2022年电学实验知识点 .pdf
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1、名师总结优秀知识点电 学 实 验 部 分一 读数:1 游标卡尺:数据 =精确值+精度位置精确值:看游标尺的零刻线在主尺上的位置精度:分度数mm1有 10 分度 (0.1mm) 、 20 分度 (0.05mm) 、 50分度 (0.02mm)位置:从游标尺上零刻线一次标度,找游标尺上与主尺刻线对齐的位置数据特点:游标卡尺不估读a 十分度的以 mm 为单位小数点后有一位小数,末尾数字为0、1、2、3 等b 二十分度的以 mm 为单位小数点后有两位小数,末尾数字为0、5 c 五十分度的以 mm 为单位小数点后有两位小数,末尾数字为0、2、4、6、8 2 螺旋测微器:数据=主尺数据 +精度螺旋尺位置主
2、尺数据:看螺旋尺做边缘在主尺上的位置精度:505. 0 mm= 0.01mm螺旋尺位置:看主尺轴线在螺旋尺上的位置数据特点:游标卡尺必须估读以 mm 为单位小数点后有三位小数3 电压表、电流表:数据 = 精确值 +精度估读位置精确值:读取左边刻线数据精度:最小一格所代表的数据a 精度含 1 则:数据= 精确值 +精度10n(n = 0、1、 2、3 9)读到精度的下一位,末尾数字为0、1、2、3 9 a 精度含 5 则:数据= 精确值 +精度5n(n = 0、1、 2、3、4)读到精度的本位,末尾数字为0、1、2、 3 9 a 精度含 2 则:数据= 精确值 +精度2n(n = 0、1 )读到
3、精度的本位,末尾数字为0、1、2、 3 9 4 电阻表、电阻箱读书:电阻箱:各个旋钮读书倍率,最终相加电阻表:数据= 读书倍率精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页名师总结优秀知识点5 刻度尺:二 测量电路:物理背景:设电压表读数为U 电流表读书为I IUR测真真真IUR1 外接法:电流表处于电压表两接线柱外侧图甲由于真UU真真IIIIv得真测RR当vxRR时,vI趋近于零真II,则真测RR适应于测量阻值小的电阻2 内接法:电流表处于电压表两接线柱内侧如图乙由于真真UUUUA真II得真测RR当ARRx时,AU趋近于零真
4、UU,则真测RR适应于测量阻值大的电阻总结:小电阻住小房子,用外接法;大电阻住大房子,用内接法。3 接法的选择:a 比值比较法:当AXXVRRRR时,则:xR为大电阻,住大房子,用内接法当AXXVRRRR时,则:xR为小电阻,住小房子,用外接法b 临界值判断法:当VARRRx时,则:xR为大电阻,住大房子,用内接法当VARRRx时,则:xR为小电阻,住小房子,用外接法c 试触法:电压表示数偏转不明显或者电流表示数偏转明显,则:xR为大电阻,住大房子,用内接法电压表示数偏转明显或者电流表示数偏转不明显,则:xR为小电阻,住小房子,用外接法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
5、总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页名师总结优秀知识点三 控制电路:图甲图乙1 限流式接法:变阻器中部分有电流,滑片所在支路无电阻,变阻器一上一下接,变阻器对电阻的电流和电压起到限制和控制的作用,如图甲2 分压式接法:变阻器中所有部分都有电流,滑片所在支路接了电阻,变阻器一上两下接, 变阻器对电阻的电流和电压起到调节作用,如图乙,采用分压式接法滑动变阻器通常用阻值小的, 注意开关 S闭合前滑动变阻器的触头应移到使滑片支路分得电压为零的一端3 选择:a 探究伏安特性曲线或者要求电流电压从零开始连续可调,采用分压式接法b 待测电阻值与滑动变阻器最大值相差不多或者比最大值小,采用
6、分压式接法;限流式接法适合测量阻值较小的电阻( 跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)c 测量阻值较大的电阻 (一般比滑动变阻器的最大电阻要大) , 采用分压式接法d 分压式、都可以采用时,采用限流式,方便且节能e 便于操作和测量, 相比待测电阻变阻器电阻丝每一圈电阻值大小要合适,使电表指针偏转不可不明显也不可太过于明显四 仪器的选择:(1)电流表、电压表的选择:a 为了安全,不超量程:b 为了精确,不超量程前提下选择小量程,指针偏过表盘三分之一以上c 便于操作和测量,指针偏转不可不明显,也不可太过于明显(2)滑动变阻器的选择:按照限流式和分压式的选择要求两种接法的电
7、路图负载 R 上电压的调节范围RERR0UE 0UE负载 R 上电流的调节范围ERR0IER0 IER精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页名师总结优秀知识点五 测电源电动势和内阻:(一)电流表、电压表搭配1 实验原理(1) 实验依据:闭合电路欧姆定律U + Ir E(2) 计算法处理数据:E和 r 的求解:由 U+ IrE 得U1EI1rU2EI2r,解得 E、r六组数据得三个方程组,解得三组E、r ,求平均值图像法处理数据:情况一:以电流 I 为横轴,电压 U为纵轴 U rI + Ea 图线纵轴截距为E;b 图线横
8、轴截距为I短Er;c 图线的斜率表示r| U I情况二:以电压 U为横轴,电流 I 为纵轴rr1-EUIa 纵轴截距I短Er;b 图线与横轴交点为E;c 图线的斜率表示r 的倒数;(4) 系统误差分析:图甲:内接法rrrrvvRR测EErEvvRR测内阻和电动势测量值都比真实值小,但误差比较小,因此通常选甲图图甲图乙精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页名师总结优秀知识点图乙:外接法rRrrA测EE测内阻测量值比真实值大,电动势测量值等于真实值,但内阻误差太大,因此通常不选乙图说明:采用内接法,由于电压表中的电流引起系
9、统误差;采用外接法,由于电流表上的电压引起系统误差; 而满足实验要求的滑动变阻器不产生系统误差,因为本实验是测电动势和内阻而不是测待测电阻的阻值,所以对于滑动变阻器的选择以便于操作、安全、满足实验要求为原则,而与内外接法无关2 实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺3 基本操作(1) 电流表用 0.6 A 的量程,电压表用3 V 的量程,按实验原理图连接好电路(2) 把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端(3) 闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据( I1、U1) 用同样的方法再测量几组I 、U值,填入表格中(4) 断开开关,拆除电路,整理好器材4
10、总结实验数据求 E、r 的处理方法a 列多个方程组求解,再求E、r 的平均值b 图象法处理:以路端电压U为纵轴,干路电流 I 为横轴,建坐标系、描点、连线,纵轴截距为电动势E,直线斜率 k 的绝对值为内阻r. 注意事项a 为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池b 电流不要过大,应小于0.5 A ,读数要快c 要测出不少于 6 组的( I ,U ) 数据,变化范围要大些d 若 UI 图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据 r |UI| 确定e 电流表要内接 (因为 r 很小)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
11、- -第 5 页,共 21 页名师总结优秀知识点误差来源a 偶然误差:用图象法求E和 r 时作图不准确b 系统误差:电压表分流( 二) 电压表、电阻箱搭配(图甲)实验原理(1) 实验依据:闭合电路欧姆定律U + Ir E (2) 计算法处理数据:E和 r 的求解:由 U+ rRUE 得ERUUr111、ERUUr222,解得 E、r六组数据得三个方程组,解得三组E、r ,求平均值图像法处理数据:情况一:以U1为横轴,R1为纵轴得r11r1UERa 图线纵轴截距数值为r1;b 图线横轴截距数值为E1;c 图线的斜率表示Er情况二:以R1为横轴,U1为纵轴EREU11r1a 图线纵轴截距数值为E1
12、;b 图线横轴截距数值为r1;c 图线的斜率表示Er;(4) 系统误差分析:rrrrvvRR测EErEvvRR测图甲图乙精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页名师总结优秀知识点内阻和电动势测量值都比真实值小( 三) 电流表、电阻箱搭配(图乙)实验原理(1) 实验依据:闭合电路欧姆定律U + Ir E (2) 计算法处理数据:E和 r 的求解:由EIIRr得EIRIr111、EIRIr222,解得 E、r六组数据得三个方程组,解得三组E、r ,求平均值图像法处理数据:情况一:以I1为横轴, R为纵轴得r1IERa 图线纵
13、轴截距数值为r;b 图线横轴截距数值为Er;c 图线的斜率表示E 情况二:以 R为横轴,I1为纵轴得EREIr11a 图线纵轴截距数值为Er;b 图线横轴截距数值为r;c 图线的斜率表示E1;(4) 系统误差分析:rRrrA测EE测内阻测量值比真实值大,电动势测量值等于真实值(四)伏伏法用两个电压表可测得电源的电动势,电路如图 12 所示测量方法为:断开 S,测得 V1、V2的示数分别为 U1、U2,此时, EU1U2U1RVr,RV为 V1的内阻;再闭合S,V1的示数为 U1,此时 EU1U1RVr ,解方程组可求得E、r. (五)粗测法:用一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在电源两端,所
14、测值精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页名师总结优秀知识点近似认为是电源的电动势,此时UERVRVrE,需满足 RV? r. 六 探究小灯泡伏安特性曲线:1 实验原理(1) 测多组小电珠的 U 、I 的值,并绘出 I U图象;(2) 由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系2 实验器材小电珠“ 3.8 V,0.3 A” 、电压表“ 03 V15 V” 、电流表“ 00.6 A 3 A” 、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔3 实验步骤(1) 画出电路图 ( 如实验原理图甲 )(2) 将小电珠、电流表、电
15、压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示的电路(3) 测量与记录移动滑动变阻器触头位置,测出12 组左右不同的电压值U和电流值 I ,并将测量数据填入自己设计的表格中(4) 数据处理在坐标纸上以 U为横轴, I 为纵轴,建立直角坐标系在坐标纸上描出各组数据所对应的点将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线4 实验器材选取(1) 原则:安全;精确;操作方便(2) 具体要求电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流干电池中电流一般不允许超过 0.6 A. 用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流精选学习资料 - - - - - - - - - 名
16、师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页名师总结优秀知识点电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的13以上从便于操作的角度来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器,分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器规律方法总结1 滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载 R上电压的调节范围RER R0U E 0UE负载 R上电流的调节范围ER R0IER0IER2 两种接法的适用条件(1) 限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小) (2) 分压式接法适合测
17、量阻值较大的电阻( 一般比滑动变阻器的最大电阻要大)3 注意事项(1) 电路的连接方式:电流表应采用外接法:因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小,与量程为0.6 A的电流表串联时,电流表的分压影响很大滑动变阻器应采用分压式接法: 目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化(2) 闭合开关 S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端,使开关闭合时小电珠的电压能从零开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝(3) I U图线在 U01.0 V 左右将发生明显弯曲,故在U1.0 V 左右绘点要密,以防出现较大误差4 误差分析精选学习资料 - - - -
18、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页名师总结优秀知识点(1) 由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值(2) 测量时读数带来误差(3) 在坐标纸上描点、作图带来误差七 测金属电阻率(一)螺旋测微器的使用1 构造:如图 1 所示,B为固定刻度, E为可动刻度图 1 图 2 2 原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周, F前进或后退 0.5 mm,而可动刻度 E上的刻度为 50 等份,每转动一小格, F前进或后退 0.01 mm ,即螺旋测
19、微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺3 读数: 测量值 (mm)固定刻度数 (mm)(注意半毫米刻度线是否露出) 可动刻度数(估读一位 )0.01(mm)如图 2 所示,固定刻度示数为2.0 mm,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上读的示数为 15.0 ,最后的读数为: 2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm. (二)游标卡尺1 构造:主尺、游标尺 ( 主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪) 、游标尺卡上还有一个深度尺 (如图 3 所示) 图 3 2 用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径3 原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的
20、差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度, 它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 21 页名师总结优秀知识点小等分刻度少 1 mm. 常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10 个的、20 个的、50 个的,其规格见下表:刻度格数( 分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度( 可精确到 ) 109 mm0.1 mm0.1 mm 2019 mm0.05 mm0.05 mm 5049 mm0.02 mm0.02 mm 4 读数:若用 x 表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺
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