2022年高考物理电学实验精品知识点总结知识讲解.docx

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1、精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【学问梳理】高中物理电学试验可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一、 描画小灯泡的伏安特性曲线、伏安法测电阻、测量电阻的电阻率考虑：1） 电压表、电流表的量程的挑选.2） 电流表的内外接.3） 滑动变阻器的分压限、流接法：用分压接法时,滑动变阻器应当选用阻值小的.用限流接法时,滑动变阻器应当选用阻值和被测电阻接近的.4） 电流表的内外接产生误差的缘由.5） 游标卡尺与螺旋测微器读数：游标卡尺不估读,螺旋测微器估读.1、试验原理在纯电阻电路中, 电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系,但在实际电路中, 由于各种因素的影

2、响, U I 图像不再是一条直线.读出如干组小灯泡的电压U和电流 I ,然后在坐标纸上以U为纵轴,以 I 为横轴画出 UI 曲线.2、试验步骤（ 1）、适当挑选电流表,电压表的量程,采纳电流表的外接法,按图中所示的原理电路图连接好试验电路图.（ 2）、滑动变阻器采纳分压接法,把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A 端,电路经检查无误后,闭合电键S.（ 3）、转变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和 U,记入记录表格内,断开电键S.（ 4）、在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流I ,横轴表示电压 U,用平滑曲线将各点连接起来, 便得到伏安特性曲线.（ 5）、拆去

3、试验线路,整理好试验器材.3、留意事项（ 1）、因本试验要作出I U 图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此,变阻器要采纳分压接法.（ 2）、本试验中,因被测小灯泡电阻较小,因此试验电路必需采纳电流表外接法.（ 3）、电键闭合后,调剂变阻器滑片的位置,使小灯泡的电压逐步增大,可在电压表读数每增加一个定值（如 0.5V ）时,读取一次电流值.调剂滑片时应留意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压.（ 4）、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A 端.（ 5）、坐标纸上建立坐标系,横坐标所取的分度例应当适当,尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸.连线肯定用平滑的曲线,不能画成折线.4、误差分析（

4、 1）、测量电路存在 系统误差 ,未考虑电压表的分流,造成测得的I 值比真实值偏大.（ 2）、描画 I U 线时作图不精确造成的偶然误差 .5、学问延长5.1 电流表的解法：V（ 1）内接法：如下列图,待测电阻的测量值R测 ： x 测A A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_测RU测U AU RU AU RRR 明显 RR 所以RRR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I 测I测I AI R测xx测A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_Ax当 Rx RA 时, R

5、xR测 ,系统的相对误差很小,可以忽视不计,所以内接IV V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_法适用于测量高阻值电阻.（ 2）外接法：如下列图,待测电阻的测量值R测 ：V 测IR xA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RU测U 测RV Rx测IIIRR 测测VRVx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_明显有： RR 所以 RRV R测R测当 R R 时, Rx0 , RR,系统的相对误差忽视,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RR测xxRxVRx测可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_V测1测VRV所以外接法适用于测量低阻值电阻.

6、（ 3）试触法挑选内、外接法：详细方法是,在如下列图的电路中,转变电表的连接方式,拿电压表的一个接线柱分别接触M、N 两点,观看电压表和电流表的示数变化,假如电流表变化明显,说明电压表内阻对电路影响较大, 应采纳内接法. 假如电压表变化明显, 说明电流表内阻对电路影响较大,应采纳外接法.5.2 滑动变阻器的限流接法和分压接法：闭合开可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_负载 RL 上电压调剂电路负载 RL 上电流调关前触电所处相同条件下消耗的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_范畴节范畴限P总功率位置可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流RL接a R0 bRL

7、ULRRRRI LRb 端I L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ r0SL0法分RLPL0L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_压接法 r0a R0 b S0U L0I La 端RLI LI ap 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_比分压电路调剂范畴较大分压电路调剂范畴大都为了爱护负载电路限流电路能耗小可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_滑动变阻器的两种电路连接都能掌握调剂负载的电流和电压,但在相同条件下调剂成效不同,实际应用中要依据详细情形恰当的挑选限流接法和分压接法.（ 1）通常情形下（满

8、意安全条件）, 由于限流电路能耗较小,电路结构简洁,因此应优先考虑.（ 2）在以下情形下必需采纳分压接法.要使某部分电路的电压或电流从零开头连续调剂 ,只有分压接法才能满意.假如试验所供应的电表量程或其它元件答应通过的最大电流很小,如采纳限流接法,无论怎样调剂,电路中实际电流（或电压）都会超过电表量程或元件答应的最大电流（或电压）,为了爱护电表或其它元件, 必需采纳分压接法.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_伏安法测电阻试验中, 当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时,如采纳限流接法, 待测电阻上的电流 （或电压） 变化很小 ,不利于多次测量求平均值或用图像处理数据,也起不到爱护用电

9、器的作用,应选用分压接法.6、游标卡尺与螺旋测微器读数6.1游标卡尺 10 分度的游标卡尺.游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm .读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出0.1 毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,0.1 毫米位就读几（不能读某） .其读数精确到0.1mm. 20 分度的游标卡尺.游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm ,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm.读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是几乘0.05 毫米.

10、其读数精确到0.05mm . 50 分度的游标卡尺.游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm ,比主尺上可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_相邻两个刻度间距离小0.02mm.这种卡尺的刻度是特别的,游标上的刻度值, 就是毫米以下的读数. 这种卡尺的读数可以精确到 0.02mm.如右图中被测圆柱体的直径为 2.250cm.要留意：游标卡尺都是依据刻线对齐 来读数的, 所以都 不再往下一位 估读 .0123456789101 2345 67 890可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6.2 螺旋测微器固定刻度上的最小刻度为0.5mm（在中线的上侧） .可动刻度每旋转一圈前进

11、（或后退）0.5mm.在可动刻度的一周上平均刻有50 条刻线,所以 相邻两条刻线间代表0.01mm .读数时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分（由于是10 分度,所以在最小刻度后应再估读一位 ）,再把两部分读数相加,得测量值.上图中的读数应当是6.702mm.25200515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_二、 电压表和电流表改装考虑：1） 电流表改装并联小电阻.2） 电压表改装串联大电阻.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

12、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 I gRg2、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,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2.1 电流表半偏法测内阻的误差分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_用如图 1 所示的电路测电流表的内阻时,设电流表的满偏电流为

13、,就开关I gS2 断开时RAR1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_gR1 IIR21RRA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_开关 S2 闭合时,有得RR1RA1I g RA2RRAI RR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RAR1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_明显, RRA ,即RA 的测量值小于真实值 相对误差为可编辑资料 - - - 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_2.1 减小误差RAR RA100%RARAR1100%可编辑资料 - - -

14、 欢迎下载精品_精品资料_为使试验误差较小,必需使R1RA3、电压表的改装可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 1）原理： U gI g Rg 很小,不能直接换刻度测电压,需要串联一个如下列图的可编辑资料 - - - 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_分压电阻.（ 2）分压电阻的运算：由串联电路的特点知：UI g RgI g R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5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_就： RURU1 RU1 R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资

15、料_gggI gI gRgU g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于电压扩大表头量程的倍数：nU所以 RnU g1 Rg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_注：相同的表头改装成的不量程的电压表串联,指针偏转角度相同.4、电流表的改装可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 1）原理：I g 很小, 不能直接换刻度测电流,需要并联一个如下列图的分流电阻.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_（ 2）分流电阻的运算：由并联电路的特点知I g Rg II g R 就：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_

16、精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RI gRg II gRg由于电流扩大表头量程的倍数：I1I gnI所以 RRgI gn1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_注：相同表头改装成量程不同的电流表并联,指针偏转角度相同.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三、 测量电源电动势和电阻考虑：1） 电压表、电流表的量程的挑选.2） 电流表的内接,即电压表直接测量电源的路端电压.3） 滑动变阻器、电压表的挑选.1. 试验原理依据闭合电路的欧姆定律,其方法有：（ 1）如图甲所示,转变变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几组 U和 I 的值,由可得,.（ 2）

17、为减小误差,至少测出六组U和 I 值,且变化范畴要大些,然后在 U I 图中描点作图,由图线纵截距和斜率找出E,如图乙所示.2. 试验步骤（ 1）恰当挑选试验器材,照图连好试验仪器,使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值最大的一端.（ 2）闭合开关 S,接通电路,登记此时电压表和电流表的示数.（ 3）将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置,登记此时电压表和电流表的示数.（ 4）连续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置,登记各位置对应的电压表和电流表的示数.（ 5）断开开关 S,拆除电路.（ 6）在坐标纸上以 U 为纵轴,以 I 为横轴,作出 U I 图象,利用

18、图象求出E、 r .3. 试验误差分析（ 1）偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数 以及作 U I 图象时 描点 不很精确.（ 2）系统误差： 系统误差来源于 未计电压表分流 ,近似的将电流表的示数看作干路电流.实际 上电流表的示数比干路电流略小.假如由试验得到的数据作出图中 实线（ a）所示的图象,那么考虑到电压表的分流后,得到的U I 图象应是图中的虚线（ b）,由此可见,按图所示的试验电路测出的电源电动势,电源内电阻.说明： 外电路 短路时 ,电流表的示数 （即干路电流的测量值）等于干路电流的真实值, 所以图中 （a）、（ b）两图线交于短路电流处.当路端电压（即电压表示数）为时,由

19、于电流表示数小于干路电流,所以（ a）、（ b）两图线显现了图中所示的差异.4. 留意事项（ 1）电流表要与变阻器靠近,即电压表直接测量电源的路端电压.（ 2）选用 内阻适当大一些的电压表.（ 3）两表应挑选合适的量程,使测量时偏转角大些,以减小读数时的相对误差.（ 4）尽量多测几组 U、I 数据（一般不少于6 组）,且数据变化范畴要大些.（ 5）作 U I 图象时,让尽可能多的点落在直线上,不落在直线上的点匀称分布在直线两侧.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5.数据处理的方法（ 1）本试验中,为了减小试验误差,一般用图象法处理试验数据,即依据各次测出的U、I 值,作 UI图象

20、,所得图线延长线与U轴的交点即为电动势E,图线斜率的值即为电源的内阻r ,即.（ 2）应留意当电池内阻较小时, U 的变化较小,图象中描出的点出现如图（甲）所示状态,下面大面积空间得不到利用,所描得的点及作出的图线误差较大.为此,可使纵轴不从零开头,如图（乙）所示,把纵坐标比例放大,可使结果误差小些.此时,图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势,但图线与横轴的交点不再代表短路状态,运算内阻要在直线上选取两个相距较远的点,由它们的坐标值运算出斜率的肯定值,即为内阻 r .6.试验仪器的挑选本试验的系统误差来源于未计电压表的分流.为减小该误差,需要减小电压表的分流.减小电压表分流的方法有二方面, 一是

21、选取阻值范畴小的滑动变阻器,二是在满意量程要求的前提下选取内阻较大的电压表.由于选用了阻值范畴小的滑动变阻器,所以电路中电流较大,因而,仍需要滑动变阻器的额定电流较大.综上所述,本试验中 滑动变阻器的挑选原就是：阻值范畴较小而额定电流较大.电压表的挑选原就是：在满意量程要求的前提下选取内阻较大的.电流表的挑选需依据电源电动势和选用的滑动变阻器来确定.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_四、 多用表的使用：考虑：1） 电路电流红表笔流入、黑表笔流出.2） 机械调零、欧姆调零操作.3） 刻度盘读数.4） 每换一次档位,需重新调零;5） 使

22、用终止后将开关旋转至压挡.OFF或沟通高欧姆表的改装：（ 1）主要部件：表头、可调电阻、电源、红黑表笔等.电路如图.（ 2）原理：由闭合电路欧姆定律得：I gRgR0r,I xRgR0rRx,Rx 与 I 不成正比, II g 时, Rx0 .（ 3）刻度盘的特点：零刻度线在最右端,从右向左读数.刻度不匀称,前疏后密.中值电阻邻近误差小.当红、黑表笔不接触时（右图）,相当于被测电阻,此时电流表的电流为零, 所以电流表零刻度的位置是电阻挡刻度的“”位置.注：因欧姆表示数为零时：I gI g,中值时：,就中值电阻（电流RgR0r2RgR0rRx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表的指针指到刻度盘的中心时所对应的Rx 叫中值电阻）为 RxRgR0r .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 4）使用方法：第一 机械调零 .再欧姆调零 ,即两表笔直接短接,调整R0 ,让指针指在欧姆表盘最右端零刻度处.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_连接被测电阻,读出刻度盘示数R , RxkR ,其中 k 为档位倍数.如指针偏右,需缩小倍数,选可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_k 小的档位.如指针偏左,需放大倍数,选k 大的档位. 每换一次档位,需重新调零.可编辑资料 - - - 欢迎下载