高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)1、電壓表與電流表的估讀規(guī)則：電壓表、電流表分度值是0.1的估讀一位，分度值是0.2、0.5的不能估讀下一位，可以估讀0.1、0.3、0.5。電表的選擇：在不超過電表量程的條件下，選擇量程較小的電表（以便測(cè)量時(shí)示數(shù)能在滿刻度的2/3左右）。歐姆表測(cè)量盡量使用這一范圍刻度。2、測(cè)定金屬絲電阻率實(shí)驗(yàn)原理：用毫米刻度尺測(cè)一段金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)導(dǎo)線的直徑d，用伏安法測(cè)導(dǎo)線的電阻R，由，所以金屬絲的電阻率實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d.（2）依照電路圖用導(dǎo)線將器材連好，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大.（3）用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中

2、的被測(cè)金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度，即有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量3次，求出其平均值l.（4）電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合電鍵S，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流值和電壓值，記入記錄表格內(nèi);斷開電鍵S，求出導(dǎo)線電阻R的平均值.（5）將測(cè)得的R、l、d值代入電阻率計(jì)算公式，計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率.（6）拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材.3、描繪小燈泡伏安特性曲線次數(shù)1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310注意事項(xiàng)(1)電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接

3、法：本實(shí)驗(yàn)要作出UI圖象，要求測(cè)出多組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓式接法記憶口訣：電路連接是關(guān)鍵，先串后并把線連,滑動(dòng)變阻要分壓，A表外接減誤差,電壓從零開始調(diào)，UI坐標(biāo)連曲線,連好曲線細(xì)研究，得出規(guī)律記心間4、電流表內(nèi)接法外接法(內(nèi)大外小)電流表內(nèi)接法電流表外接法RAVRAV誤差來源電流表分壓電壓表分流結(jié)果：內(nèi)大外小R測(cè)>R真偏大R測(cè)<R真偏小適用條件RXRARVRX臨界條件RVRX=RXRARVRX>RXRA或RX<RVRARVRX<RXRA或RX>RVRA試觸法RVA電流表示數(shù)變化明顯（分流作用強(qiáng)）電壓表示數(shù)變化明顯（分壓作用強(qiáng)）5

4、、滑動(dòng)變阻器的分壓接法與限流接法滑動(dòng)變阻器限流接法滑動(dòng)變阻器分壓接法RLR0RLR0負(fù)載RL調(diào)節(jié)范圍：分壓調(diào)節(jié)范圍大RLRL+R0EULEERL+R0ILERL0ULE0ILERL功耗串聯(lián)總電阻大，功耗小并聯(lián)總電阻小，功耗大適用條件1.不要求電流電壓從0調(diào)節(jié)2.當(dāng)RL接近R0時(shí)，R0調(diào)節(jié)作用明顯3.當(dāng)分壓接法使R0過載時(shí)4.從節(jié)能方面考慮且接法簡(jiǎn)單1.要求電流或電壓要求從0開始2.當(dāng)RLR0，UL與R0接入部分線性關(guān)系好，便于調(diào)節(jié)測(cè)量。3.當(dāng)限流接法使用電器會(huì)過載時(shí)6、電阻測(cè)量的方法歸類（1）歐姆表測(cè)量：用歐姆表測(cè)量只能進(jìn)行粗測(cè)，為下一步的測(cè)量提供一個(gè)參考依據(jù)。（2）替代法：替代法測(cè)量電阻精度

5、高，不需要計(jì)算，方法簡(jiǎn)單，需要有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻（一般給定的儀器中要有電阻箱）。說明：在此實(shí)驗(yàn)中的等效性表現(xiàn)在開關(guān)換位后電流表的示數(shù)相同，即當(dāng)電阻箱的阻值為r時(shí)，對(duì)電路的阻礙作用與未知電阻等效，所以未知電阻Rx的阻值等于r。替代法是一種簡(jiǎn)捷而準(zhǔn)確度很高的測(cè)量電阻的方法，此方法沒有系統(tǒng)誤差，只要電阻箱和電流表的精度足夠高，測(cè)量誤差就可以忽略。RxAR0（3）伏安法：伏安法的測(cè)量依據(jù)是歐姆定律（包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律），需要的基本測(cè)量?jī)x器是電壓表和電流表，當(dāng)只有一個(gè)電表時(shí)，可以用標(biāo)準(zhǔn)電阻（電阻箱或給一個(gè)定值電阻）代替；當(dāng)電表的內(nèi)阻已知時(shí)，根據(jù)歐姆定律I=U/RV，電壓表同時(shí)可以當(dāng)電流表

6、使用，同樣根據(jù)U=IRA，電流表也可以當(dāng)電壓表用。（4）比例法：+R型，+R型R2R1V2V1 R1R2A1A2如果有可以作為標(biāo)準(zhǔn)的已知電阻的電表，可以采用比例法測(cè)電表的電阻。用比例法測(cè)電表內(nèi)阻時(shí)，兩個(gè)電流表一般是并聯(lián)（據(jù)并聯(lián)分流原理），兩個(gè)電壓表一般是串聯(lián)（據(jù)串聯(lián)分壓原理）。惠斯通電橋：當(dāng)電流計(jì)中無(wú)電流時(shí)，R1R0=R2RX，或RX=R0R2R1R1R0RXR2G（5）半偏法（專門用于測(cè)電表）。半偏法是上面比例法的一個(gè)特例，測(cè)電流表內(nèi)阻和測(cè)電壓表內(nèi)阻都可以用半值法，電路圖如圖所示。GL AL VL電流表實(shí)驗(yàn)時(shí)先斷開支路開關(guān)S，閉合S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R01（限流法連接），使電流表A滿度（即指針

7、指滿刻度處）；再閉合S，調(diào)整電阻箱R1，使電流表A的指針恰好指到半滿度處，讀出此時(shí)電阻箱的阻值R，則電流表A的電阻rA=R。（測(cè)量結(jié)果偏?。└倪M(jìn)方法:電路改進(jìn)如圖，閉合電鍵S1，調(diào)整R2的阻值，使電流表指針轉(zhuǎn)到滿刻度Ig，記下電流表A的示數(shù)Ig。再閉合電鍵S2，調(diào)整電阻箱R，同時(shí)調(diào)整R ，使電流表A的示數(shù)保持Ig不變，使電流表G指針偏轉(zhuǎn)到下好是滿刻度的一半，即Ig/2。則電流表G的內(nèi)阻Rg=R'¢乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)先閉合開關(guān)S及S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R02（分壓法連接），使電壓表V滿度；再斷開S，調(diào)整電阻箱R2，使電壓表V的指針恰好指到半滿度處，讀出此時(shí)電阻箱的阻值R，則電壓表

8、V的電阻rV=R。（測(cè)量結(jié)果偏大）7、伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻AV E測(cè)I短U0BA CBAE真E測(cè)I短IU0 (1)內(nèi)接法，實(shí)測(cè)得到AB線，由于電壓表分流IV，使電流表所測(cè)的電流I測(cè)小于電源的輸出電流I真，U趨近于零時(shí)，IV也趨于零，因此I短不需要修正；而I真=I測(cè)+IV，而IV=URV，修正為AC線，可以看出E測(cè)E真。由r=EI得：r測(cè)r真。AVE測(cè)UBAI短0E測(cè)I真U0I短ABC(2)外接法，實(shí)測(cè)得到AB線，由于電流表的分壓作用，有U真=U測(cè)+UA，即U真=U測(cè)+IRA，這樣在U-I圖線上對(duì)應(yīng)每個(gè)I，應(yīng)加上一修正值U=IRA，由于RA很小，所以在I很小時(shí)，U趨于零，E測(cè)不需要修正，可以

9、看出，E測(cè)=E真，由r=EI，得r測(cè)r真。外接法要求RAr，但是一般電池內(nèi)阻很小，很難滿足這一條件，因此實(shí)驗(yàn)中一般不采用這種方法等效替代法圖甲將虛線框內(nèi)的電壓表和電池看做一整體，內(nèi)接法實(shí)際上測(cè)的是這個(gè)整體的電動(dòng)勢(shì)和總內(nèi)阻。當(dāng)外電路（虛線框外）斷開時(shí)，路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)數(shù)值，由于電壓表的影響，此時(shí)的“電動(dòng)勢(shì)”實(shí)際上是電壓表兩端電壓，由于RVr，所以二者近似相等，但略小于電動(dòng)勢(shì)；此時(shí)的總內(nèi)阻是電壓表內(nèi)阻與電池內(nèi)阻并聯(lián)的總和，則r測(cè)r真，內(nèi)接法要求RVr，一般的電壓表內(nèi)阻較大，因此實(shí)驗(yàn)中一般采用內(nèi)接法。圖乙將虛線框內(nèi)的電流表和電池看做一整體，外接法測(cè)的是這個(gè)整體的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。當(dāng)外電路斷路時(shí)，路端電

10、壓等于電動(dòng)勢(shì)數(shù)值。測(cè)的內(nèi)阻實(shí)際上是電流表與電池內(nèi)阻串聯(lián)的總內(nèi)阻。所以E測(cè)=E真，r測(cè)r真，外接法要求RAr，但是一般電池內(nèi)阻很小，很難滿足這一條件，因此實(shí)驗(yàn)中一般不采用這種方法。8、電表的改裝與校準(zhǔn)表頭工作原理：電流通過線框產(chǎn)生的力矩跟游絲的扭轉(zhuǎn)力矩相等,則2BI（a/2）b=k。BIS=k。BS對(duì)一個(gè)一定的電表來說是定值,這就是說指針的旋轉(zhuǎn)角度跟電流成正比，這樣刻度就均勻了。（1）半偏法測(cè)電表內(nèi)阻GL AL VL（2）表頭參數(shù)內(nèi)阻Rg:電流表線圈的電阻，大約幾十歐到幾百歐。滿偏電流Ig:指針批轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流，大約幾十微安到幾毫安。滿偏電壓Ug:電流表通過Ig時(shí)兩端的電壓，大約零點(diǎn)幾伏。

11、關(guān)系式 Ug=Ig·RgIgRgGUg（3）改裝成電流表改裝成量程為I的電流表時(shí)，應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻R分流，電阻R叫分流電阻。RIgRgGI校準(zhǔn)：將改裝的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表串聯(lián)（4）改裝成電壓表改裝成量程為U的電壓表時(shí)，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻R分壓，電阻R叫分壓電阻。IgRgGUgUR校準(zhǔn)：將改裝的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián)9、多用電表歐姆擋RE r歐姆調(diào)零+紅表筆黑表筆機(jī)械調(diào)零E r待測(cè)電阻+R紅表筆黑表筆Rx機(jī)械調(diào)零:使用前先查看指針是否指在左端電阻為無(wú)窮大的位置，如不是，則要用螺釘旋具慢慢地調(diào)節(jié)定位螺釘使指針正確定位.量程選擇:扳動(dòng)選擇開關(guān)到合適的量程上，盡可能使正式測(cè)量時(shí)指針停留在中間位置附近，也就是要盡可能利用中這一范圍內(nèi)，以減少測(cè)量誤差.歐姆調(diào)零:短接兩表筆，調(diào)整歐姆檔的調(diào)零旋鈕，使指針指在零歐姆處，注意每改變一次量程，就要重新調(diào)零一次.數(shù)據(jù)讀取:數(shù)據(jù)讀取時(shí)，一要注意到歐姆刻度不是均勻的，不然估讀會(huì)