2022年高中物理电学实验专题总结.docx

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1、精品_精品资料_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、电流表与电压表的改装 : 三、测定电源电动势与内阻 : 四、测定金属电阻与电阻率 : 五、器材挑选 :六、电路纠错 :七、示波器的使用 :八、用多用电表探究黑箱内的电学元件九、传感器学问点与考点一、描画小灯泡的伏安特性曲线原理 :欧姆定律 UIR处理方法 :内接与外接 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.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 A 1电流表 A 2量程量程050mA

2、,内阻约为 500200mA,内阻约为 10电压表 V 1电压表 V 2量程量程03V, 内阻约为 10k015V, 内阻约为 25k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_滑动变阻器 R 1滑动变阻器 R 2阻值范畴 015, 答应最大电流 1A阻值范畴01k, 答应最大电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_直流电源 E开关 S导线如干100mA输出电压 6V, 内阻不计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为提高试验结果的精确程度, 电流表应选用;电压表应选用;滑动变阻器应选用. 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 ,

3、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、电压表与电流表(1) 电流表原理与主要参数电流表 G 就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,故表的刻度就是匀称的. 电流表的主要参数有 ,表头内阻 Rg: 即电流表线圈的电阻;满偏电流 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 U :即指针满偏时 ,加在表头两端的电压 ,故 Ug IgRg(2) 半偏法测电流表内阻Rg:方法 :合上 S1,调整 R 的阻

4、值 ,使电转到满流表指针刻度再合上开关S2,调整 R的阻值 不行再转变R,使电流表指针偏转到正好就是满刻度的一半 ,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Un,就依据分压原理 ,需串联的电阻值U g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_gRU R RU gn1Rg,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值越大.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(4) 电流表改装成电流表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方法 :并联一个分流电阻R,如下列图 ,如量程扩大 n 倍,

5、即 nI, 就 根 据 并 联 电 路 的 分 流 原 理 , 需 要 并 联 的 电 阻 值I g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I gRRgI RRg, 故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越n1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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I g 与满偏电压 Ug,只就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、测量电源电动势与电阻可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_原理 :闭合电路欧姆定律 : EU 外Ir可编辑资料 - -

6、 - 欢迎下载精品_精品资料_例 1、某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E 与内电阻 r ,但就是从试验室只借到一个开关、一个电阻箱最大阻值为 9、999,科当标可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_准电阻用 一只电流表 量程I R =0、6A, 内阻 rg0.1 与如干导线.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_请依据测定电动势E 内电阻 r 的要求 ,设计图 4 中器件的连接方式,画线把它们连接起来.接通开关 ,逐次转变电阻箱的阻值R,读处与 R对应的电流表的示数I, 并作记录当电阻箱的阻值 R2.6时,可编辑资料 - - - 欢

7、迎下载精品_精品资料_其对应的电流表的示数如图5 所示.处理试验数据时第一运算出每个电流值I 的倒数 1 ;再制作 R- 1 坐标图 ,如图 6 所示,图中已标注出了 R, 1 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_III的几个与测量对应的坐标点,请您将与图 5 试验数据对应的坐标点也标注在图6 中上.在图 6 上把描画出的坐标点练成图线.依据图 6 描画出的图线可得出这个可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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

8、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.登记两个电压表与的读数 U1 与 U2.多次转变滑动变阻器滑动头的位置, 登记与的多组读数 U1 与 U2.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 与 R0表示 Rx 的

9、公式为 考虑电压表内阻的影响 , 且 U1、U2、R0、的内阻 r 1、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、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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就是R U ,由于测量所需的电表实际上就是非抱负的,所以在测I量未知电阻两端电压U 与通过的电流 I 时,必定存在误差 ,即系统误差 ,要在实际测量中有效的削减这种由于电表测量所引起的系统

10、误差,必需依照以下原就 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RxRV(1) 如RARx,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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表示被测电阻Rx 与电流表 A 串联后的总电压 ,电流表的读数I 表示通过本身与 Rx 的电流 ,所以使用该电路所测电阻R 测 U Rx RA ,比真实值 Rx 大了 RA,相对误差 aIR测 RxRARxRx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RxRV(2) 如RARx,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 表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_

11、精品资料_示 Rx 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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_UR 测RV RxR测RxRV也比真实值 Rx 略小些 ,相对误差 a、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_IRVRxRxRVRx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 5F.电源 E电动势

12、 4VG.电键 S 及导线如干可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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 a 端,使负载的电压与电流均为最小

13、 ,以保证安全.3、挑选方法 :在没有特别指明的情形下,从减小电能损耗与接线便利的角度考虑,变阻器通常选用限流接法,但在显现下述情形时 ,就必需挑选分压接法.图 2 乙可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(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Rx 的额定电流或所给电表的量程时 ,必需选用分压电路 ;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 ;直流电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流表 A0 10mA,50 ;电压表 V 0 3V, 5k为 3V,内阻不计 ;电键、导线如干.依据规格要求 ,

14、画出测量电路图.;滑动变阻器 R 0 15,1A;直流电源 电动势可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 滑动变阻器全阻值R 远小于或者远大于被测电阻Rx 或电路中串联的其她电阻的阻值,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I U 图线.现有试验器材如下:电压表 0 10V,内阻 20 k; 电流表 0 0、3A,内阻 1; 滑动变阻器 5,2A ;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

15、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、开关与导线等.(1) 她们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上图 4夹上一个小金属夹 ,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 ,并连接电路实物图 14可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 14图 15(2) 试验的主要步骤如下 :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

16、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 -1m-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 的电阻之与.(4) 她们使用螺旋测微器测量金属丝的直径, 示数如图 16 所示.金属丝的直径就是.图 15 中图线的斜率、电源电动势与金属可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_丝横截面积的乘积代表的物理量就是 保留三位有效数字 .五、试验仪器的挑选 : , 其数值与单位为图 16可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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

17、阻器 : 分压与分流4、仪器挑选的一般步骤:(1) 第一挑选唯独性的器材;(2) 草画电路图 ,暂不接电流表与电压表;(3) 估算回路中的电流与电压的最大值,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 ,确定试验电路与试验器材.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Rx 约为 3 ,为减小误差 ,并尽可能测量多组数据 ,要求电阻丝的发热功率P 0、75W,备有器材如下 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A 、6V 直流电源 ;B、直流电流表 A10 0、6A,内阻0.5;可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C、直流

18、电流表A 20 3A, 内阻0.01;可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_D、直流电压表V 10 3V, 1k;E、直流电压表 V20 15V, 5k;F、滑动变阻器 R10 100,最大答应电流1A; G、滑动变阻器 R20 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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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、除了导线与开关外 ,有以下一些器材可供挑选:电流表 :A: 量程

19、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 3 所示、由图象可知 ,此灯泡在不不作时, 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

20、的示意图就是以下图中的.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案 :A 2V 1R1E2 1、511、 50、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 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 50 , 内阻约 20; 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

21、 0、3 , 开关及导线如干.试验电路图如图所示, 试验中要求多测几组电流、电压值. 在试验中应选电流表与滑动变阻器.例 4、为了测量一节干电池的电动势与内电阻,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、02C. 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允,许最大电流为 1AE. 滑动变阻器 阻值范畴为 0 1000允,许最大电流为 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

22、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 ;依据试验记录 ,画出的U I 图线如图 乙所示 ,从中可求出待测干电池的电动势为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_V,内电阻为.VA六 、 电U/V1、6路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 3 15+0、63的纠错 :例 1、如所 示 的1、41、21、00、80图电0、2 0、4 0、6 0、8 I/A 乙可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_甲可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_路中 ,1 、2、3、4、5、6 为连接点的标号.在开关闭合后, 发觉小灯泡不亮.现用多用电

23、表检查电路故障 , 需要检测的有 : 电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电路中的各点连接.(1) 为了检测小灯泡以及3 根导线 , 在连接点 1、2 已接好的情形下 , 应当选用多用电表的挡.在连接点1、2 同时断开的情形下, 应当选用多用电表的挡.(2) 在开关闭合情形下, 如测得 5、6 两点间的电压接近电源的电动势, 就说明可能有故障(3) 将小灯泡拆离电路, 写出用多用表检测该小灯泡就是否有故障的详细步骤.七、多用表的使用 :例 1、某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻.完成以下测量步骤:(1) 检查多用电表的机械零点.(2) 将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔, 将挑选开关拔至电阻

24、测量挡适当的量程处.(3) 将红、黑表笔, 进行欧姆调零.(4) 测反向电阻时, 将表笔接二极管正极, 将表笔接二极管负极, 读出电表示数.(5) 为了得到精确的测量结果, 应让电表指针尽量指向表盘 填“左侧”、“右侧”或“中心” ; 否就 , 在可能的条件下 , 应重新挑选量程 , 并重复步骤 3 、4 .(6) 测 量 完 成 后 ,将 选 择 开 关 拔 向 位置.八、示波器的使用 :例 1、用示波器观看频率为900Hz 的正弦电压信号.把该信号接入示波器Y 输入.(1) 当屏幕上显现如图 1 所示的波形时 ,应调剂钮.假如正弦波的正负半周均超出了屏幕的范畴 ,应调剂钮或 钮,或这两个钮协作使用 ,以使正弦波的整个波形显现在屏幕内.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_后调节钮.(2) 如需要屏幕上正好显现一个完整的正弦波形,应将钮置于位置 ,然可编辑资料 - - - 欢迎下载