.ppt

电学实验复习电学实验复习1.电表的选择电表的选择2.滑线变阻器与分压电路的选择滑线变阻器与分压电路的选择5.电阻测量方法的归纳电阻测量方法的归纳7 几种典型误差的分析几种典型误差的分析4.从原理图到实物图的连接从原理图到实物图的连接6.实验数据的处理方法实验数据的处理方法3.掌握测量原理掌握测量原理一一高高考考内内容容和和要要求求1.知识内容要求知识内容要求内容内容要求要求说明说明1.长度的测量长度的测量 1.要求会正确使用要求会正确使用的仪器主要有：刻度的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、温度表、电流表、电压表、多用电表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、滑动变阻器、电阻箱、等等。等等。2.研究匀变速运动研究匀变速运动3.研究弹力和弹簧伸长的关系研究弹力和弹簧伸长的关系4.验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则5 研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动6 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 2.要求从认识误差要求从认识误差问题在实验中的重要问题在实验中的重要性，了解误差的概念，性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然知道系统误差和偶然误差；知道用多次测误差；知道用多次测量求平均值的方法减量求平均值的方法减少偶然误差；能在某少偶然误差；能在某些实验中分析误差的些实验中分析误差的主要来源；不要求计主要来源；不要求计算误差。算误差。3.要求知道有效数要求知道有效数字的概念，会用有效字的概念，会用有效数字表达直接测量的数字表达直接测量的结果结果.间接测量的有效间接测量的有效数字运算不作要求。数字运算不作要求。1.测定金属的电阻率测定金属的电阻率（同时练（同时练 习使用螺旋测微器）习使用螺旋测微器）2.描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线 3.把电流表改为电压表把电流表改为电压表4.用电流表和电压表测电池的用电流表和电压表测电池的 电动势和内阻电动势和内阻 5 练习使用示波器练习使用示波器 一、电学实验的基本原则：一、电学实验的基本原则：安全：保证不损坏实验器材，即用电器不超过额安全：保证不损坏实验器材，即用电器不超过额定值，电学测量仪器不超过量程。定值，电学测量仪器不超过量程。精确（误差因素）：尽可能减小误差。如电压表、精确（误差因素）：尽可能减小误差。如电压表、电流表使用时，尽可能的使指针指在满量程的三电流表使用时，尽可能的使指针指在满量程的三分之二左右。分之二左右。方便（便于操作）；方便（便于操作）；在保证实验正常进行的情在保证实验正常进行的情况下，选用的电路和器材应便于操作。特别是滑况下，选用的电路和器材应便于操作。特别是滑动变阻器。动变阻器。省电：在同样的条件下，选择功率小的电路，以省电：在同样的条件下，选择功率小的电路，以减少电能的损耗。减少电能的损耗。以上各原则是一个理论上的指导条件，在使用时应以上各原则是一个理论上的指导条件，在使用时应把握好度，抓住主要矛盾。把握好度，抓住主要矛盾。(一一)测量仪器的使用与读数规则测量仪器的使用与读数规则(1)电表的读数电表的读数仪表的读数仪表的读数=精确数值精确数值+最小刻度最小刻度估读的十分数估读的十分数如果不考虑仪表如果不考虑仪表“级数级数”，读数的规则：，读数的规则：精确精确数值数值最小最小刻度刻度最小最小刻度刻度(一一)测量仪器的使用与读数规则测量仪器的使用与读数规则(1)电表的读数电表的读数仪表一般分为仪表一般分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级，等级越高，仪表的精度越低。七个等级，等级越高，仪表的精度越低。如果考虑仪表如果考虑仪表“级数级数”，读数的规则：，读数的规则：例：等级为例：等级为2.5，读数误差，读数误差152.5%=0.38=0.4V(一一)测量仪器的读数规则测量仪器的读数规则(1)电表的读数电表的读数如果考虑仪表如果考虑仪表“级数级数”，读数表达：，读数表达：所以，五分之一所以，五分之一估读即可。估读即可。(一一)测量仪器的使用与读数规则测量仪器的使用与读数规则(1)电表的读数电表的读数最小刻度为最小刻度为“1”，十分之一估读；，十分之一估读；最小刻度为最小刻度为“2”，二分之一估读；，二分之一估读；最小刻度为最小刻度为“5”，五分之一估读；，五分之一估读；欧姆表，由于刻度不均，可以不估读，但欧姆表，由于刻度不均，可以不估读，但估读同样不会错估读同样不会错(一般是以二分之一估读一般是以二分之一估读)。(一一)测量仪器的使用与读数规则测量仪器的使用与读数规则(2)游标卡尺，机械秒表，电子秒表没有估读游标卡尺，机械秒表，电子秒表没有估读两种读数的方法两种读数的方法(一一)测量仪器的使用与读数规则测量仪器的使用与读数规则(2)游标卡尺，机械秒表，电子秒表没有估读游标卡尺，机械秒表，电子秒表没有估读读数为读数为96.4s 基本仪器基本仪器 电表的选择在实验考查中频频出现，主要是电表的选择在实验考查中频频出现，主要是考虑电表的量程，在复习过程中，一般要求测考虑电表的量程，在复习过程中，一般要求测量值不于小电表量程的量值不于小电表量程的三分之一三分之一，不大于电表，不大于电表量程量程。有时量程不够，会通过电表的改装原理。有时量程不够，会通过电表的改装原理用电阻箱或给定的定值电阻将电表的量程扩大。用电阻箱或给定的定值电阻将电表的量程扩大。但在复习中有这样的问题，但在复习中有这样的问题，测量值在三分之一测量值在三分之一以下是否一定不可行？电表的量程是否一定要以下是否一定不可行？电表的量程是否一定要大于电路中的最大电学量？大于电路中的最大电学量？就此问题，我们从就此问题，我们从几个具体的试题进行分析几个具体的试题进行分析。(二二)测量仪器的使用测量仪器的使用(1)电表的选择电表的选择例如：例如：(东南大学东南大学07自主招生第自主招生第7题题)用伏安法测定一用伏安法测定一电阻器的电阻，阻值约为电阻器的电阻，阻值约为5，提供的器材有：，提供的器材有：电压表：代号电压表：代号V，量程，量程3V，内阻，内阻15k；电流表：代号电流表：代号A1，量程，量程3A，内阻，内阻0.2；电流表：代号电流表：代号A2，量程，量程300mA，内阻，内阻1；变阻器：代号变阻器：代号R1，11000，额定电流，额定电流0.3A；变阻器：代号变阻器：代号R2，150，额定电流，额定电流1A；电池组：代号电池组：代号E，电动势，电动势3V，内阻，内阻0.3；开关，代号开关，代号K，以及导线若干，以及导线若干 例如：例如：(2006年北京卷年北京卷)某同学用如图所示的电路，某同学用如图所示的电路，测绘标有测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻的小灯泡的灯丝电阻R随电压随电压U变化的图象。变化的图象。电流表：电流表：A1:(量程量程100 mA，内阻约，内阻约2)；A2:(量程量程0.6 A，内阻约，内阻约0.3)；电压表：电压表：V1 (量程量程5 V，内阻约，内阻约5k)；V2 (量程量程15 V，内阻约，内阻约15k)；滑动变阻器：滑动变阻器：R1(阻值范围阻值范围010)；R2(阻值范围阻值范围02k)；电源：电源：E2(电动势为电动势为4 V，内阻约为，内阻约为0.04)；电电学学实实验验疑疑难难问问题题电流表的内、外接电流表的内、外接实验器材的选用实验器材的选用滑动变阻器的连接方式滑动变阻器的连接方式电路实物连图电路实物连图一一 电流表内、外接的电路形式电流表内、外接的电路形式（内接）（外接）思考：思考：1、内接、外接各对测量结果有什么影响？、内接、外接各对测量结果有什么影响？测量值比真实值大还是小测量值比真实值大还是小?2、根据什么选择电流表的内接或外接方式、根据什么选择电流表的内接或外接方式？3、如果、如果RV、RA均不知大小，如何进行判断均不知大小，如何进行判断？1.当电流表内接时当电流表内接时,RX测测RA +RX真真 故：故：RX测测 RX真真.偏大偏大.当当RX真真 RA时时.RX测测 RX真真,测测量量误误差差较较小小.2.当电流表外接时当电流表外接时,RX测测R并并 RX真真 时时,R并并 RX真真,即即RX测测 RX真真,测测量量误误差差较较小小.3.若当若当RV/R=RA/R时时，电压表的分流作用和电，电压表的分流作用和电流表的分压作用对测量结果的影响差不多，流表的分压作用对测量结果的影响差不多，此时既可选择此时既可选择“内接法内接法”也可选择也可选择“外接法外接法”R=，此时的我们常称为临界电阻，此时的我们常称为临界电阻 4.如果如果RV、RA均不知大小，均不知大小，利用试触法，如利用试触法，如图先试接图先试接a点点,再试接再试接b点点.ab（1）如果电流表示数变化明显，说明电）如果电流表示数变化明显，说明电压表分流作用明显压表分流作用明显,应采用内接法应采用内接法.（2）如果电压表示数变化明显，说明电）如果电压表示数变化明显，说明电流表分压作用明显流表分压作用明显,应有用外接法应有用外接法.请请 牢牢 记记给阻值给阻值 看比值看比值 与比值大表与比值大表近接近接无阻值无阻值 看变化看变化 与变化大表与变化大表近接近接内接和外接的确定内接和外接的确定小结小结:练习：练习：1、用伏安法测定一定值电阻的器材规格、用伏安法测定一定值电阻的器材规格如下：如下：RX（约（约 200）A表（表（010mA 内阻内阻50）V表（表（0 3V 内阻内阻5K）试确定电流表的连接方式。试确定电流表的连接方式。2、如果器材如下，电流表如何连接：、如果器材如下，电流表如何连接：RX （约约 500）A表表 （00.6A 内阻内阻0.5）V表表 （0 30V 内阻内阻5K）外接外接内接内接 分压接法分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。限流接法限流接法的优点是：电路连接简便，的优点是：电路连接简便，附加功率损耗较小。附加功率损耗较小。分压接法和限流接法的比较分压接法和限流接法的比较：a.当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法 b.当负载电阻当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值较小，变阻器总阻值R 较大是较大是Rx 的几倍时，的几倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法 c.当负载电阻当负载电阻Rx 较大是较大是R 的几倍时，变阻器总阻值的几倍时，变阻器总阻值R 较小，较小，限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法 d.当要求电压从当要求电压从0 变起，一定用分压接法变起，一定用分压接法限流电路限流电路分压电路分压电路电压范围电压范围电流范围电流范围0U二二.滑动变阻器的连接：滑动变阻器的连接：（限流）限流）（分压）分压）调节范围：调节范围：限流式限流式：RXERX+R0 E分压式分压式：0 E1、优、缺点、优、缺点：限流式限流式：不能从零开始调节，调节范围不能从零开始调节，调节范围较小较小,但省电但省电,接线简单接线简单.分压式分压式：调节范围大调节范围大,但耗电较多但耗电较多,接线麻烦接线麻烦.2、选用原则：、选用原则：（1）无特殊情况，一般使用限流法，此时）无特殊情况，一般使用限流法，此时滑动变阻器的阻值与待测电阻值差不多或比滑动变阻器的阻值与待测电阻值差不多或比待测电阻值大。待测电阻值大。（2）在以下几种情况下只能使用分压法：）在以下几种情况下只能使用分压法：1）要求用电器、仪表的电压或电流从零）要求用电器、仪表的电压或电流从零值开始连续可调，或要求大范围可调值开始连续可调，或要求大范围可调.2）当）当RX R0,即滑动变阻器的最大阻即滑动变阻器的最大阻值比被测电阻阻值小得多时值比被测电阻阻值小得多时,用分压法用分压法.3）用限流式连接，电流超过用电器的额）用限流式连接，电流超过用电器的额定电流或超过电流表的量程定电流或超过电流表的量程,必用分压式必用分压式.练习练习：（1）用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下：）用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻待测电阻RX：约约100；直流电流表：直流电流表：0 10mA，内阻内阻50；直流电压表：直流电压表：0 3 V，内阻内阻5k；直流电源：直流电源：输出电压输出电压3V，内阻不计；内阻不计；滑动变阻器：滑动变阻器：0 15，允许最大电流允许最大电流1A；电键一个，导线若干。电键一个，导线若干。根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。VARX（2）用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如）用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下：下：待测电阻待测电阻：约几十约几十；直流电流表：直流电流表：0 0.6A，内阻内阻2；直流电压表：直流电压表：0 15 V，内阻内阻15k；蓄电池：蓄电池：电压电压12V；滑动变阻器：滑动变阻器：0 200；电键一个，导电键一个，导线若干。线若干。为了减小实验误差，应采用的电路图是为了减小实验误差，应采用的电路图是 （）VAVAVAVA（A）（B）（C）（D）B三三.仪器的选择仪器的选择 1.选择仪器一般遵循以下三原则：选择仪器一般遵循以下三原则：安全性原则：安全性原则：要注意测量仪器的量程，电阻要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过其最大允许电流等。类器件的电流不能超过其最大允许电流等。准确性原则：准确性原则：根据实验的需要，选用精度合根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，使实验误差尽量地小。适的测量工具，使实验误差尽量地小。操作方便性原则：操作方便性原则：实验时需考虑调节方便，实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。小对实验操作中是否调节方便的影响。2电表的选择电表的选择:根据不使电表受损和尽量减少误差根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表首先保证流过电流表的电流和加的原则选择电表首先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选在电压表上的电压均不超过使用量程然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏择量程。务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏的的1/3），以减少测读的误差），以减少测读的误差3滑动变阻器的选择滑动变阻器的选择:根据电路中可能出现的电流根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器注意流过滑动变阻或电压范围需选择滑动受阻器注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值分压式的连接用总电阻器的电流不超过它额定值分压式的连接用总电阻较小的滑动变阻器较小的滑动变阻器,限流连接用总电阻和被测的电阻限流连接用总电阻和被测的电阻差不多或大于被测电阻的滑动变阻器差不多或大于被测电阻的滑动变阻器.4.电源的选择电源的选择:要使电路的电流或电压不能超过电表要使电路的电流或电压不能超过电表的量程的量程,不能超过被测电阻的额定电流不能超过被测电阻的额定电流.不能使电表不能使电表计数太小计数太小.四、电路实物图的连接时的注意事项四、电路实物图的连接时的注意事项1、在连接实物图前，必须画出实验用的电路、在连接实物图前，必须画出实验用的电路图，同时观察题目提供的实物图中各仪器图，同时观察题目提供的实物图中各仪器的摆放位置。的摆放位置。2、注意电表的量程、正负接线柱、电流表的、注意电表的量程、正负接线柱、电流表的内外接法、滑动变阻器的接法、滑动变阻内外接法、滑动变阻器的接法、滑动变阻器的滑动片的位置、电源的正负极等。器的滑动片的位置、电源的正负极等。3、电键在电路的干路上，控制整个电路。、电键在电路的干路上，控制整个电路。4、所有的连线均应接在接线柱上，连线过程、所有的连线均应接在接线柱上，连线过程中不能交叉。中不能交叉。练习练习 （1）测一阻值约为）测一阻值约为12的电阻，备有下列器材：的电阻，备有下列器材：A 电流表（量程电流表（量程0 3A，内阻内阻0.0125）；）；B 电流表（量程电流表（量程0 0.6A，内阻内阻0.125）；）；C 电压表（量程电压表（量程3V，内阻内阻3k）；）；D 电压表（量程电压表（量程6V，内阻内阻6k）；）；E 直流稳压电源（电动势直流稳压电源（电动势6V，内阻很小）；内阻很小）；F 滑动变阻器（滑动变阻器（0 20，额定电流额定电流1A）；）；G 滑动变阻器（滑动变阻器（0 200，额定功率额定功率0.3A）；）；H 导线若干，电键一个。导线若干，电键一个。电流表应选电流表应选 ，电压表应选，电压表应选 ，变阻器为，变阻器为 。画出测量电路原理图。画出测量电路原理图。BDF 2、（、（1986年全国高考）有一电阻年全国高考）有一电阻RX，其阻值大约在，其阻值大约在4050欧姆之间。需要进一步测定其阻值，手边现欧姆之间。需要进一步测定其阻值，手边现有下列器材：有下列器材：器器 材材代号代号 规规 格格电池组电池组 电动势电动势9伏，内阻约伏，内阻约0.5欧欧伏特表伏特表V量程量程010伏，内阻约伏，内阻约20千欧千欧毫安表毫安表A1量程量程050毫安，内阻约毫安，内阻约4欧欧毫安表毫安表A2量程量程0300毫安，内阻约毫安，内阻约4欧欧滑动变阻器滑动变阻器 R1阻值范围阻值范围0100欧，额定电流欧，额定电流1安安滑动变阻器滑动变阻器 R2 阻值范围阻值范围01700欧额定电流欧额定电流0.3安安电键电键K几根导线几根导线有两种可供选择的电路如有两种可供选择的电路如图甲和乙所示。实验要求图甲和乙所示。实验要求多测几组电流、电压值，多测几组电流、电压值，画出电流画出电流电压关系图。电压关系图。为了实验能正常进行并减为了实验能正常进行并减小测量误差，而且要求滑小测量误差，而且要求滑动变阻器便于调节，在实动变阻器便于调节，在实验中应选用图验中应选用图 所示的所示的电路，电路，应选代号是应选代号是 的毫安表和代号是的毫安表和代号是 的的滑动变阻器。滑动变阻器。A2 R1 甲甲 例例4.一位同学记录的一位同学记录的6组数据见表。试根据这些组数据见表。试根据这些数据在下图中画出数据在下图中画出UI图线，并根据图线读出电图线，并根据图线读出电池的电动势池的电动势E=V，电池的内阻电池的内阻 r=.U1.460.72I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.321.180.501.100.571.05电学实验复习电学实验复习1.电表的选择电表的选择2.滑线变阻器与分压电路的选择滑线变阻器与分压电路的选择5.电阻测量方法的归纳电阻测量方法的归纳7 几种典型误差的分析几种典型误差的分析4.从原理图到实物图的连接从原理图到实物图的连接6.实验数据的处理方法实验数据的处理方法3.掌握测量原理掌握测量原理