高考復習電學實驗講義完整版

1、實驗七測定金屬的電阻率(練習使用螺旋測微器)一、螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)1螺旋測微器的構(gòu)造如圖1所示是常用的螺旋測微器它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上旋鈕D、微調(diào)旋鈕D和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在B上圖12螺旋測微器的原理測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進或后退0.5 mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進或后退0.01 mm.即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺3讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出,小數(shù)部分由可動刻度讀出.測

2、量值(毫米)固定刻度數(shù)(毫米)(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(毫米)二、游標卡尺1構(gòu)造：主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘(如圖2所示)圖22用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑3原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其讀數(shù)見下表：游標尺精度(mm)測量長度LNk(mm)(游標尺上第k格與主尺上的刻度線對齊時)總刻度格數(shù)n

3、刻度總長度(mm)每小格與主尺1格(1 mm)相差1090.10.1N(主尺上讀的整毫米數(shù))k20190.050.05N(主尺上讀的整毫米數(shù))k50490.020.02N(主尺上讀的整毫米數(shù))k三、伏安法測電阻1電流表、電壓表的應用電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV電阻測量值R測RxRA>Rx測量值大于真實值R測<Rx測量值小于真實值適用條件RARxRVRx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測量，測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小)2伏安法測電阻的電路選擇(1)阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，

4、若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法(2)臨界值計算法Rx<時，用電流表外接法；Rx>時，用電流表內(nèi)接法(3)實驗試探法：按圖3接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù) 圖3有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法四、測量金屬的電阻率實驗目的1掌握螺旋測微器及游標卡尺的原理及讀數(shù)方法2掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法3會用伏安法測電阻，并能測定金屬的電阻率實驗原理由R得，因此，只要測出金屬絲的長度l，

5、橫截面積S和金屬絲的電阻R，即可求出金屬絲的電阻率.(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻R(R )電路原理圖如圖4所示 圖4 (2)用毫米刻度尺測量金屬絲的長度l，用螺旋測微器量得金屬絲的直徑，算出橫截面積S. (3)將測量的數(shù)據(jù)代入公式求金屬絲的電阻率點撥因為本實驗中被測金屬絲的電阻值較小，所以實驗電路采用電流表外接法實驗器材毫米刻度尺、螺旋測微器、直流電流表和直流電壓表、滑動變阻器(阻值范圍050 )、電池組、開關(guān)、被測金屬絲、導線若干實驗步驟1直徑測定：用螺旋測微器在被測金屬導線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計算出導線的橫截面積S.2電路連接：連接好用伏安法測

6、電阻的實驗電路3長度測量：用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度，反復測量3次，求其平均值l.4U、I測量：把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認無誤后，閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S，求出金屬導線電阻R的平均值5拆除電路，整理好實驗器材數(shù)據(jù)處理1在求R的平均值時可用兩種方法(1)用R分別算出各次的數(shù)值，再取平均值(2)用UI圖線的斜率求出2計算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)R、l、d的值代入電阻率計算式R.誤差分析1金屬絲的橫截面積是利用直徑計算而得，直徑的測量是產(chǎn)生誤差的主

7、要來源之一2采用伏安法測量金屬絲的電阻時，由于采用的是電流表外接法，測量值小于真實值，使電阻率的測量值偏小3金屬絲的長度測量、電流表和電壓表的讀數(shù)等也會帶來偶然誤差4由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差注意事項1本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此實驗電路一般采用電流表外接法2實驗連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、開關(guān)、電流表、待測金屬導線、滑動變阻器連成主干線路(閉合電路)，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端3測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩端點間的待測導線長度，測量時應將導線拉直，反復測量三次，求

8、其平均值4測金屬導線直徑一定要選三個不同部位進行測量，求其平均值5閉合開關(guān)S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置6 在用伏安法測電阻時,通過待測導線的電流強度I不宜過大(電流表用00.6 A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大7求R的平均值時可用兩種方法：第一種是用RU/I算出各次的測量值，再取平均值；第二種是用圖象(UI圖線)來求出若采用圖象法，在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要盡可能地讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮實驗改進在本實驗中，由于電表內(nèi)電阻的影響，從而使金屬導線電阻測量值

9、偏小，可以改進實驗電路，消除由于電表內(nèi)阻的影響而帶來的實驗誤差1等效替換法連接電路如圖5所示R為電阻箱，Rx為待測電阻，通過調(diào)節(jié)電阻箱R，使單刀雙擲開關(guān)S分別接1和2時，電流表中的電流示數(shù)相同，則表明RxR，即可測出Rx. 圖5 2附加電阻法連接電路如圖6所示，R1為一阻值較大的固定電阻，Rx為待測 電阻 (1)S2斷開，閉合S1，調(diào)節(jié)變阻器R，使電流表、電壓表都有一個適當讀數(shù)，記下兩表讀數(shù)I1、U1.(2)保持變阻器R不變，再閉合S2，記下兩表的讀數(shù)I2、U2. 圖6(3)待測電阻Rx.考點一游標卡尺、螺旋測微器的讀數(shù)游標卡尺的讀數(shù)應注意以下幾點：(1)看清精確度例如(圖7)圖7易錯成114

10、×0.1 mm11.40 mm正確的應為11.4 mm，游標卡尺不需估讀，后面不能隨意加零例如(圖8)圖8易錯成1012×0.05 mm10.6 mm，正確的應為10.60 mm(2)主尺上的單位應為厘米主尺上標識的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米，讀數(shù)時應將毫米和厘米分清，游標卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.例如(圖9)圖9易錯成(54×0.05) mm5.20 mm正確的應為(504×0.05) mm50.20 mm(3)區(qū)分零刻度與標尺最前端例如(圖10)圖10易錯成1310×0.05 mm13.50 mm正確讀數(shù)為1410×0.0

11、5 mm14.50 mm例1(1)如圖11所示為一種游標卡尺，它的游標尺上有圖1120個小的等分刻度，總長度為19 mm.用它測量某物 體長度時，游標卡尺示數(shù)如圖所示，則該物體的長度是_ cm.(2)如圖12所示為使用螺旋測微器測量某金屬絲直徑的示意圖，則該金屬絲的直徑為_ mm.圖12考點二對實驗的理解與應用例2在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖13所示，用米尺測出金屬絲的長度L，金屬絲的電阻大約為5 ，先用伏安法測出金屬絲的電阻R，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為_mm. 圖13(2)為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)

12、和若干導線及下列器材：A電壓表03 V，內(nèi)阻10 kB電壓表015 V，內(nèi)阻50 kC電流表00.6 A，內(nèi)阻0.05 D電流表03 A，內(nèi)阻0.01 E滑動變阻器010 F滑動變阻器0100 要求較準確地測出其阻值，電壓表應選_，電流表應選_，滑動變阻器應選_(填序號)實驗中某同學的實物接線如圖14所示，請指出該同學實物接線中的兩處明顯錯誤圖14錯誤1：_；錯誤2_.儀器選擇的基本思路(1)優(yōu)先考慮安全因素：各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程，電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)實際處理過程中，需要估算回路中的最大電流(一般應假設(shè)變阻器采用限流接法時進行估算)如：用

13、伏安法作出標有“6 V，0.6 W”字樣的小燈泡的UI圖線，則實際加在燈泡兩端的電壓的最大值不能超過6 V.(2)考慮讀數(shù)誤差因素：一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的，以減小讀數(shù)誤差(3)儀器選擇的一般步驟：首先選擇唯一性的器材；粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材考點三伏安法測電阻率(儀器選取及電路設(shè)計)例3某興趣小組在做“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，通過粗測電阻絲的電阻約為5 ，為了使測量結(jié)果盡量準確，從實驗室找出以下供選擇的器材：A電池組(3 V，內(nèi)阻約1 )

14、B電流表A1(03 A，內(nèi)阻0.012 5 )C電流表A2(00.6 A，內(nèi)阻約0.125 )D電壓表V1(03 V，內(nèi)阻4 k)E電壓表V2(015 V，內(nèi)阻15 kF滑動變阻器R1(020 ，允許最大電流1 A)G滑動變阻器R2(02 000 ，允許最大電流0.3 A)H開關(guān)、導線若干(1)實驗時應從上述器材中選用_(填寫儀器前字母代號)(2)測電阻時，電流表、電壓表、待測電阻Rx在組成測量電路時，應采用安培表_接法，將設(shè)計的電路圖畫在下面虛線框內(nèi)(3)若用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖15，則讀為_ mm. 圖15(4)若用L表示金屬絲的長度，d表示直徑，測得電阻為R，請寫出計算

15、金屬絲電阻率的表達式_.22.用等效替代法測電表的內(nèi)阻原理與方法如圖16所示， 先讓待測電表與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，讀出電流表示數(shù)I；然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表中示數(shù)仍為I，則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電表的內(nèi)阻 圖16儀器選擇等效替代法測量電流表內(nèi)阻時選擇的電流表量程應與待測電流表量程相近；測量電壓表內(nèi)阻時可根據(jù)電壓表的量程與內(nèi)阻的大小選擇電流表的量程例4(2011·新課標全國·22)為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學設(shè)計了如圖17所示的電路圖中，A0是標準電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀

16、雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池完成下列實驗步驟中的填空：圖17(1)將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié)_，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時_的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點2，調(diào)節(jié)_，使_，記下此時RN的讀數(shù)；(3)多次重復上述過程，計算RN讀數(shù)的_，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值1(2010·安徽理綜·21()(1)在測定金屬的電阻率實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖18(a)所示，讀數(shù)為_mm.(2)在用單擺測定重力加速度實驗中，用游標為20分度的卡尺測量擺球的直徑，示數(shù)如圖(b)所示，讀數(shù)為_cm.(a)(b)圖182某同學要測量一個由均勻新材料制成的圓柱

17、體的電阻率.步驟如下：(1)用20分度的游標卡尺測量其長度如圖19甲所示，可知其長度為_ mm；(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，可知其直徑為_ mm；甲乙圖19(3)用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖20，則該電阻的阻值約為_ ；圖20(4)為更精確地測量其電阻，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：待測圓柱體電阻R電流表A1(量程03 mA，內(nèi)阻約50 )電流表A2(量程015 mA，內(nèi)阻約30 )電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻約10 k)電壓表V2(量程015 V，內(nèi)阻約25 k)直流電源E(電動勢4V，內(nèi)阻不計)滑動變阻器R1(阻值范

18、圍015 )滑動變阻器R2(阻值范圍02 k)開關(guān)S，導線若干為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在虛線框中畫出測量用的正確電路圖，并標明所用器材的代號 3. 某同學設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗他在一根內(nèi)徑d8.00 mm的均勻玻璃管兩端裝上橡膠塞和電極，如圖21，兩電極相距L0.314 m，其間充滿待測的河水他先用多用電表“×1 k”歐姆擋粗測管內(nèi)水柱的電阻R，如圖22，R_ . 圖21圖22為提高精度，他又用以下儀器：電壓表(3 V,15 V,300 k)、電流表(300 A,50 )、滑動變阻器(1 k)、電源(12 V，6 )及開關(guān)和導線若干實驗電路如圖23，通過

19、多次實驗測量，測出每次實驗水柱電阻對應的U、I值，并在圖24 UI圖象中描出如圖所示的包括(0,0)點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組(U，I)值圖23圖24通過對UI圖線分析求出水柱的電阻R_ .(保留兩位有效數(shù)字)4 2010年諾貝爾物理學獎授予兩位俄裔科學家，以表彰他們在石墨烯材料開發(fā)領(lǐng)域的“突破性研究”石墨烯可來源于鉛筆芯，某校A、B兩個興趣小組想探究鉛筆芯的電阻率，他們在老師的指導下各自選取一段長為L、橫截面積為S的粗細均勻的鉛筆芯，根據(jù)所學知識設(shè)計了不同的方案進行如下實驗：(1)A組方案：實驗電路如圖25所示(整根鉛筆芯連在電路中)主要步驟如下，請完成相關(guān)問題：圖25a圖26是該方案所

20、用器材的實物圖，圖中已連好部分導線，請用筆畫線代替導線將電路圖補充完整圖26b實驗中測出多組U、I數(shù)據(jù)；c將測量數(shù)據(jù)描在圖27所示的坐標紙上請在圖中完成該鉛筆芯的UI圖線，并根據(jù)圖線求出其電阻值R_.圖27d由求得鉛筆芯的電阻率(2)B組方案：實驗電路如圖28所示主要步驟如下，請完成相關(guān)問題：圖28a閉合開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2扳到“1”位置 ，調(diào)節(jié)變阻器R，使電壓表為某一適當?shù)淖x數(shù)，測量并記下金屬滑環(huán)到鉛筆芯左端O點的距離L1；b保持R不變，開關(guān)S2扳到“2”位置，調(diào)節(jié)電阻箱R，使電壓表的讀數(shù)與開關(guān)S2位于“1”位置時相同，此時電阻箱各旋鈕情況如圖29所示，則這段長度為L1的鉛筆芯的電阻值

21、為_.圖29c移動金屬滑環(huán)，重復a、b步驟記下多組R、L數(shù)據(jù)，畫出RL圖線，求出該鉛筆芯的電阻率(3)從電壓表內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響考慮，較合理的方案是_組(填“A”或“B”)實驗八描繪小電珠的伏安特性曲線一、滑動變阻器的限流接法和分壓接法1兩種接法比較 方式內(nèi)容限流式接法分壓式接法對比說明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍UE0UE分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負載R上電流調(diào)節(jié)范圍I0I分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護電路元件由上表可以看出：滑動變阻器的分壓式接法中，電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍大，限流式接法較節(jié)能2兩種接法的選擇 (1) 選擇不同接法的原則(2)兩種接法的適

22、用條件限流式接法適合測量阻值小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小)分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)如果R很小，限流式接法中滑動變阻器分得電壓較大，調(diào)節(jié)范圍也比較大R很大時，分壓式接法中R幾乎不影響電壓的分配，滑片移動時，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)a若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法b若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時，

23、待測電阻上的電流或電壓變化不明顯，此時，應改用分壓電路c若實驗中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法d兩種電路均可使用的情況下，應優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法電路簡單、耗能低二、描繪小電珠的伏安特性曲線實驗目的1描繪小電珠的伏安特性曲線2分析小電珠伏安特性曲線的變化規(guī)律實驗原理1用電流表測出流過小電珠的電流，用電壓表測出小電珠兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在UI坐標系中描出各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連起來2電流表外接：因為小電珠的電阻很小，如果電流表內(nèi)接，誤差明顯較大；滑動變阻器采用分壓式接法，使電壓能從零開始連續(xù)變化實驗器材小電珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5

24、V,0.6 A)一個、電壓表(03 V15 V)與電流表(00.6 A3 A)各一個、滑動變阻器(最大阻值20 )一個、學生低壓直流電源(或電池組)、開關(guān)一個、導線若干、坐標紙、鉛筆實驗步驟1確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動變阻器采用分壓式接法，按圖1的原理圖連接好實驗電路 圖12把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無誤后閉合開關(guān)S.3移動滑動變阻器滑片位置，測出多組不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開開關(guān)S.U(V)00.20.40.60.81.01.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I(A)4拆除電路，整理儀器數(shù)據(jù)處理1

25、在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標系2在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點(坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜)3將描出的點用平滑的曲線連結(jié)起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線誤差分析1由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差2電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差，要嚴格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)3在坐標紙上描點、作圖帶來操作誤差注意事項1電路的連接方式(1)電流表應采用外接法，因為小電珠(3.8 V,0.3 A)的電阻很小，與00.6 A的電流表串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大(2)滑動變阻器應采用分壓式接法，目的是使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化.2閉合

26、開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉合時小電珠的電壓從零開始變化，同時也是為了防止開關(guān)剛閉合時因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲3IU圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U01.0 V左右描點要密，以防出現(xiàn)較大誤差4電流表選擇0.6 A量程，電壓表量程的選擇視小電珠的額定電壓而定，即若使用“3.8 V,0.3 A”的小電珠，選用電壓表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小電珠，則選用電壓表的3 V量程5當小電珠的電壓接近額定值時要緩慢增加，到額定值記錄后馬上斷開開關(guān)6誤差較大的點要舍去，IU圖線應是平滑曲線而非折線實驗改進一種測小電珠的電阻的準

27、確方法實驗原理：如圖2所示，兩個電壓表完全相同且內(nèi)阻很大移動滑動觸頭，調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù)，使兩個電壓表示數(shù)相同，則電阻箱的讀數(shù)即為小電珠電阻，記下小電珠的電阻和電壓；多次移動滑動觸頭，采用相同方法，記下相應電阻箱示數(shù)和電壓表的讀數(shù)在坐標紙上畫出RU圖線，并分析R隨U變化的規(guī)律圖2在描繪小電珠的伏安特性曲線的實驗中，由于電表內(nèi)阻的影響，會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差使得小電珠的電阻測量不準確.上述實驗方法可以消除這種誤差，操作、讀數(shù)也較方便.記憶口訣電路連接是關(guān)鍵，先串后并把線連,滑動變阻要分壓，A表外接減誤差,電壓從零開始調(diào)，UI坐標連曲線,連好曲線細研究，得出規(guī)律記心間.例1圖3中所示器材為某同學測繪額定電壓

28、為2.5 V的小燈泡的IU特性曲線的實驗器材(1)根據(jù)實驗原理，用筆畫線代替導線，將圖中的實驗電路圖連接完整圖3(2)開關(guān)S閉合之前，圖中滑動變阻器的滑片應該置于_(選填“A端”、“B端”或“AB中間”)(3)實驗中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：U/V0.400.801.201.602.002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在圖4中畫出小燈泡的IU特性曲線圖4(4)若已知小燈泡燈絲在27 °C時電阻值約為1.5 ，并且其電阻值與燈絲的熱力學溫度成正比，試估算該小燈泡以額定功率工作時燈絲的溫度約為_°C.(保留三位有效數(shù)字

29、)例2某同學想描繪某一熱敏電阻的伏安特性曲線，實驗室提供下列器材：A電壓表V(量程為05 V，內(nèi)阻約5 k)B電流表A1(量程為025 mA，內(nèi)阻約為0.2 )C電流表A2(量程為00.6 A，內(nèi)阻約為0.1 )D滑動變阻器R1(010 ，額定電流1.5 A)E滑動變阻器R2(01 000 ，額定電流0.5 A)F定值電阻R0(R01 000 )G直流電源(電動勢6 V，內(nèi)阻忽略不計)H電鍵一個、導線若干(1)該同學選擇了適當?shù)钠鞑慕M成描繪伏安特性曲線的電路，得到熱敏電阻電壓和電流的7組數(shù)據(jù)(如下表)，請你在圖5中作出熱敏電阻的伏安特性曲線.電壓U(V)0.01.02.02.43.03.64.

30、0電流I(mA)0.01.65.88.011.816.020.0圖5(2)由此曲線可知，該熱敏電阻的阻值隨電壓的增大而_(選填“增大”或“減小”)該同學選擇的電流表是_(選填“B”或“C”)，選擇的滑動變阻器是_(選填“D”或“E”)(3)請在虛線框中畫出該同學完成此實驗的電路圖(熱敏電阻符號為)23.實驗電路設(shè)計的思路與方法電路設(shè)計也是高考實驗題中?？碱}型之一首先應明確題目的要求，看清題目要求測定什么物理量，驗證、探究什么物理規(guī)律，或要求設(shè)計達到何種標準的電路等其設(shè)計原則是：安全、方便、經(jīng)濟任何實驗電路都由測量電路和控制電路構(gòu)成，測量電路又由電表和被測元件構(gòu)成，而控制電路由變阻器、開關(guān)、電源

31、構(gòu)成在測量電路中，一般由電流表內(nèi)接和外接兩種方式，對于給定電表內(nèi)阻的情況，應先比較R0與待測電阻Rx的關(guān)系，其中R0，若Rx>R0，則設(shè)計為內(nèi)接；若Rx<R0，則設(shè)計為外接；若電表量程不合適，往往還要用定值電阻對電表進行改裝在控制電路中，變阻器有分壓式、限流式兩種接法，若變阻器阻值較小，一般設(shè)計為分壓式；若變阻器阻值較大，一般設(shè)計為限流式，在二者都可行時，應先考慮限流方式，但下面三種情形必須設(shè)計為分壓式接法：數(shù)據(jù)要求從0開始；變阻器阻值太小、限流限不??；變阻器調(diào)節(jié)時，不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)例3某同學為了描繪一個標有“12 V,6 W”的小燈泡的伏安特性曲線，他到實驗室尋找到了一

32、些儀器，但沒找到電壓表，找到的器材規(guī)格如下：A電流表A1(00.5 A，內(nèi)阻為0.5 )B電流表A2(00.6 A，內(nèi)阻約為0.3 )C電阻箱R1(09 999.9 ，最小調(diào)節(jié)量0.1 )D電阻箱R2(099.9 )，最小調(diào)節(jié)量0.1 )E滑動變阻器R3(050 ，額定電流為1.5 A)F滑動變阻器R4(05 ，額定電流為3 A)G16 V直流電源H開關(guān)、導線若干，待測燈泡利用現(xiàn)有器材，結(jié)合所學知識，請你替這位同學設(shè)計本實驗(1)畫出實驗原理圖；(2)以上器材中電阻箱應選用_，滑動變阻器應選用_(填代號)(3)寫出小燈泡兩端電壓的表達式，并說明式中符號的意義：_ _.1描繪小電珠的伏安特性曲線

33、的實驗電路如圖6所示，所用小電珠的額定電壓是3.8 V關(guān)于該實驗的系統(tǒng)誤差，下列說法中正確的是 ()A系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的 B系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的 圖6 C系統(tǒng)誤差主要是由于忽略電源內(nèi)阻引起的D系統(tǒng)誤差主要是由讀數(shù)時的估讀引起的2為探究小電珠L的伏安特性，連好如圖7所示的電路后閉合開關(guān)S，通過移動變阻器的滑片，使小電珠中的電流由零開始逐漸增大，直到小電珠正常發(fā)光，由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的UI圖象應是圖中的 () 圖73在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗時，所用器材有：電動勢為6 V的電源，額定電壓為2.5 V的小燈泡，以及符合實驗要求的滑動變阻器、電

34、表、開關(guān)和導線要求能測出盡可能多組數(shù)據(jù)圖8是沒有連接完整的實物電路(已連接好的導線有a、b、c、d、e、f六根)圖8(1)請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整；(2)連好電路，閉合開關(guān)，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)，則故障的原因可能是_；(3)排除故障后閉合開關(guān)，移動滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為2.2 V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向_端滑動(選填“左”“右”)；(4)通過移動滑片P，分別記下了多組對應的電壓表和電流表的讀數(shù)，并繪制成了如圖9所示的UI圖象根據(jù)UI圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是_ W；圖9(5)圖線是曲線而不是過

35、原點的直線，原因是_.4在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中，除標有“6 V1.5 W”字樣的小電珠、導線和開關(guān)外，還有下列器材：A直流電源(6 V，內(nèi)阻不計)B直流電流表(量程為3 A，內(nèi)阻0.1 以下)C直流電流表(量程為300 mA，內(nèi)阻約為5 )D直流電壓表(量程為10 V，內(nèi)阻約為15 k)E滑動變阻器(10 ，2 A)F滑動變阻器(1 k，0.5 A)實驗要求小電珠兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量(1)實驗中電流表應選用_，滑動變阻器應選用_(均用序號表示)(2)在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖(3)試將如圖10所示的器材連成實物電路圖10圖115發(fā)光晶體二極管是用電器上做指示燈用

36、的一種電子元件它的電路符號如圖11所示，正常使用時,帶“”的一端接高電勢，帶“”的一端接低電勢,某同學用實驗方法探究二極管的伏安特性,現(xiàn)測得它兩端的電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表所示.U/V00.40.81.21.62.02.42.62.83.0I/mA00.92.34.36.813.019.024.030.037.0(1)在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖(除電源、開關(guān)、滑動變阻器外；實驗用電壓表V：內(nèi)阻RV約為10 k，電流表mA：內(nèi)阻RA約為100 )(2)在圖12中的小方格紙上用描點法畫出二極管的伏安特性曲線圖12 (3)根據(jù)(2)中畫出的二極管的伏安特性曲線，簡要說明發(fā)光二極管的電阻與其兩

37、端電壓的關(guān)系：_.6(2011·福建·19(2)某同學在探究規(guī)格為“6 V，3 W”的小電珠伏安特性曲線實驗中：(1)在小電珠接入電路前，使用多用電表直接測量小電珠的電阻，則應將選擇開關(guān)旋至_擋進行測量(填選項前的字母)A直流電壓10 V B直流電流5 mAC歐姆×100 D歐姆×1(2)該同學采用圖13所示的電路進行測量圖中R為滑動變阻器(阻值范圍020 ，額定電流1.0 A)，L為待測小電珠，為電壓表(量程6 V，電阻20 k)，為電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻1 )，E為電源(電動勢8 V，內(nèi)阻不計)，S為開關(guān)圖13.在實驗過程中，開關(guān)S閉合前，滑動

38、變阻器的滑片P應置于最_端；(填“左”或“右”).在實驗過程中，已知各元件均無故障，但閉合開關(guān)S后，無論如何調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)總是調(diào)不到零，其原因是_點至_點的導線沒有連接好；(圖中的黑色小圓點表示接線點，并用數(shù)字標記，空格中請?zhí)顚憟D13中的數(shù)字).該同學描繪出小電珠的伏安特性曲線示意圖如圖14所示，則小 電珠的電阻值隨工作電壓的增大而_(填“不變”、“增大”或“減小”) 圖14實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻一、實驗目的1用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻2進一步加深對閉合電路歐姆定律的理解3進一步熟練掌握電壓表和電流表的使用方法二、實驗原理1實驗依據(jù)：閉合電路的歐姆定律2實驗

39、電路：如圖1所示圖13E和r的求解：由UEIr得，解得4作圖法數(shù)據(jù)處理，如圖2所示(1)圖線與縱軸交點為E.(2)圖線與橫軸交點為I短.(3)圖線的斜率表示r. 圖2特別提醒圖線斜率的絕對值為電源內(nèi)阻r的大?。划擨0時，UE，即圖線與縱軸的交點坐標值；當U0時，I為短路時的電流，即圖線與橫軸的交點坐標值但要注意，有時縱軸起點不是零，這時圖線與橫軸的交點不是短路電流，圖線斜率的絕對值仍是內(nèi)阻值，與縱軸的交點坐標值仍為電源的電動勢值三、實驗器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙四、實驗步驟1連接電路電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按圖1連接好電路2測量與記

40、錄(1)把變阻器的滑片移動到使用阻值最大的一端(2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)用同樣方法測量多組I、U值填入表格中.第1組第2組第3組第4組第5組第6組I/AU/V(3)斷開開關(guān)，拆除電路整理好器材五、數(shù)據(jù)處理本實驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點畫圖法方法一取六組對應的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r，取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小方法二在坐標紙上以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立UI坐

41、標系，在坐標平面內(nèi)描出各組(U，I)值所對應的點，然后盡量多地通過這些點作一條直線，不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點的縱坐標值即是電池電動勢的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線斜率的絕對值即為電池的內(nèi)阻r.即r|.六、誤差分析1偶然誤差(1)由讀數(shù)不準和電表線性不良引起誤差(2)用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成的誤差(3)測量過程中通電時間過長或電流過大，都會引起E、r變化2系統(tǒng)誤差由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導致的誤差(1)如圖3甲所示，在理論上EU(IVIA)r，其中電壓表示數(shù)U是準確的電源兩端電壓，而實驗中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大

42、，IV越大圖3結(jié)論：當電壓表示數(shù)為零時，IV0，IAI短，短路電流測量值真實值E測<E真因為r測，所以r測<r真從電路的角度看，電壓表應看成內(nèi)電路的一部分，故實際測出的是電池和電壓表這一整體的等效內(nèi)阻和電動勢(r測和E測)，如圖乙所示，因為電壓表和電池并聯(lián)，所以r測小于電池內(nèi)阻r真，因為外電阻R斷開時，a、b兩點間電壓Uab等于電動勢E測，此時電源與電壓表構(gòu)成回路，所以Uab<E真，即E測<E真(2)若采用如圖4甲所示的電路，IA為電源電流真實值，理論上有EUUAIAr，其中UA不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大，當電流為零時，UA0，電壓為準確值，等于E

43、，如圖乙所示甲乙圖4結(jié)論：E為真實值I短測<I短真因為r測，所以r測>r真，r測為r真和RA的串聯(lián)值，由于通常情況下電池的內(nèi)阻較小，所以這時r測的測量誤差非常大七、注意事項1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時間的干電池)2要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，然后用方程組求解，并求平均值3畫UI圖線時，由于讀數(shù)的偶然誤差，描出的點不在一條直線上，在作圖時應使圖線通過盡可能多的點，并使不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠的點可舍去這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度4由于干電池的內(nèi)阻較小，路端電壓U的變化也較小，

44、這時畫UI圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始)但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電源的電動勢，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)電阻八、實驗改進測電源的電動勢和內(nèi)電阻的其他幾種方法1用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖5所示，測量原理為：EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內(nèi)阻偏大圖52用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖6所示，測量原理為：EU1r，EU2r.由此可求出r和E，此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏小圖63用一只電壓表粗測電動勢，直接將電壓表接在電源兩端，所測值近似認為

45、是電源的電動勢，此時UE，需滿足RVr.4用兩個電壓表可測得電源的電動勢，電路如圖7所示測量方法為：斷開S，測得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2，此時，EU1U2r,RV為V1的內(nèi)阻；再閉合S，V1的示數(shù)為U1,此時EU1r，解方程組可求得E. 圖7記憶口訣A表V表測電源，A表內(nèi)接莫記反.測得數(shù)據(jù)六七組，聯(lián)立方程求解慢.U為縱軸I為橫，描點連線為重點.兩軸截距和斜率，搞清意義實驗完.V表分流存誤差，E、r偏小圖可鑒.兩個電阻和A表，準確測E不算難.考點一對實驗的理解與應用例1(2010·廣東理綜·34(2)某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定

46、值電阻(R05 )一個，開關(guān)兩個，導線若干，實驗原理圖如圖8(a)圖8在圖(b)的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接請完成下列主要實驗步驟：A檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖(c)所示，讀得電阻值是_；B將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49 V；C將開關(guān)S2_，電壓表的示數(shù)是1.16 V；斷開開關(guān)S1.使用測得的數(shù)據(jù)，計算出干電池的內(nèi)阻是_(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏_(填“大”或“小”)考點二測電動勢和內(nèi)阻的其他方法例2 某研究性學習小組采用如圖9所示的電路測量某干電池的電動勢E和內(nèi)阻r，

47、R為電阻箱，V為理想電壓表，其量程略大于電池的電動勢實驗中通過多次改變電阻箱的阻值R，從電壓表上讀出相應的示數(shù)U，該小組同學發(fā)現(xiàn)U與R不成線性關(guān)系，于是 圖9求出了相應的電阻與電壓的倒數(shù)如下表所示.序號1234567(1)0.10.40.51.02.02.55.0(V1)0.360.440.430.600.871.001.58回答下列問題：(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)和實驗原理，你認為第_(填序號)組數(shù)據(jù)是錯誤的，原因是_.(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，請在圖10所給的坐標系中繪出關(guān)系圖線圖10(3)由圖線可知，該干電池的電動勢E_ V，內(nèi)阻r_ .(保留兩位有效數(shù)字)實物圖連接的技巧實物圖連接是一類考查學生實驗技能和操作能力較為有效的題型，連線前一定要畫出實驗電路圖，然后按圖連線，且必須注意以下幾點：(1)連線不能交叉；(2)必須把線接在接線柱上；(3)電流應從電表正接線柱流入，從負接線柱流出；(4)變阻器應處在有效控制狀態(tài)在實際操作中，畫電路圖時，各元件的相對位置應盡量與實物圖相吻合；連實物圖時，應先串后并，先連控制電路后連測量電路要特別注意變阻器的