電學(xué)試驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)

1、、閉合電路歐姆定律.主要物理量:研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U ,前兩個(gè)是常量，后二個(gè)是變量。閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有:E=U外+U內(nèi).R(3) U=E-Ir-（I、R間關(guān)系） r（U、I間關(guān)系）R L一E (U、R間關(guān)系)R r從式看出：當(dāng)外電路斷開時(shí)（I = 0）,路端電壓等于電動(dòng)勢。而這時(shí)用電壓表去測量時(shí)，讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動(dòng)勢（有微弱電流）。當(dāng)外電路短路時(shí)（R = 0 ,因而U = 0）電流最大為Im=E/r （一般不允許出現(xiàn)這種情況，會(huì)把電源燒壞）.電源的功率和效率。P出=5功率：電源的功率（電源的總功率）Pe=EI電源的輸出功率電源內(nèi)部消耗的功率Pr=I2r電源的

2、效率:Pe旦（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻 R r電路）電源的輸出功率pe2rR r 2224Rr 且巨，可見電源輸出功2R r 4r 4r率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功2率取大，為Pm 。4r.閉合電路的U-I圖象。右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示輸出功率;a的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大??； b的斜率的絕對(duì)值表示外電阻的大??；當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即內(nèi)、 外電阻相等時(shí)圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢的一半,電流是最大電流的一半）.滑動(dòng)

3、變阻器的兩種特殊接法。在電路圖中，滑動(dòng)變阻器有兩種接法要特別引起重視:Rx程中，總電阻逐漸減??；總電流I逐漸增大；Rx兩端的電壓逐漸增大，電流IX也逐漸增大（這是實(shí)驗(yàn)中常用的分壓電路的原理）；滑動(dòng)變阻器r左半部的電流I /先減小后增大。二、電路故障問題的分類解析.常見的故障現(xiàn)象斷路：是指電路兩點(diǎn)間（或用電器兩端）的電阻無窮大，此時(shí)無電流通過，若電源正常 時(shí)，即用電壓表兩端并聯(lián)在這段電路（或用電器）上，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該段電路斷路，如 電路中只有該一處斷路， 整個(gè)電路的電勢差全部降落在該處，其它各處均無電壓降落 （即電壓表不偏轉(zhuǎn)）。短路:是指電路兩點(diǎn)間（或用電器兩端）的電阻趨于零，此時(shí)電路兩點(diǎn)間

4、無電壓降落, 用電器實(shí)際功率為零（即用電器不工作或燈不亮，但電源易被燒壞）.檢查電路故障的常用方法電壓表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時(shí)， 可以用電壓表測量各部分電路上的電壓，通過對(duì)測量電壓值的分析，就可以確定故障。在用電壓表檢查時(shí)，一定要注意電壓表的極性正確和 量程符合要求。電流表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時(shí)， 可以用電流表測量各部分電路上的電流，通過對(duì)測量電流值的分析，就可以確定故障。在用電流表檢查時(shí)，一定要注意電流表的極性正確和 量程符合要求。歐姆表檢查法：當(dāng)電路中斷開電源后， 可以利用歐姆表測量各部分電路的電阻，通過對(duì)測量電阻值的分析，就可以確定故障。在用歐姆表檢查時(shí)，一定要注意切斷電源。試電

5、筆檢查法：對(duì)于家庭用電線路， 當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用試電筆進(jìn)行檢查。在用試電筆 檢查電路時(shí)，一定要用手接觸試電筆的上金屬體。三、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法滑動(dòng)變阻器以何種接法接入電路，應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取.（1）下列三種情況必須選用分壓式接法要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)（如：測定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測量時(shí)，必須采用分壓接法.當(dāng)用電器的電阻 Rl遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值 R0,且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大 （或要求測量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓接法.若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流

6、）的最小值仍超過 Rl的額定值時(shí)，只能采用分壓接法.（2）下列情況可選用限流式接法測量時(shí)電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且RL與R0接近或Rl略小于R。，采用限流式接法.電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法.沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法.四、實(shí)物連線注意：A.滑動(dòng)變阻器的連接，B.電表的極性，忌正負(fù)極接反C.雙量程電表應(yīng)注意量程的選擇，D.導(dǎo)線連接美觀，清晰，盡量避免一開始就用鋼筆、圓珠筆直接作答五、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

7、，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 .（1）下面主要介紹伏安法測電阻的電路選擇.伏安法測電阻的兩種電路形式（如圖所示）.實(shí)驗(yàn)電路（電流表內(nèi)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(shí)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(shí)，必然存在誤差，即系統(tǒng)誤差，要在實(shí)際測量中有 TOC o 1-5 h z 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：（1）若一RaRx般選電流表的內(nèi)接法。如圖（a）所示。由于該電路中，電壓表的讀數(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

8、以使用該電路- U -_ _R測 RxI RaRx所測電阻 R測=Rx+Ra,比真頭值 Rx大了 Ra,相對(duì)誤差 a= （2）右 IRxRxRaRV,即測量值大于真實(shí)值。六、電表的改裝1、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矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指什偏角e與電流強(qiáng)度I成正比，即e=ki,故表的刻度是均勻的。電流表的主要參數(shù)有，表頭內(nèi)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(shí)指針達(dá)到滿偏；滿偏電壓U：即指針滿偏時(shí)，加在表頭兩端的電壓，故Ug=|gRg(2)電流表改裝成電壓表n=方法：串聯(lián)一個(gè)分壓電阻 R,如圖所示，

9、若量程擴(kuò)大則根據(jù)分壓原理，需串聯(lián)的電阻值UgURRUgg (n 1)Rg,故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，串聯(lián)的電阻值越大。(3)電流表改裝成電流表方法：并聯(lián)一個(gè)分流電阻 R,如圖所示，若量程擴(kuò)大 n倍, 即n=L,則根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，需要并聯(lián)的電阻值L RcR R 一,故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，并聯(lián)的電阻值越Ir n 1小。需要說明的是，改裝后的電壓表或電流表， 雖然量程擴(kuò)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(kuò)大了。七、串并聯(lián)與混聯(lián)電路.應(yīng)用歐姆定律須注意對(duì)應(yīng)性。選定研究象電阻 R后，I必須是

10、通過這只電阻 R的電流，U必須是這只電阻 R兩端的 電壓。該公式只能直接用于純電阻電路，不能直接用于含有電動(dòng)機(jī)、 電解槽等用電器的電路。.公式選取的靈活性。(1)計(jì)算電流，除了用I U外，還經(jīng)常用并聯(lián)電路總電流和分電流的關(guān)系：I=I1 + I2RU = U+U2(2)計(jì)算電壓，除了用U = IR外，還經(jīng)常用串聯(lián)電路總電壓和分電壓的關(guān)系:P=Pl+P2(3)計(jì)算電功率，無論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)，總功率都等于各電阻功率之和:,工， U 2對(duì)純電阻，電功率的at算有多種方法：P=UI=I 2R= R以上公式l=ll + |2、U = U1+U2和P = P1 + P2既可用于純電阻電路，也可用于非純電

11、阻電路。既可以用于恒定電流，也可以用于交變電流。3.對(duì)復(fù)雜電路分析，一般Ri情況下用等勢點(diǎn)法比較方便簡潔。廠士L R3.R2 I(1)凡用導(dǎo)線直接連接的各點(diǎn)的電勢必相等(包括用不計(jì)電阻的二電流表連接的點(diǎn))。(2)在外電路，沿著電流方向電勢降低。(3)凡接在同樣兩個(gè)等勢點(diǎn)上的電器為并聯(lián)關(guān)系。(4)不加聲明的情況下，不考慮電表對(duì)電路的影響。4.電路中有關(guān)電容器的計(jì)算。(1)電容器跟與它并聯(lián)的用電器的電壓相等。(2)在計(jì)算出電容器的帶電量后，必須同時(shí)判定兩板的極性，并標(biāo)在圖上。(3)在充放電時(shí)，電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，所以要根據(jù)正極板電荷 變化情況來判斷電流方向。(4)如果變化前后極板

12、帶電的電性相同，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器 電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。八、閉合電路動(dòng)態(tài)分析 1串反并同規(guī)律串反并同”意即在電路中，當(dāng)某個(gè)電阻的阻值發(fā)生變化時(shí)， 凡是與該電阻串聯(lián)的用電器(含電表)的電流、電壓和電功率 的變化趨勢與該電阻阻值的變化趨勢相反，凡是與該電阻并聯(lián)的用電器(含電表)的電流、電壓和電功率的變化趨勢與該電阻阻值的變化趨勢相同。 2、要點(diǎn)：總電流、總電壓、內(nèi)電壓、外電壓等的變化分析 規(guī)律：A、根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的變化情況或者可變電阻值的變化情況，分析直流電路總電阻的變 化情況當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)。B、根據(jù)全電路歐姆定律，分