2023學(xué)年完整公開課版實(shí)驗(yàn)專題

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?！纠?】下圖是電壓表的刻度盤。若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0-3V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）?！纠?】下圖是電阻箱示意圖，試讀出當(dāng)時(shí)電阻箱的阻值?！?.1×10×1×1K×10K×100176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890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，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)黑點(diǎn)是表示的是接線柱。若指針位置如圖所示，則阻值為84580.2Ω。二、恒定電流實(shí)驗(yàn)常規(guī)VAVA一)外接法和內(nèi)接法外接法內(nèi)接法1)誤差分析外接法當(dāng)RX<<RV時(shí),R測(cè)=RX,且結(jié)果偏小內(nèi)接法=R+RA當(dāng)RX>>RA時(shí),R測(cè)=RX,且結(jié)果偏大A)知道兩表內(nèi)阻值或知道其大約值，采用計(jì)算法判斷（大內(nèi)大，小外?。〣）只知道其中一表內(nèi)阻，則不知道的表放外面C)如果無法估計(jì)被測(cè)電阻的阻值大小，可以利用試觸法

先應(yīng)計(jì)算R0,若負(fù)載電阻R<R0,說明R為小電阻,應(yīng)選擇電流表的外接法若負(fù)載電阻R>R0,說明R為大電阻,應(yīng)選擇電流表的內(nèi)接法2)選擇原則2滑動(dòng)變阻器的兩種接法原則：一般情況下選擇限流接法,除非以下三種特殊情況外:(1)試驗(yàn)明確要求回路中某部分電路的電壓從零開始連續(xù)變化,則必須采用分壓式

（2）若用限流接法不能控制電流滿足試驗(yàn)要求,即滑動(dòng)變阻器值調(diào)到最大時(shí)待測(cè)電阻上電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程,或超過待測(cè)電阻的額定電流,則必須選用分壓式

(3)變阻器電阻小于被測(cè)電阻或電路中串連的其它電阻RR限流接法分壓接法請(qǐng)務(wù)必記住伏安法測(cè)電阻的下列四種基本電路圖VAVAVAVA(A)(B)(C)(D)

三）實(shí)驗(yàn)器材的選擇:1）電流表和電壓表的選擇:原則:安全第一,準(zhǔn)確第二.準(zhǔn)確是指在可控安全測(cè)量范圍內(nèi),盡可能選用量程小的表,因?yàn)殡娏鞅砗碗妷罕碓跍y(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度越大,誤差越?。ㄇ冶仨?/3

偏以上)例:電源電壓為6V,可供選擇的電壓表有3V和9V的兩個(gè)表,從安全角度考慮只能選擇9V的電壓表;如果電源電壓為2V,可供選擇的有3V和15V兩個(gè)電壓表,則應(yīng)選擇3V電壓表.如果電源電壓為4V,可供選擇的電壓表有3V和15V的兩個(gè)表,應(yīng)選擇3V的電壓表;2)電源的選擇

原則:第一是能用,第二是經(jīng)濟(jì)(注意:在半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí),電源應(yīng)盡可能)3)滑動(dòng)變阻器的選擇:所選擇的滑動(dòng)變阻器的最大阻值盡量和電路中的總電阻接近例:為保證9V.9W的用電器正常工作,可供選擇的電源有6V,1V和15V,1V的兩個(gè)電源,則應(yīng)當(dāng)選15V的電源,如果在12V,1和15V,1V兩個(gè)電源中選擇,則應(yīng)當(dāng)選12V電源四)實(shí)物圖連線方法1)先畫出原理圖,并標(biāo)好正負(fù)2)連接好限流和分壓部分3)把測(cè)量電路（伏安法部分）接好

注意:A)線不交叉

B)正負(fù)極要正確

C)線應(yīng)接在接線柱上

D)不能涂改五)解決器材和電路選擇問題的思路與步驟1)選唯一性器材2)計(jì)算電路中的最大電流和R的最大電壓3)計(jì)算電路中最小電流和R的最小的電壓目的:選電表目的:選電路4)計(jì)算判斷是外接法還是內(nèi)接法1)有一待測(cè)電阻RX,阻值約為5歐,允許最大功率為1.25W,現(xiàn)欲比較精確的測(cè)定阻值,除待測(cè)電阻外,備用器材及規(guī)格如下:A)

電壓表(0---3V,內(nèi)阻為3K)B)

電壓表(0---15V,內(nèi)阻為15K)C)

電流表(0---0.6A,內(nèi)阻為1)D)

電流表(0---3A,內(nèi)阻為0.25)E)

滑動(dòng)變阻器(20歐,1A)F)

蓄電池組(6V,內(nèi)阻不計(jì))G)

電鍵和導(dǎo)線請(qǐng)選擇合適的器材并畫出試驗(yàn)原理圖,要求待測(cè)電阻RX中電流從零開始連續(xù)可調(diào)zzz2)用伏安法測(cè)金屬絲電阻RX(約5),已知電流表的內(nèi)阻為1,量程為0.6A,電壓表的內(nèi)阻為5K,量程為3V,電源電動(dòng)勢(shì)為9V,滑動(dòng)變阻器的阻值為0---6,額定電流為5A,試畫出測(cè)量RX的原理圖3)用伏安法測(cè)定一阻值約為30的電阻RX,備用的器材有()A)

電源(電動(dòng)勢(shì)16V,內(nèi)阻20)B)

電壓表(0---15V,內(nèi)阻50)C)

電壓表(0---3V,內(nèi)阻10)D)

電流表(0---500,內(nèi)阻500)E)

電流表(量程0---1mA,內(nèi)阻250)F)

滑動(dòng)變阻器(阻值0—200,額定電流0.5A)G)

滑動(dòng)變阻器(阻值0—5,額定電流2A)試從上述器材中選出合適的器材并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖答案:所選器材:ABDF4)欲用伏安法測(cè)定一段阻值約為5歐左右的金屬導(dǎo)線的電阻,要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,現(xiàn)配有以下器材:A)

電池組(3V,內(nèi)阻1歐)B)

電流表(0---3A,內(nèi)阻0.0125歐)C)

電流表(0---0.6A,內(nèi)阻0.125歐)D)

電壓表(0---3V,內(nèi)阻3千歐)E)

電壓表(0---15V,內(nèi)阻15千歐)F)

滑動(dòng)變阻器(0---20歐,額定電流1A)G)

滑動(dòng)變阻器(0---2000歐,額定電流0.3A)H)

電鍵,導(dǎo)線（1）述器材中應(yīng)選用的是______________(填寫各器材的字母代號(hào))（2）實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表________接法.(填“內(nèi)”或“外”)(3)試畫出實(shí)驗(yàn)原理圖ACDFH外1)描繪小電珠的伏安特性曲線

小燈泡的電阻會(huì)隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而增大，所以U-I曲線不是直線。為了反映這一變化過程，燈泡兩端的電壓應(yīng)該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動(dòng)變阻器必須選用分壓接法。（開始時(shí)使小燈泡兩端的電壓為零）

U/VI/AO1．圖a為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖。

I/mAU/VO2040246（1）為了通過測(cè)量得到圖1所示I-U關(guān)系的完整曲線，在圖b和圖c兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________；簡(jiǎn)要說明理由：____________。（電源電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻不計(jì)，滑線變阻器的阻值為0-100Ω）。VA圖bVA圖cAR1R2熱敏電阻9V圖d（2）在圖d電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1=250Ω。由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為________V；電阻R2的阻值為______Ω。2.學(xué)海P274(5)3.P169(16)2)測(cè)定金屬的電阻率

【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)線的長(zhǎng)約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5Ω左右。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：⑴用______測(cè)量金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度l，測(cè)3次，求出平均值；⑵在金屬導(dǎo)線的3個(gè)不同位置上用______________測(cè)量直徑d，求出平均值；⑶用伏安法測(cè)量該金屬導(dǎo)線的電阻R。在左邊方框中畫出實(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1Ω；伏特計(jì)要求用0-3V量程，內(nèi)阻約幾kΩ；電源電動(dòng)勢(shì)為6V；滑動(dòng)變阻器最大阻值20Ω。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ρ=__________。解：⑴米尺；⑵螺旋測(cè)微器；⑶測(cè)量部分用安培表外接法，電源部分用限流電路或分壓電路都可以，電阻率

3).把電流表改裝為電壓表(b)（a）(1)半偏法測(cè)內(nèi)阻注意

(1)條件:______________________________(2)其結(jié)果偏_____________R比R/大很多時(shí)且電源盡可能大rg的測(cè)量值偏小

(2)根據(jù)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。

(3)用（b）圖把改裝的電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校對(duì)。

1.學(xué)海P174例2,35)測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻(1)U---I法(2)I----R法(3)U----R法一)原理二)數(shù)據(jù)處理為了減小偶然誤差，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，用直尺畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，而且在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關(guān)系的偶然誤差比每一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偶然誤差都小。這條直線在U軸上的截距就是被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E（對(duì)應(yīng)的I=0），斜率的絕對(duì)值就是被測(cè)電源的內(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=|ΔU/ΔI|）。

I/AU/Vo0.20.40.63.02.01.0見學(xué)海P271四)誤差分析五)保護(hù)電阻設(shè)置1．在做“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流表和電壓表的內(nèi)阻未知，有甲、乙兩同學(xué)分別進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①甲同學(xué)的接線電路圖如圖所示，用所得數(shù)據(jù)作出U—I圖線，則他能較準(zhǔn)確地測(cè)出

，而測(cè)得的

偏大②乙同學(xué)測(cè)得的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下U/V0.200.400.600.801.021.22I/A0.110.200.290.390.510.60則他能否測(cè)出電源電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)電阻？

，他進(jìn)行的是

的實(shí)驗(yàn)。

2．用如圖所示的電路測(cè)定電流表電阻Rg的值．圖中電源電動(dòng)勢(shì)未知，電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，R為電阻箱．（1）若要測(cè)得Rg的值，R至少需要取

個(gè)不同的數(shù)值。（2）若電流表每個(gè)分度表示的電流值未知，但指針偏轉(zhuǎn)角度與通過的電流成正比，則在用此電路測(cè)Rg時(shí)，R至少需取____個(gè)不同的數(shù)值．（3）若電源內(nèi)阻不可忽略，能否應(yīng)用此電路測(cè)量Rg？答：______.GRRg3.P272 例25)練習(xí)用多用電表測(cè)電阻⑴使用前應(yīng)看一下指針是否指在刻度盤左端的零刻線處。如果不在，就應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械調(diào)零：用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。⑵根據(jù)被測(cè)物理量及其數(shù)量級(jí)將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。讀數(shù)時(shí)還要注意選用刻度盤上對(duì)應(yīng)的量程刻度。（如測(cè)量20mA左右的直流電流，應(yīng)將選擇開關(guān)對(duì)準(zhǔn)左邊100mA量程處，在刻度盤上，應(yīng)該看最下方的刻度，即滿偏刻度為10的刻度線，從刻度盤讀出數(shù)據(jù)后還應(yīng)再乘10，得測(cè)量結(jié)果。）~⑶使用歐姆擋時(shí)，在選好倍率后，還必須進(jìn)行歐姆調(diào)零。方法是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。因此用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻的操作步驟是：⑴選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量