电学实验全攻略Word文档下载推荐.docx

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（1）根据图1画出实验电路图

（2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V。

所示读数为：

①_________②_________③_________④_________。

两组数据得到的电阻分别为__________和__________。

解析

（1）从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图3所示

（2）电流表的量程为0.6A，所以每小格表示的分度值为0.02A，故①的读数为0.10A，②的读数为0.24A，电压表的量程为3V，则每一小格表示0.1V，所以③的示数为2.00V，④的示数为0.27V。

若灯泡两端的电压小，则对应的电流也小，故①④为同一数据，故得到的电阻为

，②③为另外一组数据，故得到的电阻为

。

考虑到误差原因，答案为（2.7

0.1）Ω和（8.3

0.1）Ω。

二、实验器材的选择：

选择电学实验议器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，选择时应考虑以下几点：

1、首先确定实验条件，然后按电源—电压表—电流表—变阻器顺序依次选择。

2、电源的选择：

在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下，选择电动势较大的电源（以获得更多的测量数据）。

在相同电动势情况下，通常选择内电阻较小的电源（以获得较稳定的路端电压）。

3、电压表和电流表的量程选择：

首先，保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程。

然后合理选择量程，量程越接近测量值越好，使指针有较大偏转（一股取满偏的2/3左右），以减少测读的误差。

4、变阻器的选择：

所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流，以确保变阻器的安全；

为满足实验中电流变化的需要和调节的方便，在分压式接法中，应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器，在限流式接法中，变阻器的阻值不能太小。

例2、（2018年天津卷）某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10kΩ），除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：

A．电压表（量程0～1V，内阻约为10kΩ）

B．电压表（量程0～10V，内阻约100kΩ）

C．电流表（0～1mA内阻约为30Ω）

D．电流表（0～0.6A，内阻约为0.05Ω）

E．电源（电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计）

F．电源（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）

G．滑动变阻器R0（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）

①为使测量尽量准确，电压表选用_________，电流表选用______________，电源选用______________。

（均填器材的字母代号）；

②画出测量Rx阻值的实验电路图。

③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会______________其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是____________________________。

解析：

由于被测电阻为10kΩ，所以电源要选择电动势大的，然后根据电路的电流选择电流表和电压表；

若采用限流接法，则电路中的电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法，根据

和

的关系分析电流表的接法；

根据电流表的接法判断实验误差。

①若选用电源1.5V，由于被测电阻很大，电路中的电流非常小，不利于实验，故电源选择12V的，即F；

则电压表就应该选取B；

电路中的最大电流为

，故电流表选用C。

②因为题给的滑动变阻器的最大阻值只有10Ω，若采用限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法，由于

，所以采用电流表内接法，电路图如图4所示，

③由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流准确，根据

可知测量值偏大。

三、电路设计：

对电路设计，特别注意的是限流式电路、分压式电路和电流表内接法与外接法的选择。

两种电路的选取原则是：

1、要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。

2、负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时，须用分压式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。

3、采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的分压式接法。

4、负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。

5、两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。

而两种接法的判断方法是：

根据被测电阻的估测阻值Rx的大小直接判定，若

，即电阻大时用内接法；

若

，即电阻小时用外接法；

，则内外接法均可。

当无法估计待测电阻的阻值，难以比较Rx和

大小时，可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定，若电流表示数较电压表示数变化明显，说明外接时电压表分流作用大，应采用内接法；

若电压表示数较电流表示数变化明显，说明内接时电流表的分压作用大，应采用外接法。

例3、（2017年浙江选考卷）小明用电学方法测量电线的长度，首先小明测得电线铜芯的直径为1.00mm，估计其长度不超过50m，（已知铜的电阻率为

Ω▪m），现有如下实验器材：

①量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表；

②量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表；

③阻值为0～2Ω的滑动变阻器；

④内阻可忽略，输出电压为3V的电源；

⑤阻值为R0=4.30Ω的定值电阻；

开关和导线若干。

小明采用伏安法测量电线电阻，正确连接电路后，调节滑动变阻器，电流表的示数从0开始增加，当示数为0.5A时，电压表示数如图5所示，读数为V，根据小明测量的信息，图6中P点应该（选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”）Q点应该（选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”），小明测得的电线长度为m。

由图可得电压表量程为3V，最小精度0.1V，有效数字应该保留到0.01V，示数应为2.50V；

要想知道PQ连接点，必须进行电路的设计，也就是知道电路用限流式还是分压式，电流表用外接还是内接。

由于被测量电阻属于小电阻，电流表应该外接，P点接b，题中要求电流表能从0开始变化，所以采取分压接法，Q点应接a，根据电阻定律

，代入数据可得长度为31.4m

四、实验步骤：

电学实验步骤一般是根据实验原理选取实验器材，设计电路，实物连线，开关合上前调节可变电阻使电路中电流最小，改变电路电阻进行测量（一般是多次测量），记录数据，整理并分析数据得出结论，整理器材。

当然，不同实验的实验步骤是有所不同的，这就要求我们要到实验室去，认认真真的把实验做一下，提升自己的动手能力。

例4、（2012年理综安徽卷）图7为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。

（1）完成下列实验步骤：

①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，；

②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，；

③断开开关，……。

根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。

（2）在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。

①为保证开关闭合时电路安全，闭合开关前应使测量电路部分电压最小，故答案为：

使它靠近变阻器左端的接线柱

②因为是描绘伏安特性曲线，需要电压从0开始，并适当多的测量数据，描绘较为准确，故答案为：

增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压。

（2）电路图如图8所示

五、实物连接：

连接实物电路时要依据电路图进行连接，一般原则是:

从头到尾，顺藤摸瓜，先串后并，电压表最后画。

具体为：

1、先画实验电路原理图，再按原理图连接成实物图。

2、由题给条件进行估算，确定电表所在电路中的量程。

3、根据题给条件判断电流表表是内接还是外接。

4、根据题给条件确定变阻器的接法（是限流接法还是分压接法），目的是使用滑动变阻器时使电流表和电压表示数变化明显。

5、遵循先串后并的原则。

一般先从电源正极出发，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序依单线连接方式将主电路中要串联的元件串联起来，再将要并联的元件并连到电路中去，最后回到电源的负极。

变阻器限流接法开始时阻值最大，分压接法开始时变阻器输出端的阻值最小，并注意分清电表的正负极。

6、各线头必须接在接线柱上。

7、画线连接各元件。

连接完毕，应进行检查，检查电路也应该按照连线的方法和顺序

例5、（2011年上海卷）实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。

测量实际电流表G1内阻r1的电路如图9所示。

供选择的仪器如下：

①待测电流表G1（0～5mA，内阻约300Ω），②电流表G2（0～10mA，内阻约100Ω），③定值电阻R1（300Ω），④定值电阻R2（10Ω），⑤滑动变阻器R3（0～1000Ω），⑥滑动变阻器R4（0～20Ω），⑦干电池（1.5V），⑧电键S及导线若干。

⑴定值电阻应选_____，滑动变阻器应选_____。

（在空格内填写序号）

⑵把图10实物用连线连接实物图。

⑶补全实验步骤：

①按电路图连接电路，______；

②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1，G2的读数I1，I2；

③________________________；

④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图11所示。

⑷根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式____________。

本题考查测量电流表的内阻的电路实验。

（1）电流表G2满偏时为10mA电流，电流表G1满偏时电流5mA，故为了更好地匹配两个电流表的示数同时达到适当的偏转角度，应使用定值电阻分流5mA，根据并联电阻的分流规律可知，定值电阻的阻值与电流表G1内阻相同时效果最好，即选用R1＝300Ω的定值电阻③；

滑动变阻器作为分压式接法，应选用较小的滑动变阻器，方便调节，即选用⑥滑动变阻器R4。

（2）直接根据电路图连接实物图，先将电源的正极连接到滑动变阻器的绕线右下角的接线柱上，然后将左下角的接线柱与电键左端相连，将电键右端与电源负极相连，这样形成主干路，然后再连接支路，注意电表的正负极。

实物连线图如图12

（3）①实验前要保护电路，故将滑动变阻器的滑动触头移至最左端；

③为了得到多组数据，在多次移动滑动触头，记录下相应的G1、G2读数I1、I2；

（4）电流表G1两端的电压等于定值电阻两端的电压

，电流表的内阻

，令

，

则电流表G1的内阻

六、数据处理：

电学实验涉及到数据处理的主要方法是图象法和结合实验原理列表达式进行计算，即应用公式法。

应用图象法处理实验数据应看清图象坐标轴表示的物理量，弄清横、纵截距和图象的斜率的物理意义。

对于公式法处理实验数据是时，应先理顺实验的原理结合试题提供的条件进行推理，分析运算得出物理表达式。

例6、（2018年海南卷）某同学利用图1