高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題總結(jié)

1、高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題知識(shí)點(diǎn)回顧一、描繪小燈泡的伏安特性曲線：二、電流表和電壓表的改裝：三、測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻：四、測(cè)定金屬電阻和電阻率：五、器材選擇：六、電路糾錯(cuò)：七、示波器的使用：八、用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件九、傳感器知識(shí)點(diǎn)和考點(diǎn)一、描繪小燈泡的伏安特性曲線原理：歐姆定律處理方法：內(nèi)接和外接（都有誤差）例1、某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件。圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對(duì)其提出質(zhì)疑，先需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：器材（代號(hào)）規(guī)格 電流表（a1）電流表（a2）電壓表（v1）電壓表（v2）滑動(dòng)變阻器（r1）滑動(dòng)變阻器（r2）直流電源（e）

2、開(kāi)關(guān)（s）導(dǎo)線若干量程050ma，內(nèi)阻約為50量程0200ma，內(nèi)阻約為10量程03v，內(nèi)阻約為10k量程015v，內(nèi)阻約為25k阻值范圍015，允許最大電流1a阻值范圍01k，允許最大電流100ma輸出電壓6v，內(nèi)阻不計(jì)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用 ；電壓表應(yīng)選用 ；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。（以上均填器材代號(hào)）為達(dá)到上述目的，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)。若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請(qǐng)說(shuō)明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)？相同點(diǎn)： ，不同點(diǎn)： 。二、電壓表和電流表（1）電流表原理和主要參數(shù)電流表g是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受磁

3、力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指什偏角與電流強(qiáng)度i成正比，即ki，故表的刻度是均勻的。電流表的主要參數(shù)有，表頭內(nèi)阻rg：即電流表線圈的電阻；滿偏電流ig：即電流表允許通過(guò)的最大電流值，此時(shí)指針達(dá)到滿偏；滿偏電壓u：即指針滿偏時(shí)，加在表頭兩端的電壓，故ugigrg（2）半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻rg： 方法：合上s1，調(diào)整r的阻值，使電轉(zhuǎn)到滿流表指針刻度再合上開(kāi)關(guān)s2，調(diào)整r的阻值（不可再改變r(jià)），使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的一半，可以認(rèn)為rg = r。 條件: 當(dāng) r比r大很多（3）電流表改裝成電壓表方法：串聯(lián)一個(gè)分壓電阻r，如圖所示，若量程擴(kuò)大n倍，即n，則根據(jù)分壓原理，需串聯(lián)的電阻值，故量程

4、擴(kuò)大的倍數(shù)越高，串聯(lián)的電阻值越大。（4）電流表改裝成電流表方法：并聯(lián)一個(gè)分流電阻r，如圖所示，若量程擴(kuò)大n倍，即n，則根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，需要并聯(lián)的電阻值，故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，并聯(lián)的電阻值越小。注意：改裝后的電壓表或電流表，雖然量程擴(kuò)大了，但通過(guò)電流表的最大電流或加在電流表兩端的最大電壓仍為電流表的滿偏電流ig和滿偏電壓ug，只是由于串聯(lián)電路的分壓及并聯(lián)電路的分流使表的量程擴(kuò)大了。三、測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和電阻原理：閉合電路歐姆定律：例1、某同學(xué)通過(guò)查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池。該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)e 和內(nèi)電阻，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻箱（最大阻值為9.999，科當(dāng)標(biāo)

5、準(zhǔn)電阻用） 一只電流表（量程=0.6a,內(nèi)阻）和若干導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)e內(nèi)電阻的要求，設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來(lái)。接通開(kāi)關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值,讀處與對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)i,并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)首先計(jì)算出每個(gè)電流值i 的倒數(shù);再制作r-坐標(biāo)圖，如圖6所示，圖中已標(biāo)注出了（）的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上。在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線。根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)e= v,內(nèi)電阻 例2、（1）某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量一銅絲的直徑，測(cè)微器的示數(shù)如圖所示，該銅絲的直徑

6、為 mm（2）右圖為一電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線圖。該實(shí)驗(yàn)可用來(lái)測(cè)量特測(cè)電阻rx的阻值（約500）。圖中兩個(gè)電壓表量程相同，內(nèi)阻都很大。實(shí)驗(yàn)步驟如下：調(diào)節(jié)電阻箱，使它的阻值r0與待測(cè)電阻的阻值接近；將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)到最右端。合上開(kāi)關(guān)s。將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向左端滑動(dòng)，使兩個(gè)電壓表指針都具有明顯偏轉(zhuǎn)。記下兩個(gè)電壓表和的讀數(shù)u1和u2。多次改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置，記下和的多組讀數(shù)u1和u2。求rx的平均值?；卮鹣铝袉?wèn)題：（）根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，其中電阻箱的符號(hào)為滑動(dòng)變阻器的符號(hào)為，其余器材用通用的符號(hào)表示。（）不計(jì)電壓表內(nèi)阻的影響，用u1、u2和r0表示rx的公式為 （

7、）考慮電壓表內(nèi)阻的影響，且u1、u2、r0、的內(nèi)阻r1、的內(nèi)阻r2表示rx的公式 四、電阻的測(cè)量電阻的測(cè)量有多種方法，主要有伏安法、歐姆表法，除此以外，還有半偏法測(cè)電阻、電橋法測(cè)電阻、等效法測(cè)電阻等等.（一）、下面主要介紹伏安法測(cè)電阻的電路選擇1伏安法測(cè)電阻的兩種電路形式（如圖所示）2實(shí)驗(yàn)電路（電流表內(nèi)外接法）的選擇測(cè)量未知電阻的原理是r，由于測(cè)量所需的電表實(shí)際上是非理想的，所以在測(cè)量未知電阻兩端電壓u和通過(guò)的電流i時(shí)，必然存在誤差，即系統(tǒng)誤差，要在實(shí)際測(cè)量中有效地減少這種由于電表測(cè)量所引起的系統(tǒng)誤差，必須依照以下原則：（1）若，一般選電流表的內(nèi)接法。如圖（a）所示。由于該電路中，電壓表的讀數(shù)

8、u表示被測(cè)電阻rx與電流表a串聯(lián)后的總電壓，電流表的讀數(shù)i表示通過(guò)本身和rx的電流，所以使用該電路所測(cè)電阻r測(cè)rxra，比真實(shí)值rx大了ra，相對(duì)誤差a（2）若，一般選電流表外接法。如圖（b）所示。由于該電路中電壓表的讀數(shù)u表示rx兩端電壓，電流表的讀數(shù)i表示通過(guò)r與rv并聯(lián)電路的總電流，所以使用該電流所測(cè)電阻r測(cè)也比真實(shí)值rx略小些，相對(duì)誤差a.例1、某電流表的內(nèi)阻在0.10.2之間，現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻，可選用的器材如下：a待測(cè)電流表a1（量程0.6a）； b電壓表v1（量程3v，內(nèi)阻約2k）c電壓表v2（量程15v，內(nèi)阻約10k）；d滑動(dòng)變阻器r1（最大電阻10）e定值電阻r2（阻值5） f電

9、源e（電動(dòng)勢(shì)4v）g電鍵s及導(dǎo)線若干（1）電壓表應(yīng)選用_；（2）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；（3）如測(cè)得電壓表的讀數(shù)為v，電流表的讀數(shù)為i，則電流表a1內(nèi)阻的表達(dá)式為：ra = _。（二）、控制電路的選擇：（滑動(dòng)變阻器分壓與限流接法的選擇）1、限流接法：如圖2甲所示， 注意：在接通電源之前應(yīng)把接入中路中的電阻最大，電路中的電流最小，以保證安全。即圖中滑片p移到b端。圖2乙2、分壓接法：如圖2乙所示。注意：在接通電源之前，滑片p應(yīng)移到圖中的a端，使負(fù)載的電壓和電流均為最小，以保證安全。3、選擇方法：在沒(méi)有特殊指明的情況下，從減小電能損耗和接線方便的角度考慮，變阻器通常選用限流接法，但在出現(xiàn)下述情況時(shí)，則必須

10、選擇分壓接法。（1）若采用限流電路時(shí)，如果電路中的最小電流大于等于被測(cè)電阻rx的額定電流或所給電表的量程時(shí)，必須選用分壓電路；例1、用伏安法測(cè)量某電阻rx阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：待測(cè)電阻rx（阻值約為100歐）；直流電流表a（010ma，50）；電壓表（03v，）；滑動(dòng)變阻器（0，1a）；直流電源（電動(dòng)勢(shì)為3v，內(nèi)阻不計(jì)）；電鍵、導(dǎo)線若干。根據(jù)規(guī)格要求，畫出測(cè)量電路圖。（2）滑動(dòng)變阻器全阻值遠(yuǎn)小于或者遠(yuǎn)大于被測(cè)電阻rx或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值，而實(shí)驗(yàn)要求電壓變化范圍較大（或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓電路；例2、有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“6v，0.6w”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)燈泡的

11、iu圖線?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：電壓表（010v，內(nèi)阻20）；電流表（00.3a，內(nèi)阻1）；滑動(dòng)變阻器（）；學(xué)生電源（直流9v），還有開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（3）實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始并連續(xù)變化時(shí)須采用分壓電路；圖4例1、某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率。所用的器材包括：輸出為3v的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器（千分尺）、米尺、電阻箱、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等。（1）他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個(gè)小金屬夾，金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動(dòng)。請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并連接電路實(shí)物圖14 圖15圖14 （2）

12、實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：正確鏈接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開(kāi)啟電源，合上開(kāi)關(guān)；讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，_，合上開(kāi)關(guān)，重復(fù)的操作。（3）該小組測(cè)得電流與金屬絲接入長(zhǎng)度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出了圖15的關(guān)系圖線，其斜率為_(kāi)a-1·m-1(保留三位有效數(shù)字)；圖線縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表了_的電阻之和。圖16（4）他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖16所示。金屬絲的直徑是_。圖15中圖線的斜率、電源電動(dòng)勢(shì)和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是_,其數(shù)值和單位為_(kāi)（保留三位有效數(shù)字）。 五、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇：1、首先考慮安全因素：所有儀器必須保證安全2、讀數(shù)誤差因素

13、：減小誤差3、對(duì)滑動(dòng)變阻器：分壓和分流4、儀器選擇的一般步驟：（1）首先選擇唯一性的器材；（2）草畫電路圖，（暫不接電流表和電壓表）；（3）估算回路中的電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)，但不超過(guò)其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材。例1、在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中若估測(cè)金屬絲的電阻rx約為3，為減小誤差，并盡可能測(cè)量多組數(shù)據(jù)，要求電阻絲的發(fā)熱功率p0.75w，備有器材如下：a、6v直流電源； b、直流電流表a1（00.6a，內(nèi)阻）； c、直流電流表a2（03a，內(nèi)阻）；d、直流電壓表v1（03v，）； e、直流電壓表v2（015v，）； f、滑動(dòng)變阻

14、器r1（0，最大允許電流1a）； g、滑動(dòng)變阻器r2（0，最大允許電流1a）；h、電鍵、導(dǎo)線若干。問(wèn)：（1）上述器材選用 （用字母表示）（2）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（3）在圖5中連接實(shí)物。圖6圖5例2、某同學(xué)用圖2所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8 v,0.3 v”的小燈泡的燈絲電阻r隨電壓u變化的圖象.除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，有以下一些器材可供選擇:電流表：a:(量程100 ma,內(nèi)阻約2 ); a:(量程0.6 a,內(nèi)阻約0.3 );電壓表：v1(量程5 v,內(nèi)阻約5 ); v2(量程15 v,內(nèi)阻約15 );電源：e1(電動(dòng)勢(shì)為1.5 v，內(nèi)阻為0.2 ); e2(電動(dòng)勢(shì)為4 v,內(nèi)阻約為0.04 ).為了

15、調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_，電壓表_,滑動(dòng)變阻器_，電源_.(填器材的符號(hào)) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出r-u的圖象如圖3所示.由圖象可知，此燈泡在不不作時(shí)，燈絲電阻為_(kāi)；當(dāng)所加電壓為3.00 v時(shí)，燈絲電阻為_(kāi),燈泡實(shí)際消耗的電功率為_(kāi)w.根據(jù)r-u圖象，可確定小燈泡耗電功率p與外加電壓u的關(guān)系.符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_ 答案：a2 v1 r1 e2 1.5 11.5 0.78 a例3、有一電阻r ，其阻值大約在40至50之間，需進(jìn)一步測(cè)定其阻值，現(xiàn)有下列器材：電池組，電動(dòng)勢(shì)為9 v，內(nèi)阻忽略不計(jì)；電壓表v，量程為0至10 v，內(nèi)阻20k；電流表a1，量程為0至50，內(nèi)

16、阻約20；電流表a2，量程為0至300m，內(nèi)阻約4；滑動(dòng)變阻器r1，阻值范圍為0至100，額定電流1a；滑動(dòng)變阻器r2，阻值范圍為0至1700，額定電流0.3，開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)中要求多測(cè)幾組電流、電壓值。在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選        電流表和       滑動(dòng)變阻器。例4、為了測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材供選用：a待測(cè)干電池一節(jié)b直流電流表（量程0 0.6 3 a，0.6 a擋內(nèi)阻為0.1，3 a擋內(nèi)阻為0.02）c直流電壓表（量

17、程0 3 15 v，3 v擋內(nèi)阻為5 k，15 v擋內(nèi)阻為25 k）d滑動(dòng)變阻器（阻值范圍為0 15，允許最大電流為1a）e滑動(dòng)變阻器（阻值范圍為0 1000，允許最大電流為0.2 a）f開(kāi)關(guān)g導(dǎo)線若干在圖（甲）中將所選器材，用鉛筆畫線代表導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)物連線；為盡可能減少實(shí)驗(yàn)的誤差，其中滑動(dòng)變阻器選 （填代號(hào)）；根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，畫出的ui圖線如圖（乙）所示，從中可求出待測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)為 v，內(nèi)電阻為 u/vi/a0.20.40.60.80.81.01.21.41.60（乙）v153a30.6+（甲）六、電路的糾錯(cuò)：例1、如圖所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點(diǎn)的標(biāo)號(hào)。在開(kāi)關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小

18、燈泡不亮?，F(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測(cè)的有：電源、開(kāi)關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線以及電路中的各點(diǎn)連接。（1）為了檢測(cè)小燈泡以及3根導(dǎo)線，在連接點(diǎn)1、2已接好的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的 擋。在連接點(diǎn)1、2同時(shí)斷開(kāi)的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的 擋。（2）在開(kāi)關(guān)閉合情況下，若測(cè)得5、6兩點(diǎn)間的電壓接近電源的電動(dòng)勢(shì)，則表明_ 可能有故障（3）將小燈泡拆離電路，寫出用多用表檢測(cè)該小燈泡是否有故障的具體步驟。 七、多用表的使用：例1、某同學(xué)利用多用電表測(cè)量二極管的反向電阻。完成下列測(cè)量步驟：（1）檢查多用電表的機(jī)械零點(diǎn)。（2）將紅、黑表筆分別插入正、負(fù)表筆插孔，將選擇開(kāi)關(guān)拔至電阻測(cè)量擋適當(dāng)?shù)牧砍烫?。?）將紅、黑表筆_，進(jìn)行歐姆調(diào)零。（4）測(cè)反向電阻時(shí)，將_表筆接二極管正極