高三一轮电学实验基础精选文档.ppt

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1、高三一轮电学实验基础本讲稿第一页，共四十三页一、电表的改装一、电表的改装1、表头构造：永磁铁和放入永磁铁磁场、表头构造：永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成的可转动线圈组成 IUg G IgRg电路图：电路图：（1）满偏电流满偏电流:电流表指针偏转到最电流表指针偏转到最大刻度时的电流大刻度时的电流Ig（2）电流表的内阻电流表的内阻:表头表头G的电阻的电阻Rg（3）满偏电压满偏电压:电流表电流表G通过满偏电通过满偏电流时流时,加在它两端的电压加在它两端的电压UgUg=IgRgUg=IgRg本讲稿第二页，共四十三页2、把灵敏电流计改为电压表、把灵敏电流计改为电压表有一个电流表电阻有一个电流表电阻

2、Rg=1000Rg=1000欧欧,满偏电流满偏电流Ig=100A.Ig=100A.要把它改要把它改装成量程为装成量程为3V3V的电压表的电压表,应该怎应该怎样改装呢样改装呢?改装后的电压表内阻多大？改装后的电压表内阻多大？(R=29K R(R=29K RV V=30K).=30K).电路图电路图GIgRgUgURRVIgIgURV本讲稿第三页，共四十三页3、把灵敏电流计改为电流表、把灵敏电流计改为电流表电阻电阻Rg是是1000欧欧,满偏电流满偏电流Ig是是100A的电流表的电流表,要改装成要改装成量程为量程为1A的电流表的电流表,应该怎样应该怎样改装呢改装呢?(0.1欧欧 )GIgRgIRRA

3、UI IRA电路图电路图本讲稿第四页，共四十三页 主要用来测量电路电主要用来测量电路电流的仪器流的仪器4、实验仪器读数：、实验仪器读数：本讲稿第五页，共四十三页 主要用来测量电路主要用来测量电路中两端电压的仪器中两端电压的仪器本讲稿第六页，共四十三页5、电流表电压表的读数电流表电压表的读数原则：原则：凡最小分度值是凡最小分度值是以“1”为单位的.有有效数字的末位都在精度的下一位，即需要估效数字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补读，若无估读，则在精度的下一位补“0”0123A读数：读数：0.70A本讲稿第七页，共四十三页基本仪器的读数基本仪器的读数0123V读数：读

4、数：2.40V本讲稿第八页，共四十三页基本仪器的读数基本仪器的读数凡最小分度值是凡最小分度值是2或或5个单位的，有效数字的末位就是精度的同一个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数），若无估读不需补位（含估读数），若无估读不需补“0”。若用。若用00.6安量程，安量程，其精度为其精度为0.02安，说明测量时只能准确到安，说明测量时只能准确到0.02安，不可能准确安，不可能准确到到0.01安，因此误差出现在安培的百分位（安，因此误差出现在安培的百分位（0.01安），读数只安），读数只能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，将最小分将最

5、小分度分为二等分，把不足半等分的舍去，等于或超过半等分的算度分为二等分，把不足半等分的舍去，等于或超过半等分的算一个等分。一个等分。本讲稿第九页，共四十三页图 8如图如图8 8所示安培表指针位置，若用所示安培表指针位置，若用0-0.6A0-0.6A量程时，量程时，读数为读数为0.32A0.32A本讲稿第十页，共四十三页基本仪器的读数基本仪器的读数00.20.40.6A读数：读数：0.14A本讲稿第十一页，共四十三页基本仪器的读数基本仪器的读数读数：读数：0.37A00.20.40.6A本讲稿第十二页，共四十三页（3 3）当电压表在）当电压表在1515伏档位，表盘的最小分度值为伏档位，表盘的最小

6、分度值为0.50.5伏格，虽能准确读到伏格，虽能准确读到0.50.5伏，但误差仍出现在最小伏，但误差仍出现在最小分度值的同一数位上，即伏特的十分位。其估读法则分度值的同一数位上，即伏特的十分位。其估读法则是：是：将最小分度分为五等分仍按不足半等分舍去，将最小分度分为五等分仍按不足半等分舍去，等于或超过半等分算一个等分。等于或超过半等分算一个等分。如图如图7 7所示伏特表指针位置，若用所示伏特表指针位置，若用0-15V0-15V量程时，量程时，读数为读数为12.5V12.5V。图 7本讲稿第十三页，共四十三页基本仪器的读数基本仪器的读数051015V读数：读数：10.5V本讲稿第十四页，共四十三

7、页基本仪器的读数基本仪器的读数051015V读数：读数：9.3V本讲稿第十五页，共四十三页 6 6、电阻箱、电阻箱 与滑动变阻器与滑动变阻器一样提供可变电阻，一样提供可变电阻，但电阻箱的电阻可但电阻箱的电阻可以直接读出，电阻以直接读出，电阻的变化是不连续的。的变化是不连续的。本讲稿第十六页，共四十三页本讲稿第十七页，共四十三页（一）电流表的内、外接法（一）电流表的内、外接法根据电流表和待测电阻相对于电压表的位置，分为电流表外根据电流表和待测电阻相对于电压表的位置，分为电流表外接法和电流表内接法，分别如图接法和电流表内接法，分别如图(甲甲)和和(乙乙)所示，简称外接所示，简称外接法和内接法法和内

8、接法测量中，电阻的测量值定义为实验得到的电压值和电流值比值，测量中，电阻的测量值定义为实验得到的电压值和电流值比值，表达式为表达式为 二、电路的选择二、电路的选择本讲稿第十八页，共四十三页电流表电流表外接法外接法 电压表示数电压表示数:电流表示数电流表示数:AVRX测量值偏小测量值偏小误差来源于电压表的分流误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小，分流越小，误差越小当当Rx测量值偏大测量值偏大当当RxRA时，时，R测测越接近越接近R真真，误差越小。应采用电流表，误差越小。应采用电流表的的内接法内接法，所以该电路，所以该电路适合测量大电阻适合测量大电阻。误差来源于电流表的分压误差来源于电流表的

9、分压，分压越少，误差越小。，分压越少，误差越小。电阻测量值为电阻真实值和电流表内阻的串联电阻值。电阻测量值为电阻真实值和电流表内阻的串联电阻值。本讲稿第二十页，共四十三页电流表的内、外接法的选择可总结为三种方法：电流表的内、外接法的选择可总结为三种方法：阻值比较法：这是一种定性判断方法，多数问题中的电路选阻值比较法：这是一种定性判断方法，多数问题中的电路选择均可依此判断方法是择均可依此判断方法是若若Rx RA，宜采用电流表，宜采用电流表内接法内接法若待测电阻阻值为几百若待测电阻阻值为几百欧以上的大电阻用电流表内接法，若待测电阻阻值为几欧欧以上的大电阻用电流表内接法，若待测电阻阻值为几欧以下的小

10、电阻用电流表外接法以下的小电阻用电流表外接法用临界值计算法：若待测阻值为中等大小，不易定性用临界值计算法：若待测阻值为中等大小，不易定性判断，且知道电流表和电压表的阻值约为多大时，可用判断，且知道电流表和电压表的阻值约为多大时，可用此方法：此方法：当当 时内、外接法均可时内、外接法均可当当 (即即Rx为小电阻为小电阻)时用外接法时用外接法当当 (即即Rx为大电阻为大电阻)时用内接法时用内接法本讲稿第二十一页，共四十三页如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电如果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，即：流表分压作用大，即：应采用外接法应采用外接法试触法：不知道

11、电流表和电压表的大约阻值，也不知待测电试触法：不知道电流表和电压表的大约阻值，也不知待测电阻阻值大约是多少时采用此法电路如图所示分别将导线阻阻值大约是多少时采用此法电路如图所示分别将导线a端端与与b、c点接触：点接触：如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，即：压表分流作用大，即：应采用内接法。应采用内接法。方法提示：方法提示：“内大外小内大外小”，即内接法测量值比真实值偏大，即内接法测量值比真实值偏大，内接法适合测量内接法适合测量较大较大的电阻；外接法测量值比真实值偏小，的电阻；外接法测量值比真实值偏小，外接法适合测

12、量外接法适合测量较小较小的电阻。的电阻。本讲稿第二十二页，共四十三页（二）滑动变阻器的分压、限流接法（二）滑动变阻器的分压、限流接法为为了了改改变变待待测测电电阻阻两两端端的的电电压压(或或通通过过的的电电流流)，常常把把滑滑动动变变阻阻器器与与电电源源连连接接作作为为供供电电控控制制电电路路，滑滑动动变变阻阻器器在在电电路路中中主主要要有有两两种种连连接接方方式式，如如图图(甲甲)、(乙乙)所所示示，分分别别叫叫限限流流式式接接法法和和分分压式接法压式接法本讲稿第二十三页，共四十三页待测电阻供电电压的最大调节范围：待测电阻供电电压的最大调节范围：(不计电源内阻不计电源内阻)滑动变阻器的限流式

13、接法：滑动变阻器的限流式接法：如图，如图，Rx为待测电阻，为待测电阻，R为滑动变阻为滑动变阻器的总电阻器的总电阻电路连接特点：它的接线方式是电路连接特点：它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联串联该电路的优点是电路耗能小，操作简单一般适用于该电路的优点是电路耗能小，操作简单一般适用于用用大阻值滑动变阻器测量小阻值电阻大阻值滑动变阻器测量小阻值电阻从该表达式中，可以看出：其电压变化范围较小，从该表达式中，可以看出：其电压变化范围较小，Rx比比R大大得越多，变化范围越小得越多，变化范围越小本讲稿第二十四页，共四十三页滑动变阻器的分压式接法：滑动变阻器的分压式

14、接法：该电路优点是电压调节范围宽，但该电路较为复杂，操该电路优点是电压调节范围宽，但该电路较为复杂，操作也复杂，耗能也较大一般适用于作也复杂，耗能也较大一般适用于用小阻值滑动变阻器用小阻值滑动变阻器测量大阻值电阻测量大阻值电阻电路连接特点：接线方式是电源与滑动变电路连接特点：接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联器的一部分电阻并联待测电阻供电电压的调节范围是：待测电阻供电电压的调节范围是：0E(不计电源内阻不计电源内阻)如图，如图，Rx为待测电阻，为待测电阻，R为滑动变阻为滑动变阻器的总电阻器的总电阻本讲稿第二十五页

15、，共四十三页采用限流式接法时，采用限流式接法时，电路不能安全工作电路不能安全工作，如电路中的最，如电路中的最小电流小电流(电压电压)仍超过电流表仍超过电流表(电压表电压表)的量程或超过用电器的的量程或超过用电器的额定电流额定电流(电压电压)时，应采用分压式接法时，应采用分压式接法实际选择的原则：以下几种使用分压式接法：实际选择的原则：以下几种使用分压式接法：（其余情况用限流式接法）（其余情况用限流式接法）从零开始连续可调，须用分压式接法从零开始连续可调，须用分压式接法待测电阻待测电阻 Rx 远大于滑动变阻器总电阻远大于滑动变阻器总电阻 R 时，须用分压式时，须用分压式接法接法 在这种情况下，滑

16、动变阻器的滑片从一端移到另一端，在这种情况下，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电路中的电流变化仍极小，电路中的电流变化仍极小，待测电阻的电流（电压）变化待测电阻的电流（电压）变化范围很小。范围很小。本讲稿第二十六页，共四十三页在用伏安法测电阻（待测电阻约为在用伏安法测电阻（待测电阻约为2K）的实验中，所用电）的实验中，所用电压表的内阻约为压表的内阻约为20K，电流表的内阻约为，电流表的内阻约为10，使用滑动，使用滑动变阻器的总电阻为变阻器的总电阻为50，选择能够减小误差的电路进行实，选择能够减小误差的电路进行实验，画出此实验的电路原理图。验，画出此实验的电路原理图。例与练例与练解析：解析：故

17、电流表应采用内接法。故电流表应采用内接法。滑动变阻器的总电阻滑动变阻器的总电阻R=50远小于待测电阻的阻值，故采用远小于待测电阻的阻值，故采用滑动变阻器的分压接法。滑动变阻器的分压接法。若采用限流式接法，待测电阻上若采用限流式接法，待测电阻上电流和电压的变化很不明显，测电流和电压的变化很不明显，测量误差较大。量误差较大。AVRxR本讲稿第二十七页，共四十三页用伏安法测金属电阻用伏安法测金属电阻Rx（约为（约为5）的值，已知电流表内阻为）的值，已知电流表内阻为1，量程为，量程为0.6A，电压表内阻为几，电压表内阻为几K，量程为，量程为3V，电源，电源电动势为电动势为9V，滑动变阻器的阻值为，滑动

18、变阻器的阻值为06，额定电流为，额定电流为5A，试画出测量试画出测量Rx的原理图。的原理图。例与练例与练解析：解析：故电流表应采用外接法。故电流表应采用外接法。如果采用变阻器限流接法，待测电阻如果采用变阻器限流接法，待测电阻Rx的电压变化范围的电压变化范围约为约为45/129V，显然所提供的电压表量程不够，所以变阻，显然所提供的电压表量程不够，所以变阻器采用分压接法。器采用分压接法。RVARx本讲稿第二十八页，共四十三页用伏安法测量某一电阻用伏安法测量某一电阻 Rx的阻值，现有实验器材如下：的阻值，现有实验器材如下：待测电阻待测电阻 Rx(阻值约阻值约5，额定功率为，额定功率为 1W)；电流表

19、电流表 A1(量程量程 00.6A，内阻，内阻0.2)；电流表电流表 A2(量程量程 03A，内阻，内阻0.05）电压表电压表 V1(量程量程 03V，内阻，内阻3 k)；电压表电压表 V2(量程量程 015V，内阻，内阻15 k)；滑动变阻器滑动变阻器 R0(050）蓄电池蓄电池(电动势为电动势为 6V)、开关、导线、开关、导线为了较准确测量为了较准确测量Rx阻值，电压表、阻值，电压表、电流表应选电流表应选_，并在下面画出实验电路图并在下面画出实验电路图V1、A1例与练例与练本讲稿第二十九页，共四十三页2滑动变阻器的选择：滑动变阻器在电路中主要是起调节电滑动变阻器的选择：滑动变阻器在电路中主

20、要是起调节电压或电流的作用，其额定电流不能小于实验电路中最大电流压或电流的作用，其额定电流不能小于实验电路中最大电流同时根据电路类型来选择，同时根据电路类型来选择，如果接成限流电路，往往选如果接成限流电路，往往选择与待测电阻阻值相当的滑动变阻器，如果接成分压电择与待测电阻阻值相当的滑动变阻器，如果接成分压电路，往往需要选择阻值较小的滑动变阻器路，往往需要选择阻值较小的滑动变阻器（三）电学实验仪器的选择（三）电学实验仪器的选择1电流表、电压表的选择：对于电表，量程首先要达到电流表、电压表的选择：对于电表，量程首先要达到测量的范围，电流表或电压表量程要大于等于所测量的最测量的范围，电流表或电压表量

21、程要大于等于所测量的最大值，同时量程又不能太大，大值，同时量程又不能太大，务必使指针有较大偏转务必使指针有较大偏转(一一般要大于满偏度的般要大于满偏度的1/3)，以减小读数带来的误差，以减小读数带来的误差3电源或保护电阻也要根据实验原理进行判断电源或保护电阻也要根据实验原理进行判断本讲稿第三十页，共四十三页已知电阻丝的电阻约为已知电阻丝的电阻约为10，现备有下列器材供测量该电，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有阻丝的电阻时选用，应选用的器材有 （只填代号）。（只填代号）。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。A、量程是、量程是0.6A

22、，内阻是，内阻是0.5的电流表；的电流表；B、量程是、量程是3A，内阻是，内阻是0.1电流表；电流表；C、量程是、量程是3V，内阻是，内阻是6k电压表；电压表；D、量程是、量程是15V，内阻是，内阻是30k电压表电压表E、阻值为、阻值为01k，额定电流为，额定电流为0.5A的滑动变阻器；的滑动变阻器；F、阻值为、阻值为010，额定电流为，额定电流为2A的滑动变阻器；的滑动变阻器；G、蓄电池（、蓄电池（6V）；）；H、开关一个，导线若干；、开关一个，导线若干；例与练例与练选择的器材为：选择的器材为：G、A、C、F、H。RVARx本讲稿第三十一页，共四十三页对于滑动变阻器的连接，对于滑动变阻器的连

23、接，要搞清楚接入电路的是哪一部分要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑片上电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑片上（四）电路图的连接（四）电路图的连接1、基本方法、基本方法画出实验电路图画出实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连线方式应是画线连接各元件连线方式应是单线连接，连线顺序应先单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路画串联电路，再画并联电路2、注意事项、注意事项连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错各导线都应接在接线柱

24、上，不应在导线中间出现分叉各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉本讲稿第三十二页，共四十三页RVARx根据电路图，用实线代替导线在所给的实验器材图中连根据电路图，用实线代替导线在所给的实验器材图中连成电路。成电路。本讲稿第三十三页，共四十三页游标卡尺的主要部分是主尺游标卡尺的主要部分是主尺(附有左边上爪和下爪附有左边上爪和下爪)和一条可以和一条可以沿着主尺滑动的游标尺沿着主尺滑动的游标尺(附有右边上爪和下爪以及深度尺附有右边上爪和下爪以及深度尺)如如图所示图所示一、游标卡尺一、游标卡尺1游标卡尺的构造游标卡尺的构造外测量爪：可测量物体厚度或外径外测量爪：可测量物体厚度或外径.内测量爪：

25、可测量槽宽或内径内测量爪：可测量槽宽或内径.深度尺：可测量筒的深度深度尺：可测量筒的深度2游标卡尺的使用游标卡尺的使用内测量爪内测量爪外测量爪外测量爪固定螺丝固定螺丝主尺主尺游标尺游标尺深度尺深度尺三、游标卡尺、螺旋测微器读数三、游标卡尺、螺旋测微器读数本讲稿第三十四页，共四十三页3原原理理：利利用用主主尺尺的的最最小小分分度度与与游游标标尺尺的的最最小小分分度度的的差差值值制制成成 不不管管游游标标尺尺上上有有多多少少个个小小等等份份刻刻度度，它它的的刻刻度度部部分分的的总总长长度度比比主主尺尺上上的的同同样样多多的的小小等等份份刻刻度度少少1 mm.常常见见的的游游标标卡卡尺尺的的游游标标

26、尺尺上上小小等等份份刻刻度度有有10个个的的、20个个的的、50个个的的，见下表：见下表：刻度格数刻度格数(分度分度)刻度总长度刻度总长度每小格与每小格与1 mm的差值的差值精确度精确度(可准确到可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm本讲稿第三十五页，共四十三页4.读读数数：若若用用x表表示示由由主主尺尺上上读读出出的的整整毫毫米米数数，K表表示示从从游游标标尺尺上上读读出出与与主主尺尺上上某某一一刻刻线线对对齐齐的的游游标标的的格格数数，则则其其读读数为数为(xK精确度精确度)mm.29.8mm温馨提

27、示：温馨提示：主尺上的整毫米数应为游标尺主尺上的整毫米数应为游标尺“0”刻线之前的整刻线之前的整数部分，切勿读成游标尺左棱之前的整数部分。数部分，切勿读成游标尺左棱之前的整数部分。本讲稿第三十六页，共四十三页50分度分度0.15mm23.22mm本讲稿第三十七页，共四十三页图 3 本讲稿第三十八页，共四十三页如图所示是常用的螺旋测微器它的测砧如图所示是常用的螺旋测微器它的测砧A和固定刻度和固定刻度B固定固定在尺架在尺架F上，旋钮上，旋钮K、微调旋钮、微调旋钮K和可动刻度和可动刻度H、测微螺杆、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在连在一起，通过精密螺纹套在B上上二、螺旋测微器二、螺旋测微器1螺旋

28、测微器的构造螺旋测微器的构造本讲稿第三十九页，共四十三页测微螺杆测微螺杆P与固定刻度与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即，即旋钮旋钮K每旋转一周，每旋转一周，P前进或后退前进或后退0.5 mm，而可动刻度，而可动刻度H上的上的刻度为刻度为50等份，每转动一小格，等份，每转动一小格，P前进或后退前进或后退0.01 mm。即螺旋。即螺旋测微器的精确度为测微器的精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位。读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。2螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理本讲稿第四十页，共四十三页测量值测量值(毫米毫米)固定刻度数固定刻度数(毫米毫米)(注意半毫米刻度线是否注意半毫米刻度线是否露出露出)可动刻度数可动刻度数(估读一位估读一位)0.01(毫米毫米)3读数：读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出由可动刻度读出6.725mm8.464mm本讲稿第四十一页，共四十三页8.470mm本讲稿第四十二页，共四十三页读读数数练习练习1.2.2.mm mm 本讲稿第四十三页，共四十三页