高考物理电学实验总复习学案Word下载.docx

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指针偏转到最大刻度时对应的电流Ig叫满偏电流；

与之对应的电压Ug叫满偏电压，Ug=IgRg。

将电流表头G改装为电压表，要串联一只大电阻实现分压；

将电流表头G改装为电流表，要并联一只小电阻实现分流。

例．现有一只内阻为Rg=25Ω，量程为Ig=3.0mA的电流表。

⑴若要把它改装为量程为0.6A和3A的双量程电流表，所需的并联电阻阻值分别是多少？

⑵现在只有两只定值电阻R1=0.025Ω和R2=0.10Ω，试用它们完成改造。

改装电路图已画好，请标出接线柱上的标志（共用的+接线柱、0.6A和3A）。

三、恒定电流实验常规

1．伏安法测电阻

伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫（电流计）外接法，b叫（电流表）内接法。

外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；

内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。

如果被测电阻阻值为Rx，伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA，若

，则采用外接法。

若

，则采用内接法。

如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：

如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变化。

若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；

若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。

（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U）。

2．滑动变阻器的两种接法

滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：

a叫限流接法，b叫分压接法。

采用分压接法时，被测电阻RX上的电压调节范围较大。

当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。

为了便于调节，采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；

采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。

3．实物图连线方法

⑴无论是分压接法还是限流接法，都应该先把测量电路（伏安法部分）接好。

⑵对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱并选择正确的量程，滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处）。

⑶对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，根据“外电路沿电流方向电势降低”比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的分布，将伏安法部分接入该两点间。

实物连接图如下。

三、考试大纲规定的学生实验

1.用描迹法画出电场中平面上的等势线

实验所用的电流表是零刻度在中央的灵敏电流表，在实验前应先查明电流方向与指针偏转方向的关系。

方法是：

将电流表、电池、电阻、导线按图a或图b连接，若R是阻值很大的电阻，就按图a连接；

若r是阻值很小的电阻，就按图b连接。

然后用导线的a端试触电流表的另一端，观察电流表指针的偏转方向，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。

本实验是用恒定电流的电流场来模拟静电场。

与电池正极相连的A电极相当于正点电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。

白纸应放在最下面，导电纸应放在最上面（涂有导电物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。

只要电流表示数是零，就表示两根探针针尖对应的点电势相等。

把所有与同一个基准点电势相等的点连起来，就是等势线。

例．用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时，下列哪些模拟实验的设计是合理的

⑴　　　　　　　⑵　　　　　　　⑶　　　　　　　⑷

A．如图⑴所示圆柱形电极M、N都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场

B．如图⑵所示圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，模拟正点电荷周围附近的静电场

C．如图⑶所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场

D．如图⑷所示圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场

2．测定金属的电阻率

由于该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路应该选用伏安法中的电流表外接法。

本实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，因此供电电路可以选用限流电路。

本实验通过的由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间不能太长，电流也不宜太大，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化。

由于选用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动触头的位置，使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大。

例．在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右。

实验主要步骤如下：

⑴用______测量金属导线的长度l，测3次，求出平均值；

⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径d，求出平均值；

⑶用伏安法测量该金属导线的电阻R。

在左边方框中画出实验电路图，并把右图中所给的器材连接成测量电路。

安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1Ω；

伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ；

电源电动势为6V；

滑动变阻器最大阻值20Ω。

在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。

根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为ρ=__________。

3．描绘小灯泡的伏安特性曲线

灯丝的电阻率随温度的升高而增大。

灯丝不发光时温度是室温，正常发光时温度很高，其电阻率的变化是很显著的，所以灯丝的阻值随灯泡两端电压的升高而明显增大，其U-I图线不再是过原点的直线。

用伏安法测量在不同电压下灯丝的电流和电压，描绘出伏安特性曲线。

由于使用的小灯泡是（3.8V，0.3A）的，正常发光时灯丝电阻是13Ω，阻值较小，因此应该用电流表外接法电路；

由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用分压电路。

电路图如右。

实验中电压表量程可选0-3V，该范围伏安特性已经明显，且读数的有效数字较好。

例．描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如上图，小电珠的额定电压是3.8V。

⑴关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是

Ａ．系统误差主要是由电压表的分流引起的

Ｂ．系统误差主要是由电流表的分压引起的

Ｃ．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的

Ｄ．系统误差主要是由读数时的估读引起的

⑵根据实验数据在坐标系中描点如右图。

试在坐标系中画出

该小灯泡的伏安曲线，并从图象中求该小灯泡的额定功率。

⑶该小灯泡在1V电压下不发光。

当时灯丝的实际电阻是多大？

该小灯泡在2V电压下开始发出微弱的黄光。

当时灯丝的实际电阻又是多大？

小灯泡在不同电压下的实际电阻为什么不相同？

⑷试将下列实物图连接成实验电路。

4．把电流表改装为电压表

此实验分三大步骤：

⑴用半偏法测定电流表头的内阻Rg。

⑵根据扩大量程的需要调节跟电流表头串联电阻箱的阻值，并改写表盘刻度，把电流表改装成电压表。

⑶将改装的电压表跟标准电压表进行校对，分析误差原因，并进行校准。

例．把电流表改装为电压表的实验中给出的器材有：

①电流表（量程0-300μA）②标准伏特表（量程0-3V）

③电阻箱（0-9999Ω）④电位器（0-100kΩ）

⑤电源（电动势2V）⑥电源（电动势6V）

⑦滑动变阻器（0-50Ω，额定电流1.5A）

⑧电键两只，导线若干。

⑴用半偏法测定电流表的内阻。

采用右图电路测定电流表G的内阻。

要想得到较高的精确度，从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用______，可变电阻R2应选用______，电源E应选用____。

实验操作的步骤有：

A．合上K1B．合上K2C．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大D．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半F．记下R2的阻值。

把以上步骤的字母代号按合理顺序填写在下面横线上空白处：

①___；

②___；

③___；

④___；

⑤___；

⑥___。

如果在步骤F中所得的R2的阻值为600Ω，则中被测电流表G的内阻Rg的测量值为___Ω。

⑵如果要将图中的电流表G改装为量程为0-3V的伏特表，方法是给电流表_____联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为________Ω。

⑶下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。

在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从0-3V每0.5V刻度进行一次校对）；

然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。

⑷本实验第⑴步的系统误差总是使测得的Rg比真实值偏_____。

由此引起的结果是在校对中，发现改装电压表的示数总是比标准电压表的示数偏_____。

调整的方法是：

将电阻箱的阻值适当_____。

5．用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻

实验电路如右。

根据闭合电路欧姆定律：

E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。

为了减小这个系统误差，滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。

为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据。

将点描好后，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。

这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小。

这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E（对应的I=0），斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。

（特别要注意：

有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI|）。

例1：

在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1Ω和1kΩ。

实验原理图和所需器材的实物图如下。

试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。

I（A）

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

U（V）

1.37

1.32

1.24

1.18

1.10

1.05

一位同学在实验中记录的6组数据如上表所示，试根据这些数据在右图中画出U-I图线。

根据图线可读出被测电池的电动势E=____V，内电阻r=___Ω。

例2：

用图示的电路测定未知电阻Rx的值。

图中电源电动势未知，电源内阻和电流表的内阻均可忽略不计，R为电阻箱。

⑴若要测得Rx的值，R至少需要取____个不同的数值。

⑵若电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转角度与通过的电流成正比，则在用此电路测Rx时，R至少需取___个不同的数值。

⑶若电源内阻不可忽略，能否应用此电路测量Rx？

答：

_______。

6．用多用电表测探测黑箱内电学元件

㈠多用电表的使用。