《電學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)》(新人教版選修3-1)

1、電路設(shè)計(jì)專(zhuān)題電學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)四川省米易中學(xué)一、實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)高考要求會(huì)正確使用的電學(xué)儀器有：電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等等。除了滑動(dòng)變阻器以外，其它儀器都要求會(huì)正確讀出數(shù)據(jù)。讀數(shù)的基本原則是：凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數(shù)字）；凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。電阻箱是按照各個(gè)數(shù)量級(jí)上指針的對(duì)應(yīng)數(shù)值讀數(shù)的，指針必須指向某一個(gè)確定的數(shù)值，不能在兩個(gè)數(shù)值之間，因此電阻箱測(cè)量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針?biāo)肝恢弥苯幼x出的，不再向下估讀。例1. 右圖是電壓表的刻度盤(pán)。若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0

2、-3V量程，那么電壓表讀數(shù)為多少？若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0-15V量程，那么電壓表度數(shù)又為多少？0123V051015解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估讀一位，讀1.15V（由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.14V-1.17V之間都算正確）。0-15V量程最小刻度為0.5V，不是10分度的，因此只要求讀到0.1V這一位，所以讀5.7V（5.6V-5.8V之間都算正確）。例2. 右圖是解：電阻箱面板上有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率。將每個(gè)旋鈕的指針?biāo)傅臄?shù)值（都為整數(shù)）乘以各自的倍率，從最高位到低位依次讀出來(lái)，就得到這時(shí)電阻箱的實(shí)際阻值。注意圖中最左邊的兩個(gè)

3、黑點(diǎn)是表示的是接線(xiàn)柱。若指針位置如圖所示，則阻值為 電阻箱示意圖，試讀出當(dāng)時(shí)電阻箱的阻值。84580.2二、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分二、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法壓接法組卷網(wǎng)組卷網(wǎng)思考：滑動(dòng)變阻器在電路中的作用？比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目限流接法限流接法分壓接法分壓接法電路電路RX電壓調(diào)節(jié)范圍電壓調(diào)節(jié)范圍RX電流調(diào)節(jié)范圍電流調(diào)節(jié)范圍燈泡電流相同時(shí)電燈泡電流相同時(shí)電路消耗總功率路消耗總功率閉合前觸頭的位置閉合前觸頭的位置IE(I+I)EbaEERRRXXXXRERRE0EXRE0選擇方法選擇方法 通常變阻器以限流接法為主，但在下列三種情況下，必須選擇分壓接法。A：題目所提供的實(shí)驗(yàn)儀器選擇限流接法時(shí)，線(xiàn)

4、路中的電流超 過(guò)了電表的量程或某一元件的最大允許通過(guò)電流。 B: 變阻器的電阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻或電路中串聯(lián)的其它電阻阻值，變阻器的阻值變化時(shí)，電路中的電流 變化太小。 C：要求待測(cè)電路的電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化。 A A V V比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表內(nèi)接法電流表外接法電流表外接法電路電路測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果R測(cè)測(cè)RxR測(cè)測(cè)Rx誤差原因誤差原因適用條件適用條件電流表的分壓電流表的分壓電壓表的分流電壓表的分流 RRA RVR = U/I U/I三、恒定電流實(shí)驗(yàn)常規(guī) 1.伏安法測(cè)電阻 內(nèi)接法和外接法的選擇內(nèi)接法和外接法的選擇a：阻值判斷法：阻值判斷法： 待測(cè)電阻值的阻值RXRx/RA采用外接法誤差

5、小 如果RV/RxRx/RA采用內(nèi)接法無(wú)差小。c：實(shí)驗(yàn)探測(cè)法：實(shí)驗(yàn)探測(cè)法： AVab相比較大小與IIuu四、電表的量程選擇四、電表的量程選擇 測(cè)量值不超過(guò)電表的量程；測(cè)量值應(yīng)使表針有較大的偏轉(zhuǎn)范圍，一般在1/2量程以上量程以上。電流表和電壓表的互換電流表和電壓表的互換若已知電流表的內(nèi)阻為R，可以讀出流過(guò)本身的電流I，由U=IR可以算出電流表兩端的電壓，在此意義上，電流表是量程很小的電壓表。若已知電壓表的內(nèi)阻為R，可以讀出本身兩端的電壓U，由U=IR可以算出流過(guò)電壓表的電流，在此意義上，電壓表是量程很小的電流表。三、考試大綱規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)1.用描跡法畫(huà)出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線(xiàn) GAB探針+例3.

6、用恒定電流的電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)描繪等勢(shì)線(xiàn)時(shí)，下列哪些模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是合理的M NMNM NMA.如圖所示圓柱形電極M、N都接電源的正極，模擬等量正點(diǎn)電荷周?chē)撵o電場(chǎng) B.如圖所示圓柱形電極M接電源正極，圓環(huán)形電極N接電源負(fù)極，模擬正點(diǎn)電荷周?chē)浇撵o電場(chǎng) C.如圖所示兩個(gè)平行的長(zhǎng)條形電極M、N分別接電源正、負(fù)極，模擬平行板電容器間的靜電場(chǎng) D.如圖所示圓柱形電極M接電源負(fù)極，模擬負(fù)點(diǎn)電荷周?chē)撵o電場(chǎng)2.測(cè)定金屬的電阻率由于該實(shí)驗(yàn)中選用的被測(cè)電阻絲的電阻較小，所以測(cè)量電路應(yīng)該選用伏安法中的電流表外接法。本實(shí)驗(yàn)對(duì)電壓的調(diào)節(jié)范圍沒(méi)有特殊要求，被測(cè)電阻又較小，因此供電電路可以選用限流電路。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)的由

7、于金屬的電阻率隨溫度的升高而變大，因此實(shí)驗(yàn)中通電時(shí)間不能太長(zhǎng)，電流也不宜太大，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生較明顯的變化。由于選用限流電路，為保護(hù)電表和電源，閉合電鍵開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該注意滑動(dòng)觸頭的位置，使滑動(dòng)變阻器接入電路部分的電阻值最大。例4. 在測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5左右。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：用_測(cè)量金屬導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度l，測(cè)3次，求出平均值；在金屬導(dǎo)線(xiàn)的3個(gè)不同位置上用_測(cè)量直徑d，求出平均值；用伏安法測(cè)量該金屬導(dǎo)線(xiàn)的電阻R。在左邊方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并把右圖中所給的器材連接成測(cè)量電路。安培計(jì)要求用0-0.6A量程，內(nèi)阻約1；伏特計(jì)要求用0-3

8、V量程，內(nèi)阻約幾k；電源電動(dòng)勢(shì)為6V；滑動(dòng)變阻器最大阻值20。在閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。 根據(jù)以上測(cè)量值，得到該種金屬電阻率的表達(dá)式為。米尺 螺旋測(cè)微器 LIUd42例5. 下右圖中的P是一根表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜的長(zhǎng)陶瓷管（碳膜布滿(mǎn)圓柱體的外側(cè)面）。陶瓷管的長(zhǎng)度約為50cm，外徑約為6cm，所用電阻膜材料的電阻率已知為，管的兩端有導(dǎo)電箍M、N。該電阻的長(zhǎng)度就是陶瓷管的長(zhǎng)度，其截面積可看作等于膜的厚度與圓周長(zhǎng)的乘積?，F(xiàn)有器材為：A.米尺、B.游標(biāo)卡尺、C.螺旋測(cè)微器、D.電壓表、E.電流表、F.電池組、G.滑動(dòng)變阻器、H.電阻箱、I.電鍵和導(dǎo)線(xiàn)。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量

9、該電阻膜厚度d的實(shí)驗(yàn)方案。 所須選用的器材有：_（填器材前的字母即可）。 所須測(cè)量的物理量有：_ 、_、 _、 _。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的以上數(shù)據(jù)計(jì)算電阻膜厚度d的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：d=_。 在左下圖的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖（MN間的電阻膜的電阻約幾個(gè)，滑動(dòng)變阻器的總阻值為50）。并將右下圖中的實(shí)物按電路圖連接起來(lái)（有根導(dǎo)線(xiàn)已經(jīng)連好，不得改動(dòng)）。 MNPA（用來(lái)測(cè)量MN間的長(zhǎng)度）、B（用來(lái)測(cè)量陶瓷管的外徑）、D、E、F、G、I（以上用來(lái)測(cè)量電阻膜的阻值） MN間距離L、管的外徑D、電流I、電壓U 測(cè)量大電阻所以要采用電流表內(nèi)接法；由于被測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總阻值，所以只有采用分壓電路才能做到多取幾

10、組數(shù)據(jù)測(cè)電阻值，減小偶然誤差。 DULId用圖(a)測(cè)定電流表內(nèi)阻rg，方法是：先斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R，使電流表滿(mǎn)偏；然后閉合S2，調(diào)節(jié)R/，使電流表達(dá)到半滿(mǎn)偏。當(dāng)R比R/大很多時(shí)，可以認(rèn)為rg=R/。（當(dāng)R比R/大很多時(shí)，調(diào)節(jié)R/基本上不改變電路的總電阻，可認(rèn)為總電流不變，因此當(dāng)電流表半滿(mǎn)偏時(shí)，通過(guò)R/的電流也是滿(mǎn)偏電流的一半，兩個(gè)分路的電阻相等）。實(shí)際上，S2閉合后，總電阻略有減小，總電流略有增大，當(dāng)電流表半滿(mǎn)偏時(shí)，通過(guò)R/的電流比通過(guò)電流表的電流稍大，即R/比rg稍小，因此此步測(cè)量的系統(tǒng)誤差，總是使rg的測(cè)量值偏小。其中R不必讀數(shù)，可以用電位器，R/需要讀數(shù)，所以必須用電阻箱。根據(jù)

11、rg、Ig和擴(kuò)大后的量程，計(jì)算出需要給電流表串聯(lián)的電阻R1的值。用(b)圖把改裝的電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校對(duì)。校對(duì)要每0.5V校對(duì)一次，所以電壓要從零開(kāi)始逐漸增大，因此必須選用分壓電路。百分誤差的計(jì)算：如果當(dāng)改裝電壓表示數(shù)為U時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為U / ，則這時(shí)的百分誤差為|U-U / | / U /。(b)（a）3.把電流表改裝為電壓表 V A RS4.用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實(shí)驗(yàn)電路中電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，電流表的示數(shù)比通過(guò)電源的實(shí)際電流小，所以本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個(gè)系統(tǒng)誤差， 電阻R的取值應(yīng)該小一些，所選用

12、的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些。為了減小偶然誤差，要多做幾次實(shí)驗(yàn)，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：將點(diǎn)描好后，用直尺畫(huà)一條直線(xiàn)，使盡量多的點(diǎn)在這條直線(xiàn)上，而且在直線(xiàn)兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等。這條直線(xiàn)代表的U-I關(guān)系的誤差是很小的。它在U軸上的截距就是電動(dòng)勢(shì)E（對(duì)應(yīng)的I=0），它的斜率的絕對(duì)值就是內(nèi)阻r。（特別要注意：有時(shí)縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)不是0，求內(nèi)阻的一般式應(yīng)該是r=|U/I |）。5.用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。（二冊(cè)234-235頁(yè)）設(shè)定黑箱上有三個(gè)接點(diǎn)，兩個(gè)接點(diǎn)間最多只能接一個(gè)元件；黑箱內(nèi)所接的元件不超過(guò)兩個(gè)。測(cè)量步驟和判定：用直流電壓擋測(cè)量，A、B、C三點(diǎn)間均無(wú)電壓；說(shuō)明箱內(nèi)無(wú)電源。用歐姆擋測(cè)量，A、C間正、反接阻值不變，說(shuō)明A、C間有一個(gè)電阻。用歐姆擋測(cè)量，黑表筆接A紅表筆接B時(shí)測(cè)得的阻值較小，反接時(shí)測(cè)得的阻值較大，說(shuō)明箱內(nèi)有一個(gè)二極管，可能在A(yíng)B間，也可能在