關于高級高中物理電學實驗專題總結歸納

1、高中物理電學實驗專題知識點回顧一、描繪小燈泡的伏安特性曲線：二、電流表和電壓表的改裝：三、測定電源電動勢和內阻：四、測定金屬電阻和電阻率：五、器材選擇：六、電路糾錯：七、示波器的使用：八、用多用電表探索黑箱內的電學元件九、傳感器知識點和考點一、描繪小燈泡的伏安特性曲線原理：歐姆定律U = IR處理方法：內接和外接（都有誤差）例1、某研究性學習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，有同學對其提出質疑， 先需進一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：器材（代號）規(guī)格電流表（Ai）量程050mA內阻約為50c電流表（2量程0200mA內阻約為10c電壓表（V1

2、）量程03V,內阻約為10k C電壓表（V量程015V,內阻約為25kC滑動變阻器（R）阻值范圍015建，允許最大電流1A滑動變阻器（R）阻值范圍 0住夏，允許最大電流100mA直流電源(E)開關(S)輸出電壓6V,內阻不計導線若干為提高實驗結果的準確程度，電流表應選用 ;電壓表應選用 滑動變阻器應選用。(以上均填器材代號)為達到上述目的，請在虛線框內畫出正確的實驗電路原理圖，并標明所用器材的代號。若發(fā)現(xiàn)實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點？相同點:不同點: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)通電線圈在磁場中受磁力

3、矩作用發(fā)生偏轉的原理制成的，且指什偏角e與電流強度I成正比，即9= kI,故表的刻度是均勻的。電流表的主要參數(shù)有，表頭內阻Rg：即電流表線圈的電阻；滿偏電流Ig：即電流表允許通過的最大電流值，此時指針達到滿偏；滿偏電壓U:即指針滿偏時，加在表頭兩端的電壓，故Ug=IgRg(2)半偏法測電流表內阻 Rg:方法：合上S1,調整R的阻值，使電轉到滿流表指針刻度再合上開關S2,調整R'的阻值(不可再改變 R),使電流表指針偏轉到正好是滿刻度G的一半，可以認為 Rg = R'。條件：當R比R'大很多方法：串聯(lián)一個分壓電阻 R,如圖所示，若量程擴大(3)電流表改裝成電壓表倍，即n=

4、,則根據(jù)分壓原理，需串聯(lián)的電阻值UgU R _R= -Rg =(n-1)Rg ,故量程擴大的倍數(shù)越高，串聯(lián)的電阻值越大。Ug(4)電流表改裝成電流表方法：并聯(lián)一個分流電阻 R,如圖所示，若量程擴大 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I gLRcR= Rg =-,故量程擴大的倍數(shù)越高，并聯(lián)的電阻值越I R n -1小。注意：改裝后的電壓表或電流表， 雖然量程擴大了，但通過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大了。三、測量電源電動勢和電阻原理：閉合電路歐姆定律：E = U外+

5、 Ir例1、某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內電阻r，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱（最大阻值為9.999夏,科當標準電阻用） 一只電流表（量程I R=0.6A,內阻rg =0.1C ）和若干導線。請根據(jù)測定電動勢 E內電阻r的要求，設計圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。接通開關，逐次改變電阻箱的阻值R,讀處與R對應的電流表的示數(shù)I,并作記錄當電阻箱的阻值 R = 2.6。時,其對應的電流表的示數(shù)如圖 5所示。處理實驗數(shù)據(jù)時首先計算出每個電流值1 1 ,、一 _ 1I的倒數(shù)一;再制作R-坐標圖，如圖6所小，圖中已標注出了（ R,-）

6、III的幾個與測量對應的坐標點，請你將與圖5實驗數(shù)據(jù)對應的坐標點也標注在圖6中上。在圖6上把描繪出的坐標點練成圖線。根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=V,內電阻r =例2、（1）某同學用螺旋測微器測量一銅絲的直徑，測微器的示數(shù)如圖所示，該銅絲的直徑為mm（2）右圖為一電學實驗的實物連線圖。該實驗可用來測量特測電阻 R的阻值（約500 0）。圖中兩個電壓表量程相同，內阻都很大。實驗步驟如下：調節(jié)電阻箱，使它的阻值 R與待測電阻的阻值接近；將滑動變阻器的滑動頭調到最 右端。合上開關S。將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動，使兩個電壓表指針都具有明顯偏轉。記下兩個電壓表 和®的讀數(shù)U

7、和12。多次改變滑動變阻器滑動頭的位置，記下和®的多組讀數(shù)U和U2o求R的平均值?；卮鹣铝袉栴}：（I）根據(jù)實物連線圖在虛線框內畫出實驗的電路原理圖，其中電阻箱的符號為"：滑動變阻器的符號 七土A為，其余器材用通用的符號表示。（n）不計電壓表內阻的影響，用 U、U和R0表示R的公式為（出）考慮電壓表內阻的影響，且 U、U、R、 O的內阻1、的內阻2表示R的公式四、電阻的測量電阻的測量有多種方法，主要有伏安法、歐姆表法，除此以外，還有半偏法測電阻、電 橋法測電阻、等效法測電阻等等 .（一）、下面主要介紹伏安法測電阻的電路選擇1 .伏安法測電阻的兩種電路形式（如圖所示）2 .實驗

8、電路（電流表內外接法）的選擇測量未知電阻的原理是 R= U-,由于測量所需的電表實際上是非理想的，所以在測量I未知電阻兩端電壓 U和通過的電流I時，必然存在誤差，即系統(tǒng)誤差，要在實際測量中有 效地減少這種由于電表測量所引起的系統(tǒng)誤差，必須依照以下原則:R. R （1）若一上,一般選電流表的內接法。如圖（a）所示。由于該電路中，電壓表Ra Rx的讀數(shù)U表示被測電阻Rx與電流表A串聯(lián)后的總電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過本身和 Rx的電流，所以使用該電路所測電阻R測=U=Rx+R,比真實值Rx大了 Ra,相對誤差a=IR測-RxraRx- Rx（2）若 Jv R匕，一般選電流表外接法。如圖（b）所示。

9、由于該電路中電壓表的讀 RaRx數(shù)U表示Rx兩端電壓，電流表的讀數(shù) I表示通過Rx與Rv并聯(lián)電路的總電流，所以使用該 電流所測電阻_ URvRx _乂R測RxRvR測=也比真頭值 Rx略小些，相對反差 a=.IRv RxRxRv Rx例1、某電流表的內阻在 0.10.2之間，現(xiàn)要測量其內阻，可選用的器材如下：A.待測電流表 Ai （量程0.6A）;B.電壓表 Vi （量程3V,內阻約2kQ）C.電壓表V2 （量程15V,內阻約10ka）;D.滑動變阻器 Ri （最大電阻10Q）E.定值電阻R2 （阻值5Q）F.電源E （電動勢4V）G.電鍵S及導線若干（1）電壓表應選用 ;（2）畫出實驗電路圖

10、；（3）如測得電壓表的讀數(shù)為 V,電流表的讀數(shù)為I,則電流表A1內阻的表達式為：Ra =（二）、控制電路的選擇：（滑動變阻器分壓與限流接法的選擇）1、限流接法：如圖2甲所示，圖2乙注意：在接通電源之前應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。2、分壓接法：如圖2乙所示。注意：在接通電源之前，滑片P應移到圖中的a端，使負載的電壓 和電流均為最小，以保證安全。3、選擇方法：在沒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，則必須選擇分壓接法。(1)若采用限流電路時， 如果電路中的最小電流大于等于被測電阻R

11、的額定電流或所給電表的量程時，必須選用分壓電路；例1、用伏安法測量某電阻 Rx阻值，現(xiàn)有實驗器材如下：待測電阻 Rx (阻值約為100歐)； 直流電流表 A (010mA, 50Q);電壓表 V (03V, 5kQ );滑動變阻器 R (015Q , 1A);直流電源(電動勢為 3V,內阻不計)；電鍵、導線若干。根據(jù)規(guī)格要求，畫出測量電路圖。(2)滑動變阻器全阻值 R遠小于或者遠大于被測電阻 Rx或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值，而實驗要求電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù))時，必須采用分壓電路；例2、有一個小燈?上標有“ 6V, 0.6W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個燈泡的IU圖線?，F(xiàn)有實驗

12、器材如下：電壓表(010V,內阻20kQ);電流表(00.3A,內阻1C);滑動變阻器(5c,2A);學生電源(直流 9V),還有開關、導線。為使實驗誤差盡量減小，畫出實驗電路圖。(3)實驗中要求電壓從零開始并連續(xù)變化時須采用分壓電路；例1、某實驗小組利用實驗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、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開關和導線等。(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小金屬夾，金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動。請根據(jù)現(xiàn)有器材，設計實驗電路，并連接電路實物圖 14圖14(2)實驗的主要

13、步驟如下:圖15正確鏈接電路，設定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關；讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；斷開開關， ,合上開關，重復的操作。(3)該小組測得電流與金屬絲接入長度關系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出了圖15的關系圖線,其斜率為 A-1 m1(保留三位有效數(shù)字)；圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了 的電阻之和。(4)他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖16所示。 /金屬絲的直徑是 。圖15中圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲-。=-25橫截面積的乘積代表的物理量是，其數(shù)值和單位為_=" (保留三位有效數(shù)字)。-五、實驗儀器的選擇：圖161、首先考慮安全因素：所有儀器必須保證安全2

14、、讀數(shù)誤差因素：減小誤差3、對滑動變阻器：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，但不超過其量程的情況下，結合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材。例1、在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中若估測金屬絲的電阻Rx約為3Q,為減小誤差,并盡可能測量多組數(shù)據(jù)，要求電阻絲的發(fā)熱功率Pv 0.75W,備有器材如下：A、6V直流電源；B、直流電流表 Ai （00.6A,內阻0.5C）;C、直流電流表 A2 （03A,內阻0.01C）;D、直流電壓表 Vi （03V, 1kC

15、）;E、直流電壓表 V2 （015V, 5心）；F、滑動變阻器 Ri （0100Q,最大允許電流1A）;G、滑動變阻器 R2 （020Q ,最大允許電流1A）;H、電鍵、導線若干。問：（1）上述器材選用 （用字母表示）（2）畫出實驗電路圖。（3）在圖5中連接實物。例2pf孥,圖20狽謁&*' 3.8 V,0.3 V”的小燈泡的二匕】HIV5國取©燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象. 具材可供選擇A:（量程100 mA,內A:（量榔056 A,內阻姻M電壓表：V1（量程5 V,內阻約5）；V2（量程15 V,內阻約15）;電源：E1（電動勢為1.5 V,內阻為0.2 ）;E2

16、（電動勢為4 V,內阻約為0.04 ）.為了調節(jié)方便，測量準確，實驗中應選用電流表 ,電壓表. 滑動變阻器,電源.（填器材的符號）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并描繪出 R-U的圖象如圖3所示.由圖象可知，此燈泡在不不作時，燈絲電阻為 ;當所加電壓為3.00 V時，燈絲電阻為 ，燈泡 實際消耗的電功率為 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的關系符合該關系的示意圖是下列圖中的.答案： A2V1R1 E2 1.511.50.78A例3、有一電阻R ,其阻值大約在40 至50 之間，需進一步測定其阻值，現(xiàn)有下列器材：電池組弓電動勢為9 V,內阻忽略不計；電壓表 V,量程為0至10 V,內阻2

17、0KQ;電流表Ai,量程為0至50mA,內阻約 20Q;電流表A2,量程為0至300mA,內阻約 4Q;滑動變阻器Ri,阻值范圍為0至100Q,額定電流1A;滑動變阻器R2,阻值范圍為0至1700Q, 額定電流0.3 A ,開關S及導線若干。實驗電路圖如圖1所示，實驗中要求多測幾組電流、電壓值。在實驗中應選 ? ?電流表和?滑動變阻器。例4、為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻，實驗室準備了下列器材供選用：A.待測干電池一節(jié)B.直流電流表（量程 0 0.6 3 A, 0.6 A擋內阻為 0.10,3 A擋內阻為 0.02 Q）C.直流電壓表（量程 0 3 15 V , 3 V擋內阻為 5 k Q

18、,15 V擋內阻為25 k Q）D.滑動變阻器（阻值范圍為0 15 Q,允許最大電流為1A）E.滑動變阻器（阻值范圍為0 1000 Q,允許最大電流為0.2 A）F.開關G.導線若干在圖（甲）中將所選器材，用鉛筆畫線代表導線進行實物連線;為盡可能減少實驗的誤差，其中滑動變阻器選（填代號）；路 錯：圖電1、5、6為連接點的標號。在開關閉合后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮?，F(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需根據(jù)實驗記錄，畫出的 U I圖線如圖（乙）所示，從中可求出待測干電池的電動勢 為 V,內電阻為六、電的 糾例1、如所示的路中，2、 3、 4、要檢測的有：電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各點連接。(1)為了檢測小燈泡以及 3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電表的擋。在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的 擋。(2)在開關閉合情況下，若測得 5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，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、某同學利用多用電表測量二極管的反向電阻。完成下列測量步驟：(1)檢查多用電表的機械零點。(2)將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔，將選擇開關拔至電阻測量擋適當?shù)牧砍烫帯?3)將紅、黑表筆 ,進行歐姆調零。(4)測反向電阻時，將