高中物理电磁学实验最全.doc

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1、电学实验一、难点形成原因1、对电流表、电压表读数规那么认识模糊，导致读数有效数字错误2、对滑动变阻器限流、分压两种控制电路原理把握不准，导致控制电路选用不当3、对实验测量电路、电学仪器选用原那么把握不准，导致电路、仪器选用错误4、对电学实验重点内容“电阻测量方法无明确归类，导致思路混乱5、对于创新型实验设计平时缺乏对实验思想方法如模拟法，转换法，放大法，比拟法，替代法等进展归纳，在全新实验情景下，找不到实验设计原理，无法设计合理可行方案。受思维定势影响，缺乏对已掌握实验原理，仪器使用进展新情境下迁移利用，缺乏创新意识。 二、难点突破1、电流表、电压表读数规那么：电流表量程一般有两种，03A；电

2、压表量程一般有两种03V，015V。如图10-1所示：图10-1因为同一个电流表、电压表有不同量程，因此，对应不同量程，每个小格所代表电流、电压值不一样，所以电流表、电压表读数比拟复杂，测量值有效数字位数比拟容易出错。下面是不同表，不同量程下读数规那么：电压表、电流表假设用03V、03A量程，其最小刻度准确度分别为、，为10分度仪表读数，读数规那么较为简单，只需在准确度后加一估读数即可。如下图，电压表读数为，电流表读数为。假设指针恰好指在2上，那么读数为或A。电压表假设用015V量程，那么其最小刻度为，为2分度仪表读数，所读数值小数点后只能有一位小数，也必须有一位小数。 如下图，假设指针指在整

3、刻度线上，如指在10上应读做，指在紧靠10刻度线右侧刻度线上即表盘上第21条小刻度线读数为，假设指在这两条刻度线间中间某个位置，那么可根据指针靠近两刻度线程度，分别读做，或，或，或，即使是指在正中央，也不能读做，假设这样，那么会出现两位不准确数，即小数点后2和5，不符合读数规那么，如上图中所示，读数应为。电流表假设用量程，那么其最小刻度为，为5分度仪表读数，其读数规那么与015V电压表相似，所读数值小数点后只能有两位小数，也必须有两位小数。 如上图所示，电流表读数为，假设指针指在第11条刻度线上，那么读数为，指在第10条刻度线上，读数为，指在第12条刻度线上，读数为。2、滑动变阻器应用分析滑动

4、变阻器是电学实验中常用仪器，近几年高考电学设计性实验命题对其应用屡次直接或渗透考察.如何选择滑动变阻器接法设计控制电路仍是历届考生应考难点.图12-3滑动变阻器限流接法与分压接法特点：如图10-2所示两种电路中，滑动变阻器最大阻值为R0对负载RL电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图a电路称为限流接法，图b电路称为分压接法.图10-2负载RL上电压调节范围忽略电源内阻负载RL上电流调节范围忽略电源内阻一样条件下电路消耗总功率限流接法EULEILEIL分压接法0ULE0ILEIL+Iap比拟分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小限流法.如图a所示，待测电阻上电压调节范围为.显

5、然，当R0RL时，滑动触头在从b向a滑动过程中，先是电流表、电压表示数变化不大，后来在很小电阻变化范围内，电流表、电压表读数变化很快，也不方便读数，只有当RL与R0差不多大小时，才能对电流、电压有明显调控作用.在同样能到达目前提下，限流法较为省电，电路连接也较为简单.分压法.如图b所示，待测电阻上电压调节范围为0E，且R0相对于RL越小，R上电压变化线性就越好.当R0RL时，尽管UL变化范围仍是0E，但数据几乎没有可记录性，因为在这种情况下，滑片从左端滑起，要一直快到右端时，电压表上示数一直几乎为零，然后突然上升到E，对测量几乎没有用处.因此，分压接法要用全阻值较小滑动变阻器。滑动变阻器限流接

6、法与分压接法：两种电路均可调节负载电阻电压和电流大小，但在不同条件下，调节效果大不一样，滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循平安性、准确性、节能性、方便性原那么综合考虑，灵活选取.1.以下三种情况必须选用分压式接法1要求回路中某局部电路电流或电压实现从零开场可连续调节时如：测定导体伏安特性、校对改装后电表等电路，即大范围内测量时，必须采用分压接法.2当用电器电阻RL远大于滑动变阻器最大值R0时，必须采用分压接法.因为按图b连接时，因RLR0Rap,所以RL与Rap并联值R并Rap，而整个电路总阻值约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=Rap，显然ULRap,且Rap越小，这种线性关系越好，电

7、表变化越平稳均匀，越便于观察和操作.3假设采用限流接法，电路中实际电压或电流最小值仍超过RL额定值时，只能采用分压接法.2.以下情况可选用限流式接法1测量时对电路中电流或电压没有要求从零开场连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0相差不大或RL略小于R0，采用限流式接法.2电源放电电流或滑动变阻器额定电流太小，不能满足分压式接法要求时，采用限流式接法.3没有很高要求，仅从平安性和准确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法.图10-3例1：如图10-3所示，滑动变阻器电阻最大值为R，负载电阻R1=R，电源电动势为E,内阻不计.1当K断开，滑动头c移动时，R1两端电压

8、范围是多少？2当K闭合，滑动头c移动时，R1两端电压范围是多少？3设R长度ab=L,R上单位长度电阻各处一样，a、c间长度为x，当K接通后，加在R1上电压U1与x关系如何？【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同控制电路：限流和分压，把握限流和分压电路原理是关键【解析】1假设K断开，那么该控制电路为滑动变阻器限流接法，故U1E 2假设K闭合，那么该控制电路为滑动变阻器分压接法，故0U1E3U1=IR并，R并=,I= 得：U1=【总结】该题考察两种控制电路原理即两者获取控制电压范围不同例2：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx阻值约5 ,额定功率为1 W；电流表A1

9、量程00.6 A,内阻0.2 ;电流表A2量程03 A，内阻0.05 ;电压表V1量程03 V，内阻3 k;电压表V2量程015 V，内阻15 k;滑动变阻器R0050 ,蓄电池电动势为6 V、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选_，并画出实验电路图.【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器限流接法【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值大约值，可以计算待测电阻Rx额定电压、额定电流值约为U=V2.2 V,I=A=0.45 A.那么电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Rx，那么电流表必须外接.图10-

10、4因为滑动变阻器全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器限流接法，假设用限流接法，那么被测电阻Rx上最小电流为Imin=0.11 AI额，因该实验没有对电流、电压调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图10-4所示.【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大，用分压接法不便于调节，故限流接法是首选，只要能保证平安且有一定调节范围即可。例3：用伏安法测量一个定值电阻器材规格如下：待测电阻Rx约100 ;直流电流表量程010 mA、内阻50 ;直流电压表量程03 V、内阻5 k;直流电源输出电压4 V、内阻不计；滑动变阻器015 、允许最大电流1 A；开关1个，导线假设干.根据器材规格和实验

11、要求画出实验电路图.【审题】此题只需要判断测量电路、控制电路接法，各仪器量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种适宜。图10-5【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表内接法和外接法，由于Rx，故电流表应采用外接法.在控制电路中，假设采用变阻器限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载电流最小，Imin=24 mA10 mA,此时电流仍超过电流表量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示.【总结】任一种控制电路必须能保证电路平安，这是电学实验首要原那么 ，限流接法虽然简洁方便，但必须要能够控制电路不超过电流额定值，同时，能够保证可获取一定电压、电流范围，该题中，即便控制电

12、流最小值不超过电流表量程，因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小，电流、电压变化范围太小，仍不能用限流接法。3、实验电路和电学仪器选择1电路选择安培表内、外接电路选择由于电压表分流作用和电流表分压作用，造成表示数与通过负载电压或电流真实值之间产生误差，为减小此系统误差，应慎重选择电流表内外接法，选择方法如下：1、直接比拟法：当待测电阻阻值RxRA时，安培表分压很小，选择安培表内接电路。2、临界值计算比拟法：当待测电阻阻值与电压表、电流表阻值相差不多时，如何确定被测电阻R是较大还是较小呢？我们要计算两种接法相对误差，可用与相比拟.当即时，宜采用电流表外接法；当即时，宜采用电流表内接法；而时，电流

13、表内外接法效果是一样.此时被测电阻值R我们称为临界电阻。3、测试判断法试触法假设Rx、RA、RV大小关系事先没有给定，可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图10-6所示组成电路，其中电流表事先已经接好，拿电压表一个接线柱去分别试触M、N两点，观察先后两次试触时两电表示数变化情况。如果电流表示数变化比电压表示数变化明显(即)，说明接M点时电压表分流作用引起误差大于接N点时电流表分压作用引起误差，这时应采用内接法(即电压表接N点)。图10-6如果电压表示数变化比电流表示数变化明显(即)，说明接N点时电流表分压作用引起误差大于接M点时电压表分流作用引起误差，这时应采用外接法(即电压表接M点).

14、口决：“内大外小，即内接法适合测大电阻且系统误差偏大，即测量值大于真实值，外接法适合测小电阻且系统误差偏小，即测量值小于真实值，控制电路即滑动变阻器接法选择，见难点22电路实验器材和量程选择，应考虑以下几点：电路工作平安性，即不会出现电表和其它实验器材因过载毁坏现象。能否满足实验要求常常要考虑便于屡次测量求平均值。选择器材一般思路是：首先确定实验条件，然后按电源电压表电流表变阻器顺序依次选择。根据不使电表受损和尽量减少误差原那么选择电表.首先保证流过电流表电流和加在电压表上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取满偏度左右，以减少测读误差.根据电路中可能出现电流或电压

15、范围需选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器电流不超过它额定值，对大阻值变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化，不宜采用.应根据实验根本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰中选择.总之，最优选择原那么是：a、 方法误差尽可能小.b、实现较大范围灵敏调节.c、在大功率装置电路中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试准确度.根据以上原那么，电学仪器选择有如下建议：1、电源选择：选择直流电源，应根据用电器需要来确定，一般考虑用电器所需电压、电路中电流、电源电动势和允许电流等.在不超过待测器材所允许最大电压值情况下，

16、选择电动势较大电源以获得更多测量数据。在一样电动势情况下，通常选择内电阻较小电源以获得较稳定路端电压,测电源内阻除外。2、电表选择：在不超过电表量程条件下，选择量程较小电表以便测量时示数能在满刻度2/3左右。3、滑动变阻器选择:要由电路中所要求或可能出现电流、电压范围来选定变阻器，实际流过变阻器电流不得超过其额定值；如要通过变阻器电阻改变来读取不同电流、电压值时，要注意防止变阻器滑片稍有移动电流或电压就会有很大变化出现，也要防止出现滑片从一头滑到另一头，电流或电压几乎没有变化情况.假设控制电路确定为限流接法,那么滑动变阻器应选用与实验电路中其它电阻总阻值相差不大;假设控制电路确定为分压接法，那

17、么应选用在额定电流允许条件下阻值较小滑动变阻器。例4： 图10-7为用伏安法测量一个定值电阻阻值实验所需器材实物图，器材规格如下：图10-7 1待测电阻Rx约100 2直流电源输出电压4V，内阻可不计 3直流毫安表量程010mA，内阻50 4直流电压表量程03V，内阻5K 5滑动变阻器阻值范围015，允许最大电流1A 6电键一个，导线假设干条 根据器材规格和实验要求，在实物图上连线。并用“标出在闭合电键前，变阻器滑动触点应处正确位置。【审题】此题不要求选择仪器，只是对已有仪器进展电路选择合成，从一定程度上降低了难度，由条件，待测电阻与电压表阻值相差较多，滑动变阻器阻值相对较小。图10-8【解析

18、】因滑动变阻器阻值小于待测电阻Rx阻值，所以滑动变阻器应选用分压接法；待测电阻与电表相比，Rx阻值和电压表阻值相差较多，所以应选用安培表外接电路，实物连接如图10-8所示。滑动变阻器分压接法时，在闭合电键前，变阻器滑动触点应置于使负载电压为零处，如图箭头所示。【总结】1设计测量电阻电路必须考虑两个方面，首先要确定滑动变阻器是分压电路还是限流电路，再考虑是安培表外接电路还是安培表内接电路。2连接实物图时，应该先干路，再支路。滑动变阻器分压接法是要注意电键能控制全电路电流，即断开电键后，电路中无电学仪器仍处于通电状态，电键对支路不起作用是滑动变阻器分压接法时经常出现错误。例5：某电压表内阻在205

19、0K之间，现要测量其内阻，实验室提供以下可选用器材:待测电压表V(量程3V)，电流表A1(量程200A)，电流表A2(量程5mA)，电流表A3(量程0.6A)，滑动变阻器R(最大阻值1k)，电源E(电源电压为4V)，开关S.(1)所提供电流表中应选用(填字母代号).图10-9(2)为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在图10-9方框中画出符合要求实验电路(其中电源和开关及连线已画出).【审题】测量电压表内阻，从条件看，需测量通过电压表电流，因此，需估算通过电压表最大电流来判断所用电流表量程。同时，滑动变阻器全阻值远小于电压表内阻，控制电路应采用分压接法。【解析】电压表示数等于通过电压表电流与

20、本身内阻乘积，估算电路中最大电流为所以应选电流表A1，与电压表串联在电路中.滑动变阻器电阻远小于电压表内阻.如果用滑动变阻器连成限流电路，一那么它对电路调控作用很不明显，二那么是待测电压表分得最小电压约为E 图10-10大于电压表量程，变阻器明显不能组成限流电路，这样变阻器应作为分压器接在电路中，就不会出现上述问题，电路如图10-10所示. 【总结】对于电表选择，必须先根据条件估算电路中最大电压或电流值，以此确定选用略大于且量程最小电表。图10-11例6：有一改装电流表A1需要与一标准电流表A2进展校对，采用如下图10-11电路，其中E为电源，R0为一限流电阻，R为一可变电阻，S为电键，限流电

21、阻能够限制电路中最大电流，使之不超出电流表量程过多，从而对电流表起保护作用。实验中已有器材及其规格如下： 蓄电池E电动势6v，内阻约为， 改装电流表A1量程00.6A, 内阻约为 标准电流表A2 ( 量程00.6A3A, 内阻不超过实验中备有电阻器规格如下： A固定电阻阻值8，额定电流2A B固定电阻阻值15，额定电流2A C滑动变阻器阻值范围020，额定电流2A D，滑动变阻器阻值范围0200，额定电流2A 两个表刻度盘上都将量程均匀分为6大格，要求从起对每条刻线一一进展核对，为此，从备用电阻器中，R0应选用 ，R应选用 。用字母代号填写 【审题】此题中给出了固定限流电阻选择，首先要明确其作

22、用，实验要求电流范围在之间，即电路中仅有限流电阻时电流要略大于，同时要配合滑动变阻器，保证电路中最小电流不超过。【解析】改装表量程为，要求从起对每条刻线进展核对，所以，电路中最大电流不能小于，最小电流不能大于。电源电动势为6v，根据欧姆定律，电路中最小总电阻不能大于10，电路中除固定电阻和滑动变阻器外，其它电阻总阻值等于，所以固定电阻R0应选用A8；又因最大总电阻不能小于60，滑动变阻器应选用D200。【总结】1要正确理解限流电阻限流作用-使电路中电流不超过电流表量程过多，应理解为：在保证电流表能到达满量程条件下，通过电流表电流不过大。所以限流电阻阻值不能大于使电流表到达满偏时阻值。2注意区分

23、限流电阻与滑动变阻器作用，限流电阻作用是使电路中电流不要过小不小于，而滑动变阻器作用是使电路中电流要到达足够小不大于。例7：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：A、待测电阻Rx阻值大约为5，额定功率为1WB、电流表A10，内阻C、电流表A203A，内阻D、电压表V103V，内阻3KE、电压表V2015V，内阻15KF、滑动变阻器R0050G、蓄电池电动势为6VH、电键、导线为了较准确测量Rx阻值，保证器材平安，以便操作方便，电压表、电流表应选择_，并画出实验电路图。【审题】此题中待侧电阻额定功率、电阻估计值，可估算通过电阻电流及其两端电压，是选择电流表、电压表量程关键，另外，电流表

24、内外接法及滑动变阻器接法也需要计算确定。【解析】1、确定电流表、电压表量程。被测电阻Rx额定电压、额定电流分别为 那么电流表选用A1，电压表选用V1 图10-122、确定电流表内、外接法计算临界电阻 ，RXRX，会操作不方便，因此应选择变阻器限流接法。电路如图10-12所示。【总结】此题需要选择电流表、电压表量程以及测量电路和控制电路，解题时为防止混乱，可分步选择，将题目分解，既明确，又不易遗漏。4、电阻测量方法归类在高中电学实验中，涉及最多问题就是电阻测量，电阻测量方法也比拟多，最常用有：1欧姆表测量：最直接测电阻仪表。但是一般用欧姆表测量只能进展粗测，为下一步测量提供一个参考依据。用欧姆表

25、可以测量白炽灯泡冷电阻。2替代法：替代法测量思路是等效思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调标准电阻一般给定仪器中要有电阻箱。替代法是用与被测量某一物理性质等效，从而加以替代方法。图10-13如图10-13所示。先把双刀双掷开关S2扳到1，闭合S1，调整滑动变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时示数I最好为一整数。再把开关S2扳到2，调整电阻箱R0，使得电流表指针仍指到示数I。读出此时电阻箱阻值r，那么未知电阻Rx阻值等于r。说明：在此实验中等效性表现在开关换位后电流表示数一样，即当电阻箱阻值为r时，对电路阻碍作用与未知电阻

26、等效，所以未知电阻Rx阻值等于r。替代法是一种简捷而准确度很高测量电阻方法，此方法没有系统误差，只要电阻箱和电流表精度足够高，测量误差就可以忽略。3伏安法：伏安法测量依据是欧姆定律包括局部电路欧姆定律和全电路欧姆定律，需要根本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表时，可以用标准电阻电阻箱或给一个定值电阻代替；当电表内阻时，根据欧姆定律I=U/RV，电压表同时可以当电流表使用，同样根据U=IRA，电流表也可以当电压表用。4比例法：如果有可以作为标准电阻电表，可以采用比例法测电表电阻。用比例法测电表内阻时，两个电流表一般是并联据并联分流原理，两个电压表一般是串联据串联分压原理。所谓“比例法是：要

27、测量某一物体某一物理量，可以把它与准确数值标准物体进展比拟。例如，使用天平称量物体质量，就是把被测物体与砝码进展比拟，砝码就是质量数准确标准物体。天平构造是等臂杠杆，因此当天平平衡时，被测物体质量与标准物体质量是相等，这就省去了进一步计算。有很多情况下，被测物体与标准物体同一物理量间关系并不是相等，而是在满足一定条件下成某种比例关系，这种方法又称为“比例法。图10-14例如，测电流表和电压表内阻，如果有可以作为标准电阻电表，都可以使用比例法。采用比例法测电阻依据是：串联电路电压与电阻成正比，并联电路电流与电阻成反比。电压表可显示电阻两端电压值，电流表可显示电阻中通过电流，所以测电流表内阻应把两

28、电流表并联，测电压表内阻应把两电压表串联，电路图分别如图10-14甲、乙所示。测电流表内阻时，应调节滑动变阻器R01，使两电流表指针都有较大偏转，记录下两电表示数I1和I2，根据并联电路分流原理，假设电流表A1内阻为r1，那么电流表A2内阻r2=。测电压表内阻时，应调节滑动变阻器R02，使两电压表指针都有较大偏转，记录下两电表示数U1和U2，根据串联电路分压原理，假设电压表V1内阻r1，那么电流表V2内阻r2=。以上例子中，甲图采用限流电路而乙图采用分压电路，这是由于电流表内阻都较小，假设采用分压电路，那么滑动变阻器阻值必须更小，这时电路近似于短路，是不允许；而电压表内阻都很大，假设采用限流电

29、路，那么滑动变阻器电阻必须更大，这在实际上行不通。5半值法半偏法。图10-15半值法是上面比例法一个特例，测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法，电路图如图10-15所示。甲图实验时先断开开关S，闭合S，调整滑动变阻器R01限流法连接，使电流表A满度即指针指满刻度处；再闭合S，调整电阻箱R1，使电流表A指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱阻值R，那么电流表A电阻rA=R。测量结果偏小乙图实验时先闭合开关S及S，调整滑动变阻器R02分压法连接，使电压表V满度；再断开S，调整电阻箱R2，使电压表V指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱阻值R，那么电压表V电阻rV=R。测量结果偏大例8： 测量某电阻

30、Rx阻值.Rx约为5左右.下表给出可供选择器材.请画出你所设计实验原理图至少3种，并标明所选器材规格或代号.备注：另有导线假设干，各器材数目均只一个【审题】该题要求至少应用3种设计方案，需要熟练掌握测电阻原理和方法，列出所有测电阻根本方法，看题目中给出仪器是否适合，灵活利用、变通，充分发挥题目中所给仪器作用。【解析】图10-16方案一：应用伏-安法测电阻，见图10-16.选R2，还是选R1，就是出于对实验平安方面考虑.R2与G表，可改装成3V左右电压表；R1与G表，只能改装成左右电压表，这样小电压表既不能平安实验，也不能进展准确测量.电流表外接而不内接，是出于对实验结果准确程度考虑.因为改装后

31、电压表内阻远大于Rx，这样测量系统误差较小.选A1表，而不选A2表是出于准确读数考虑.A1、A2诚然都能满足平安要求，但小量程表读数相对误差要小得多，显然这是准确原那么应用.图10-17R3作为控制线路主元件，其控制电压方便与否，与R3、Rx值相对大小有关.当两电阻相近时，为了线路简单、经济，控制电路适宜用限流接法，这主要是出于实验操作是否方便考虑.方案二：应用全电路欧姆定律测电阻.见图10-17.原理：令Rx短路，调R1，测得I1后，由全电路欧姆定律得E=I1r+R1+0+RA接着去掉短路线，可得I2，同理得E=I2r+R1+Rx+RA可求Rx.图10-18 讨论：用R1为何不用R2？显然是

32、考虑了测量方便问题，是方便原那么应用.因为R1调节时能用到变化，对电流调整是有利.图2设计较图1，主要是考虑了节省器材原那么，这也可以说是经济原那么应用.方案三：欧姆表原理测电阻，见图10-18.原理：先让ab短路，调R1使A1满偏，此时内阻为5.去掉短路线，接通S，测得I，那么依据欧姆表原理，RX值为E/I -5讨论：用A1不用A2或G，主要是考虑了测量结果准确问题.假设用A2改装为欧姆表，其中值电阻为1；假设用G改装为欧姆表，其中值电阻为10k，与待测电阻比拟，测量误差太大.欧姆表特点是当测量值在其中值电阻附近时，其读数或测量结果比拟准确.这是准确原那么应用.且整个方案三操作上是很方便.【

33、总结】此题处理过程相对复杂，但只要遵循前面所提出各种选择方法，题目也就迎刃而解了，因此说，根底知识是关键，复杂题目只是根底知识合成。5、高考实验设计型命题求解策略所谓设计性实验，是指根据现行物理大纲要求，在学生掌握根本实验原理根底上，应用根本测量仪器自行设计实验方案实验，设计性实验命题考察内容，涉及到对实验原理再认识和加工，实验方案确定包括实验器材选择和迁移运用，实验步骤安排 ，实验数据处理方法，误差分析及对实验总结和评价等.考生在应试过程缺陷通常表现在以下几个方面：一方面：平时缺乏对实验思想方法如模拟法，转换法，放大法，比拟法，替代法等进展归纳，在全新实验情景下，找不到实验设计原理，无法设计

34、合理可行方案.另一方面：受思维定势影响，缺乏对已掌握实验原理，仪器使用进展新情境下迁移利用，缺乏创新意识. 实验设计根本方法1.明确目，广泛联系题目要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验目，是实验设计出发点.实验目明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接联系.对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应物理现象中，怎样定量关系成立，才能到达验证规律目；对于探索型实验，在相应物理现象中， 涉及哪些物理量这些都是应首先分析，以此来确定实验原理.2.选择方案，简便准确对于同

35、一个实验目，都可能存在多种实验原理，进而形成多种(可供选择)设计方案.一般说来，依据不同实验原理选择不同实验方案主要遵循四条原那么： (1)科学性：设计方案有科学依据和正确方式，符合物理学根本原理. (2)可行性：按设计方案实施时，应平安可靠不会对人身、器材造成危害；所需装置和器材要易于置备，且成功率高.(3)准确性：在选择方案时，应对各种可能方案进展初步误差分析，尽可能选用准确度高方案.(4)简便、直观性：设计方案应便于实验操作，读数，便于进展数据处理，便于实验者直观、明显地观察.3.依据方案，选定器材实验方案选定后，考虑该方案需要哪些装置，被测定量与哪些物理量有直接定量关系，分别需用什么仪

36、器来测定，以此来确定实验所用器材.4.拟定步骤，合理有序实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应以正确操作和提高效率角度拟定一个合理而有序实验步骤.5.数据处理，误差分析常用数据处理方法(如：平均法、图象法、描迹法、比拟法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)是应该掌握，在设计实验时也应予以考虑. 例9：一电阻额定功率为0.01 W，阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 k.现有以下仪表元件，试设计适当电路，选择适宜元件，较准确地测定其阻值.电流表，量程0300 A，内阻150 ；电流表，量程01000 A，内阻45 ；电压表，量程03 V，内阻6 k；电压表，

37、量程015 V，内阻30 k；电压表，量程050 V，内阻100 k；干电池两节，每节电动势为1.5 V；直流稳压电源，输出电压6 V，额定电流3 A；直流电源，输出电压24 V，额定电流0.5 A；直流电源，输出电压100 V，额定电流0.1 A；滑动变阻器，050 ，3 W；滑动变阻器，02 k，1 W；电键一只，连接导线足量.【审题】考察综合分析能力、推理能力及实验设计创新能力，审题过程见解析。图10-19【解析】由于现有器材中有电流表和电压表，故初步确定用伏安法测定此电阻阻值.又因待测电阻为一大电阻，其估计阻值比现有电压表内阻大或相近，故应该采用电流表内接法.由于现有滑动变阻器最大阻值

38、比待测电阻小得多，因此，假设用滑动变阻器调节待测电阻电流和电压，只能采用分压接法，如图10-19否那么变阻器不能实现灵敏调节.为了确定各仪表、元件量程和规格，首先对待测电阻额定电压和电流作出估算：最大电流为ImA5104 A500A；最大电压Um20 V.由于实验中电流和电压可以小于而不能超过待测电阻额定电流和额定电压，现有两个电流表内阻相近，由内阻所引起系统误差相近，而量程01000 A接入电路时，只能在指针半偏转以下读数，引起偶然误差较大，应选用量程为0300 电流表.这样选用电流表后，待测电阻上最大实际电压约为310440103 V12 V，故应选用量程为15 V电压表，由于在如下图电路

39、中，要实现变阻器在较大范围内灵敏调节，电源电压应比待测电阻最大实际电压高，故电源应选输出电压为24 V一种其额定电流也远大于电路中最大实际电流，故可用.关于变阻器选择，由于采用分压接法，全部电源电压加在变阻器上.假设是把050 变阻器接入电路，通过它最小电流对应于待测电路断开约为2450 A0.5 A，最小功率约为0.2550 W12.5 W，远大于其额定功率；而02 k变阻器接入电路，其最大电流对应于滑动键靠近图13-4中变阻器A端约为并联电路总电流0.0136 A，小于其额定电流0.2024 A.故应选02 k变阻器.【总结】此题处理过程相对复杂，但只要按照“仪器选择-测量电路选择-控制电

40、路选择这样顺序逐个突破，将复杂过程逐一分解，遵循前面所提出各种选择方法，题目也就迎刃而解了，因此说，根底知识是关键，复杂题目只是根底知识合成。实验设计根本思路明确目的选择方案选定器材拟定步骤数据处理误差分析 附：对电学实验中几个点强调说明：一、关于多用电表1.使用多用表时要注意什么(1)使用多用表电压、电流挡.使用多用表测量电压、电流方法，与单独使用电压表、电流表方法根本上是一样，只不过在使用多用表前要根据待测量情况(是电流还是电压是交流还是直流)调整好选择开关，并调整到适宜量程上，其他如正负接线柱选用，串联还是并联到电路中去等，就和单独使用电压表、电流表时没什么两样了.(2)使用多用表欧姆挡

41、.机械调零:使用前先查看指针是否指在左端电阻为无穷大位置，如不是，那么要用螺钉旋具慢慢地调节定位螺钉使指针正确定位.量程选择:扳动选择开关到适宜量程上，尽可能使正式测量时指针停留在中间位置附近，也就是要尽可能利用中这一范围内，以减少测量误差.欧姆调零:短接两表笔，调整欧姆档调零旋钮，使指针指在零欧姆处，注意每改变一次量程，就要重新调零一次.数据读取:数据读取时，一要注意到欧姆刻度不是均匀，不然估读会不正确；二要注意读得数据还应乘以量程倍率；三是测量电路中某一电阻阻值时，应该先把电源切断，再把待测电阻和其他元件断开，之后再行测量；四是要注意手不要碰到表笔金属杆，以免人体电阻与待测电阻并联造成误差

42、.完毕工作:测量完毕后，一定要把选择开关切换到交流高压挡或切换到OFF挡上，以防止漏电或误操作.2.欧姆表上刻度为什么是不均匀刻度时有什么规律吗对于磁电式电流计，其指针偏转角度和电流成正比，改装成电流表或电压表时，表盘刻度是均匀；但用磁电式电流计做欧姆表表头后，由欧姆表内部电路构造及全电路欧姆定律可知，当两表短接和接上待测电阻Rx后，分别有由式可知，待测电阻Rx与通过表头电流Ix不成线性关系，这就是造成表盘刻度不均匀原因.那么，怎样对欧姆表表盘进展刻度呢设指针偏转满刻度(mn)时，指针所指电阻值为Rx，那么应有把式代人式，整理，得，式便是把表盘改为欧姆刻度依据了.这里顺便指出，当RxR内时，此

43、时指针指中，称此值为中值电阻，显然，中值电阻恰好等于此时欧姆表内阻.3.测量时怎样正确选择欧姆表倍率在实际测量时，可以通过改变倍率使指针指在范围内，例如，开场时，如发现指针向右偏得过多，说明原倍率选得太大，可改选倍率小一些再试试，直到指针落在范围内为止.也可先估测出应该选用倍率用来选挡，换挡时，可利用公式RxnR指进展，关系式中Rx为待测电阻阻值，n为所选倍率挡(如选100，那么n100)，R指那么表示从表盘上直接读得数字.例如欧姆表中值电阻值为15，待测电阻约为1800，要较准确地测定该电阻应选用哪一个倍率，可题设条件知Rx1800，而R中15，为使测量较准确，R指宜取18，1800n18，

44、n100，所以应选100挡.再如用欧姆表100挡测一电阻，发现指针偏角太小，偏角太小，即R指太大，为使指针指示在R中附近，应增大偏角，即使R指变小，由RxnR指可知，n必增大，故应选1k挡.4.用欧姆表测量电阻前和换挡后，为什么一定要先进展欧姆调零欧姆表表盘刻度是按照标准电动势和内阻进展设计和刻度，实际应用时，内装电池与标准总有差异，同时，电池用久了，E和r都可能变化，这就会影响指针偏转转角，可能指不到指定刻度处而造成误差，所以使用前必须进展欧姆调零.在倍率改变后，欧姆表内阻电路就发生了相应变化，这时只有通过欧姆调零，才有可能使测量示数与电阻值相符，故每改变一次倍率，都应重新进展调零.二、关于用UI线修正法定性分析测电源电动势和内阻测量误差用伏安法测量电源电动势、内电阻学生实验中,有两种可供选择实验电路。在两种电路中，由于伏特表分流和安培表分压引起误差是不同，我们可以用图线修正法简洁明快分析两种电路引起测量误差。第一种测量电路：如图10-20和10-21中a线，分别为测量电路和由此电路测出数值画出路端电压与电流强度关系图线。误差分析方法如下：图10-21图10-20根据测量电路分析误差原因：本测量电路产生误差原因是由于伏特表分流使得安培表读