高三物理第七章 恒定电流二知识精讲人教实验版选修31Word文档格式.docx

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电学实验部分是这一章的重点，也是高考考查的重点和难点。

三.知识网络

四.知识要点

实验一、测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

实验目的

1.学会使用各种常用电学仪器，会正确读数；

2.学会使用螺旋测微器并掌握正确读数方法；

3.学会用伏安法测量电阻的阻值，测定出金属的电阻率。

实验原理

用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，由电阻定律R＝可得到ρ＝

实验器材

被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干。

实验步骤

1.用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径d的平均值，然后计算出导线的横截面积S。

2.将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接人电路的金属丝长度L（即有效长度），反复测量三次，求出平均值L

3.依照图中所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大。

4.电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值。

5.将测得R、L、d的值，代入电阻率计算公式中，计算出金属丝的电阻率。

6.整理好实验器材，实验结束。

注意事项

1.本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，必须采用电流表外接法；

2.实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属丝的两端；

3.测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接人电路的两个端点之间的长度，即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直；

4.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置；

5.在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大（电流表用0~0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大；

6.求R的平均值可用两种方法：

第一种是算出各次的测量值，再取平均值，第二种是用图象U-I（图线）的斜率来求出，若采用图象法，在描点时，要尽量使点间的距离拉大一些；

连线时要让各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑；

7.连接实物图时，所连的导线不要交叉，且要接到接线柱上；

8.电流表与电压表的读数，注意有效数字的位数。

误差分析—误差来源

1.直径的测量；

2.长度的测量；

3.测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响；

4.通电电流的大小不同，通电时间的长短不同，致使电阻丝发热而温度不同，电阻率随之变化。

由于本实验采用电流表外接法，可知R测<

R真，所以ρ测<

ρ真。

实验目的

1.描绘小灯泡的伏安特性曲线；

2.分析曲线的变化规律并得出结论。

实验原理

在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，U-I图象不再是一条直线。

读出若干组小灯泡两端的电压U和电流I的读数，然后在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴画出U-I曲线。

实验器材

小灯泡、4~6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。

实验步骤

1.适当选择电流表、电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路

2.滑动变阻器采用分压接法。

把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合开关s。

3.改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表和电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开开关s。

4.在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，甩平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线。

5.拆去实验线路，整理好实验器材。

注意事项

1.因本实验要作出I-U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；

2.本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表的外接法；

3.开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值；

调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；

4.开关闭合前变阻器滑片移到图中的A端；

5.在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸．连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。

误差分析

1.测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的，值比真实值偏大；

2.描绘U-I图线时作图不准确造成的偶然误差。

实验目的

1.掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法与原理；

2.学习掌握用U-I图象处理数据的方法。

如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组，I、U值，利用闭合电路欧姆定律u=E-Ir求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。

此外还可以用作图法来处理数据：

即在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组，I、U值画出U-I图象。

如图2所示，所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。

电压表、电流表、滑动变阻器、电池、开关和导线。

实验步骤

1.电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图连接好电路。

2.把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端。

3.闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I、U），用同样方法测量几组I、U值，记录在自己设计的表格中。

4.打开开关，整理好器材。

5.处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。

注意事项

1.为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用已使用过一段时间的干电池）；

2.电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A，因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完后应立即断电；

3.测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些。

用方程组求解，要将测出的I、U数据中，第l和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再求平均值；

4.画出U-I图，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。

这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度；

5.计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用计算出电源的内阻r

6.误差分析：

（1）测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，使得测量电流小于电源的真实电流值。

（2）由于电压表的分流使电动势的测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实值。

1.了解多用电表表盘的刻度；

2.练习使用多用电表；

3.用多用电表探测黑箱内的电器元件。

实验原理

1.多用电表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程，将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通，将多用电表的选择开关旋转到电阻挡，多用电表的欧姆表电路就被接通。

2.测电阻是依据闭合电路欧姆定律；

测电流和电压是依据串联和并联的特点及部分电路欧姆定律。

3.二极管的特性是单向导电性，当二极管加上一定的反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样。

实验器材

多用电表、晶体二极管若干（几种不同外形的）、学生电源、小灯泡、导线、黑箱（有三个接点，每两个接点间最多只能有一个元件，黑箱内所接的元件不超过两个。

可能的元件有电池、电阻和二极管）。

1.多用电表的使用

（1）观察多用电表，认识多用电表的表盘、选择开关及其周围的测量功能和量程。

（2）进行测量前，检查表头的机械零点，方法是让多用电表不进行任何测量，正常情况是表针应停在左端零刻线上，否则要用小螺丝刀轻轻转动表盘下边中间部位的调零螺丝，使表针指零

（3）测量时，把选择开关旋到相应的测量项目和量程上。

使用电压挡时，应使多用电表同用电器并联．测量直流电压时，还要让红表笔接在用电器电势较高的一端。

使用电流挡时，要使多用电表与用电器串联，且要让电流从红表笔流入，从黑表笔流出。

使用电阻挡时，先选好倍率，原则是使测量时指针尽可能靠近刻度盘的中央位置。

随后，进行欧姆调零，方法是把两表笔相接触，调整欧姆调零旋钮，使指针指在右端的电阻零刻线上。

测电阻时，把两表笔分别与待测龟阻两端相接。

还应注意待测电阻要跟别的元件和电源断开，而且不要用手碰触表笔的金属部分。

每换用欧姆挡的另一量程，都需要重新进行欧姆调零。

读数时，读出表盘上相应的刻度值乘以所选的倍率，才是被测电阻值。

2.用多用电表探测黑箱内的元件

（1）了解二极管的导电特性。

（2）将多用电表的选择开关置于直流电压挡，将两表笔分别与黑箱上的A、B、c三个点中的两个点连接，判断黑箱内有无电源。

（3）将多用电表的选择开关置于欧姆挡，将两表笔分别与黑箱上的A、B、c三个点中的两个点连接，读出欧姆表上读数。

将表笔反接后，根据欧姆表是否变化来判断黑箱中是否有二极管。

（4）根据已知的电学知识，判断出黑箱内的电学元件。

l.使用多用电表前，应观察指针是否指向电流表的零刻度线，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使多用电表的指针指在电流表的零刻度；

2.测电阻时，待测电阻要跟别的元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆；

3.合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量指在表盘中央位置附近；

4.换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行电阻调零才能进行测量；

5.读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率；

6.测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置于交流电压最高挡或OFF挡，若长期不用时，还应把电池取出。

1.了解传感器的工作原理

2.能够进行简单应用。

传感器是能将所感受到的物理量（如力、热、光、声等等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件，其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号。

如热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号。

转换后的信号经过相应的仪器进行处理，就可以达到自动控制的目的。

热敏电阻、多用电表、温度计、水杯、铁架台、光敏电阻、光电计数器、导线若干。

（一）热敏电阻特性实验

1.如图所示将热敏电阻连入电路，欧姆表置于“欧姆”挡，观察热敏电阻的阻值。

2.分几次向烧杯中倒入开水，逐渐改变水的温度，分别观察不同温度下热敏电阻的阻值。

（二）光敏电阻特性实验

1.按图所示将光敏电阻连入电路中，观察欧姆表的示数；

2.用手挡住部分光线或上下移动手掌，观察光敏电阻的阻值随光线的变化而变化的情况。

1.烧杯中倒入开水后，等温度稳定后