高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)1

1、高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)一基本儀器091029一、中學(xué)物理中的基本實(shí)驗(yàn)儀器在09年考試說明中要求會(huì)正確使用的儀器冇12種：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒 表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈費(fèi)秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱。（1）按功能可分成五類 長(zhǎng)度的測(cè)量：.刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器。 時(shí)間的測(cè)量：秒表、電火花（電磁）打點(diǎn)記時(shí)器、（頻閃照相機(jī)）。 質(zhì)量的測(cè)量：天平（桿秤）。 電學(xué)量測(cè)量： .電流衣、電壓表、多用電表。 電路調(diào)節(jié)：滑動(dòng)變阻器、電阻箱。（2）從讀數(shù)方面可分為三類 不需耍讀數(shù)的儀器2種：電火花（或電磁）打點(diǎn)記時(shí)器，滑動(dòng)變阻器。 讀數(shù)時(shí)不需要估讀測(cè)量?jī)x器的儀器3

2、利-游標(biāo)卡尺、秒表和電阻箱。 需要估讀的測(cè)量?jī)x器7利x .刻度尺、螺旋測(cè)微器、天平、彈簧稱、電流表、電壓表和多用電表。二、基本實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)耍以有效數(shù)字的形式給出，而有效數(shù)字的最后一位數(shù)字為估計(jì)數(shù)字，應(yīng)和誤差所在 位置-致。1. 在最小分度的同一位估讀最小分度為2（包括0.2、0.02等），需要估計(jì)到最小分度的，如安培表檔。（丄,00.6a）2最小分度為5（包括0.5、0.05等），需耍估計(jì)到最小分度的,如電壓表檔。（丄,015v）2. 在最小分度的下一位估讀最小分度為1 （包括0.1、0.01等），需要估計(jì)到最小分度的,即估讀到最小分度的下一位，如刻度尺、螺旋測(cè)微器、安培表03

3、a檔、電壓表03v檔等。（占）3. 說明：歐姆表刻度不均勻，可以不估讀或按半刻度估讀；當(dāng)測(cè)量梢度要求不高或儀器精度不夠 高時(shí)，也可采用丄估讀。2例1（09年高安徽南卷，21 i ）用多用電表進(jìn)行了幾次測(cè)量，指針分別處于a、b的位置，如圖10-6所示。若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中所指的檔位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少？請(qǐng)?zhí)钤诒砀裰?。指針位置選擇開關(guān)所處擋位讀數(shù)a直流電流100 mama直流電壓2.5 vvb電阻x 100解析：測(cè)直流電流和電壓時(shí)讀中間的那條刻度線。表針指位置a,直流電流l（）（）ma量程時(shí)，讀笫二行 “050” 一排，最小分度為2ma,不需要在下一位估讀，只要估讀到最小分度的二

4、分之一，即1ma位， 我們可以估讀為1 ma。所在電流表的讀數(shù)為22ma + 1 ma = 23 mao電壓表用2.5v量程時(shí)，讀笫二行“0250”一排，最小分度為= 0.05v ,也不需耍在下一位估 讀，只要估讀到最小分度的五分z即0. 01v,我們可以估讀為0.03vo所在電壓表的讀數(shù)為o.55v+o.o3v= 0.58vo歐姆表x100擋時(shí)，表針指位置b,讀第一 行刻度線，表針指示位置為“3.2”，所以其讀數(shù)為：3.2x100 q=320 q。答案：23； 0.57-0.58； 320。練習(xí)1。某次實(shí)驗(yàn)中電流表、電壓表讀數(shù)如下圖所示，則i二a, u=v。三、電學(xué)基本實(shí)驗(yàn)儀器1. 電學(xué)基本

5、實(shí)驗(yàn)儀器分類：（1）電學(xué)量測(cè)量：電流表、電壓表、多川電表，示波器。（2）電路調(diào)節(jié)：滑動(dòng)變阻器、電阻箱。p2. 滑動(dòng)變阻器兩種接法的選?。?）根據(jù)要求選取連接方式若負(fù)載心中電流或兩端電壓需要從0開始連續(xù)調(diào)節(jié)，則只 能采用o分壓式接法（2）根據(jù)滑動(dòng)變阻器最人值阻r。和被調(diào)控（待測(cè)）電路 電阻r的人小關(guān)系確定e r=0 k當(dāng)ro>1orl時(shí)，采用限流式接法電流、電壓的調(diào)控效果好,操作方便。實(shí)際上,只要ro>rl，rl兩端電壓又不耍從0開始調(diào)節(jié)時(shí)，就町以采用限流式接法。譏冷rl時(shí)，采用。分壓式接法電流、電壓的調(diào)控效果好，操作方便，而且r l中的電流、兩端的電壓可以從0開始連續(xù)調(diào)節(jié)。當(dāng)生v&

6、amp;）vlo心時(shí)，滑動(dòng)變阻器的兩種接法都會(huì)得到較好的調(diào)控效果。在這種情況下，應(yīng)首選。 2限流式接法，這樣不僅線路簡(jiǎn)單和便于調(diào)節(jié)，而且流過滑動(dòng)變阻器的電流與負(fù)載電流相等，電路的總耗電 功率比分壓式接法要小。（3）滑動(dòng)變阻器的粗調(diào)和微調(diào)作用： 在限流電路中，全電阻較的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較的變阻器起微調(diào)作用。大，小 在分壓電路屮，全電阻較的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較的變阻器起微調(diào)作用。小，大例2測(cè)定“3.0v, 0.6w”小燈泡的功率，并研究小燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。器材冇：蓄 電池組6v,電流表、電壓表（）3v）、變阻器，耍求實(shí)驗(yàn)中燈泡兩端電壓由零逐漸增加到額定值。試畫出 實(shí)驗(yàn)電

7、路圖。l解析：題fh嚶求“實(shí)驗(yàn)小燈泡兩端電壓由零逐漸增加到額定值”，這便是標(biāo)志這是限流器所無法辦到的。故應(yīng)結(jié)成分壓器，其實(shí)驗(yàn)電路如圖3（夕卜_生牛結(jié)法分析略）o|e*r=o k3. 電流表兩種接法的選擇（1）電流表的內(nèi)、外接電路：如圖102所示，甲圖所示電路為電流表外接電路（簡(jiǎn)稱外接法），乙圖<=h-<a>（乙）所示電路為電流表內(nèi)接電路（簡(jiǎn)稱內(nèi)接法）。（2）兩種接法的選擇：設(shè)電流表、電壓表內(nèi)阻分別為ra、r”，被測(cè)電阻為尺工。方法一：若rx«rv，貝燧接法，若r»>ra，貝【j選接法。夕卜，內(nèi)方法二：當(dāng)& v 他 時(shí)，應(yīng)選用接法；當(dāng)&

8、 >rar,時(shí)，應(yīng)選用接法；當(dāng)rx = rarv時(shí)，選用o夕卜，內(nèi)，兩種方法均可。方法三：在爲(wèi)、心均不知的情況下，可采用試觸法。如圖所示，分別將d端與b、c接觸，如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，應(yīng)采用接法；如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，應(yīng)采用接法。內(nèi)，夕卜例3例題：冇一個(gè)電阻rx,：其阻值大約是25kq,可供選擇的器材是電流表 al (o-loou a,2kq) 電壓表 vi (0-10v, 100kq ) 直流穩(wěn)壓電源e (15v, 1a) 電鍵k和若干根導(dǎo)線.電流表 a2 (0-50() u a, 300 q) 電壓表 v2 (0-50v, 500k q )

9、 滑動(dòng)變阻器r (lkq,lw)試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。 解析：1.電壓表、電流表的選擇 若滑動(dòng)變阻器用限流接法，電路中的最小電流為imin=15v/26kq量程，因此滑動(dòng)變阻器必須用分壓器接法。若電壓表選v2(50v),因?yàn)殡娫措妷?5v不足貢量程的1/3,所以電壓表應(yīng)選vi (10v)o由于用分壓器接法時(shí)，電阻rx中 的最大電流為：imaxz = 10v /25kq = 0.4ma = 400 ma,所以電流衣選 a2c500 » a )。2.滑動(dòng)變阻器的選擇滑動(dòng)變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較

10、叨顯的變化，在限流電路中，一般 滑動(dòng)變阻器的阻值r>10rx；在分壓器電路中，一般滑動(dòng)變阻器的阻值r<0.5rxo在木題中不要求選擇 滑動(dòng)變阻器，但滿足了后一條件，因此應(yīng)連成分壓式。3 安培表內(nèi)接法和外接法的選擇因?yàn)閞x=25kq>>ra=300q,所以采用安培表內(nèi)接法4.分壓電路和限流電路的選擇分壓電路可以使待測(cè)電阻上的電壓從零調(diào)到最大值，連線較復(fù)朵，分壓電路消耗的額外功率大；限流 電路對(duì)電壓的調(diào)卩范圍較小.但連線簡(jiǎn)單，限流電路消耗的額外功率小.我們可根據(jù)這兩種電路的特點(diǎn)， 按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行選擇。在上面例題屮，如果用限流電路，因待測(cè)電阻值是滑動(dòng)變阻器總阻值的25倍，所

11、以變阻器對(duì)電流、解答：根據(jù)上 述分析，選擇電流 表和電壓表應(yīng)為 a2 和 vi：血出實(shí)驗(yàn)電路 圖如下：實(shí)物圖連線如 圖示：電壓的的調(diào)節(jié)作丿lj很小.這里我們應(yīng)該選川調(diào)節(jié)作川范圍人的分壓器電路.練習(xí)3用伏安法測(cè)一個(gè)電阻&的阻值。器材如下:待測(cè)電阻&(約2kq)；微安表(0-500u a, 內(nèi)阻100q)；電壓表(03v,內(nèi)阻lookq)；穩(wěn)壓電源(輸出電壓20v)；變阻器(030kq)。試畫出實(shí)驗(yàn)電路。解析：若接成限流電路,l.in=e/r =20/(2+30) x 103=0. 62x 10_3a=620 u a,大于微安表的量程，為安全計(jì)將滑動(dòng)變阻器接成分壓器電路如圖所示。四

12、、電學(xué)儀器選擇的原則(1)安全性原則：電流表和電壓表在使用屮，測(cè)量對(duì)象不能超過其暈程,指針向右轉(zhuǎn)過的角度就越人正、負(fù)接線柱不能接反；電源、滑動(dòng)變阻器、電阻、燈泡等器材，電流和端電壓不能超過它們的額定值。（2）準(zhǔn)確性原則：在確保安全的前提下，盡對(duì)能選取小量程，以增加讀數(shù)的準(zhǔn)確性。通常應(yīng)使指針至少超過滿偏的三分之一。（3）方便性原則：實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)節(jié)要簡(jiǎn)單方便，包括滑動(dòng)變阻器規(guī)格、分壓式連接與限流式連接的 選擇等。五、實(shí)物圖連線的基本方法和注意事項(xiàng)1. 連線順序及注意事項(xiàng) 依照電路圖，本著先干路后支路的順序，從電源正極開始，沿電流方向先將干路中與電源串聯(lián)的器 件連接起來，主控電鍵要串聯(lián)在干路小，再將

13、各并聯(lián)的器件分清主次進(jìn)行連接。 每根連線的兩端都要與相關(guān)器件的接線柱相接。連線不能交叉，也不能分岔，因此連線前要合理規(guī) 劃和布局。2. 電流表和電壓表的連接 電流表和電壓表要正確地連入電路，詢者串聯(lián)后者并聯(lián)，正、負(fù)接線柱不能接反，正接線柱接電勢(shì) 高的點(diǎn)，負(fù)接線林接電勢(shì)低的點(diǎn)。 注意電流表是外接還是內(nèi)接。 接線處要與所選量程相對(duì)應(yīng)。3. 滑動(dòng)變阻器的連接 確定滑動(dòng)變阻器是采用限流式接法，還是分壓式接法； 不能只將滑桿上的兩個(gè)接線柱接入電路而造成短路，也不能只將下方的兩個(gè)接線柱接入電路，變成 一個(gè)固定電阻。 選取恰當(dāng)?shù)淖柚?，注意額定電流。提示：一般先從電源正極開始，到電鍵，再到滑動(dòng)變阻器等。按順序

14、以單線連接方式將干路中要串聯(lián) 的元件依次申聯(lián)起來；然后連接支路將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。連接完畢，應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查電 路也應(yīng)按照連線的方法和順序。儀器的讀數(shù)1.（2006年高考江蘇綜合）關(guān)于多用電表的使用，下列說法屮正確的是（a. 用電流擋測(cè)電流或用電壓擋測(cè)電壓前，必須檢查機(jī)械零點(diǎn)b. 用電阻擋測(cè)電阻前,不需要檢查機(jī)械零點(diǎn)c. 用電阻擋測(cè)電阻吋，若從一個(gè)倍率變換到另 一個(gè)倍率，不需要重新檢查歐姆零點(diǎn)d.用電阻擋測(cè)電阻時(shí)，被測(cè)電阻的阻值越大，綜合應(yīng)用1. 一電阻額定功率為0.01w,阻值不詳.用歐姆表粗測(cè)其阻值約為40kq.現(xiàn)冇下列儀表元件，試設(shè)計(jì) 適當(dāng)?shù)碾娐?，選擇合適的元件，較精確地測(cè)定

15、其阻值 電流表，量程0300 u a，內(nèi)阻150q；電流表，量程01000 ua,內(nèi)阻45 q ；電壓表，量 程03v,內(nèi)阻6kq；電壓表,量程015v,內(nèi)阻30kq；電壓表,量程050v,內(nèi)阻100kq； 干電池兩節(jié)，每節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5v；直流穩(wěn)壓電源，輸出電圧6v,額定電流3a；肓流電源，輸出電壓 24v,額定電流0.5a；直流電源，輸出電壓100v,額定電流0.1a；滑動(dòng)變阻器，050q, 3w； （11） 滑動(dòng)變阻器，02kq, 1w；（電鍵一只，連接導(dǎo)線足量.解析：山于現(xiàn)有器材中有電流表和電壓表，故初步確定用伏安法測(cè)定此電阻的阻值.乂因待測(cè)電阻 為一大電阻，其估計(jì)阻值比現(xiàn)有電壓表的內(nèi)阻大或相近，故應(yīng)該采用電流表內(nèi)接法. 由于現(xiàn)有滑動(dòng)變阻器最人阻值比待測(cè)電阻小得多，因此，若用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)待測(cè)電阻的電流和電 壓，只能采用分壓接法，如圖（否則變阻器不能實(shí)現(xiàn)靈敏調(diào)節(jié)）. 為了確定各儀表、元件的量程和規(guī)格，首先對(duì)待測(cè)電阻的額定電壓和電流作出估算：最人電流為im -/=500 u a；最人電壓um=ir=20vo由于實(shí)驗(yàn)【i的電流和電壓可以小于而不能超 v/?過待測(cè)電阻的