高中物理电路实验学案文档格式.docx
《高中物理电路实验学案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理电路实验学案文档格式.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2、两种电路的比较
若电源电压为U,求电阻R两端的电压调节范围，以及流过R的电流的范围取值。
（1）限流式：
（2）分压式：
提问：
若指针P向a端移动，R两端的电压如何变化？
为保证实验仪器的不被烧坏，在闭合开关前，应将P移至哪边？
3、滑动变阻器的选择及两种连接方式的选择：
滑动变阻器选择：
为操作方便，一般选择最大电阻小于两倍待测电阻阻值的器材。
（1）分压式接法：
一般滑动变阻器最大电阻R<
RX（RX为待测电阻阻值）
（2）限流式接法：
一般滑动变阻器最大电阻R满足：
RX<
R<
2RX
（3）如果有要求待测电阻RX的电压从零开始变大的，必须选择分压式接法
（4）尝试采用限流式电路，通过计算，待测电阻的最小电压或者最小电流超过电压表或电流表的量程，则不能采用限流式接法。
4、实物连接：
左图连接成限流式接法，右图连接成分压式接法
三、习题巩固
1、为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接．
2、用伏安法测金属电阻
（约为
）的值。
已知电流表内阻为
，量程为0.6A，电压表内阻为几千欧，量程为3V，电源电压为9V，滑动变阻器的阻值为
，额定电流为5A，试画出测量Rx的原理图。
3．用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图，各器材规格为：
⑴待测电阻RX（约100Ω）
⑵直流毫安表（量程0-10mA，内阻50Ω）
⑶直流电压表（量程0-3V，内阻5kΩ）
⑷直流电源（输出电压3V，内阻可不计）
⑸滑动变阻器（0-15Ω，允许最大电流1A）
⑹电键一只，导线若干。
根据器材的规格和实验要求，在下面方框中画出实验电路图，并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路。
4.欲用伏安法测定一段阻值为
左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：
A.电池组（3V）
B.电流表（0~3A、0.05
）
C.电流表（0~0.6A、0.1
D.电压表（0~3V、3k
E.电压表（0~15V、15k
G.滑动变阻器（0~10
、1A）
H.滑动变阻器（0~50
I.开关、导线
（1）上述器材中应选用的是______________。
（2）实验电路应采用电流表__________接法（填“内”或“外”）。
（3）画出实验电路图。
（4）电流表与电压表指示如图所示，则测得电阻的阻值为_______
电路实验2、测定金属的电阻率
一、知识要点
1.实验原理：
由电阻定律
得
。
所以实验需要测出R,S,以及
.其中R的测量可以使用伏安法。
金属长度的测量使用刻度尺。
横截面积
，先测量金属丝外径，通过计算可以求得。
2.测量金属丝外径的器材：
螺旋测微器（如图所示）。
将金属丝紧靠在AF之间，通过刻度读出金属丝的外径。
读数公式：
测量值=固定刻度值+固定刻度的中心水平线与可动刻度对齐的位置的读数×
0.01mm
[经验之谈]：
（1）看半刻度是否漏出，固定刻度上的刻度值是以mm为单位；
（2）可动刻度要估读,小数点后应保留三位有效数字。
如右图读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（最小刻度后应再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。
测量值=6.5＋20.3×
0.01mm＝6.703mm（6.702mm～6.704mm均正确）
例1、读出下列螺旋测微器测量的读数。
1
⑵
3、测量外径还可以使用游标卡尺
1）．构造：
如图所示，主尺、游标尺（主尺和游标尺上各有一个内外测量爪）、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．
2）．用途：
测量厚度、长度、深度、内径、外径．
3）．原理：
利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：
刻度格数
（分度）
刻度总长度
每小格与1mm的差值
精确度（可准确到）
10
9mm
0.1mm
20
19mm
0.05mm
50
49mm
0.02mm
4）.读数：
若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为（x＋K×
精确度）mm.
例题：
用游标卡尺可以测量某些工件的外径。
在测量时，示数如图所示，则读数为_____mm
第一步：
x=11mm
第二步：
K=10
第三步：
精度为0.05mm
计算：
（x＋K×
精确度）mm
=11.50mm
游标卡尺的读数应注意以下几点：
（1）看清精确度
1）例如
易错读成11＋4×
0.1mm＝11.40mm
正确的应为11.4mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零，也不能随意去零．
2）例如
易错读成10＋12×
0.05mm＝10.6mm，正确的应为10.60mm.
（2）区分零刻度与标尺最前端
例如（如图所示）
易错读成13＋10×
0.05mm＝13.50mm
正确读数为14＋10×
0.05mm＝14.50mm
习题巩固
1.如图所示的两把游标卡尺，它们的游标尺从左至右分别为9mm长10等分、19mm长20等分，它们的读数依次为________mm，________mm.
2.使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则a、b金属丝的直径分别为________mm，________mm.
2.练习：
读出以下数值。
3.在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R.
（1）请写出测金属丝电阻率的表达式：
ρ=______________.（用上述测量的字母表示）
（2）若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示，则金属丝长度的测量值为
=__________cm，金属丝直径的测量值为d=__________mm.
（3）在用伏安法测定金属丝的电阻（阻值约5Ω）时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A.直流电源（3.0V）
B.电流表A1：
量程0～0.6A，内阻0.125Ω;
C.电流表A2：
量程0～3.0A，内阻0.025Ω;
D.电压表V：
量程0～3V，内阻10kΩ;
量程0～15V，内阻50kΩ;
E.滑动变阻器R1：
最大阻值10Ω；
F.滑动变阻器R2：
最大阻值50Ω；
G．开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是，应该选用的电压表
是应该选用的滑动变阻器是
（3）一般金属丝电阻较小，为减小实验误差，须选择电流表的哪种接法？
根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．
（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=5.1Ω，则这种金属材料的电阻率为Ω·
m.（保留二位有效数字）
电路实验3、绘制小灯泡的伏安特性曲线
1、实验原理：
用测出流过小灯泡的电流，用测出小灯泡两端的电压，测出多组（U,I）值，在I-U坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来。
2、实验器材：
学生电源（4V—6V直流）或电池组、小灯泡、电压表，电流表，滑动变阻器、开关、导线。
3、思考：
小灯泡两端电压要求从零开始变大，则滑动变阻器的接法应该如何？
一般实验用的小灯泡通常为“3.8V0.3A”一类小电珠,其在白炽状态下电阻很小,在室温下电阻更小,因此为减小实验误差,电流表应使用外接法还是内接法？
4、绘制实验电路图，并实物连接导线。
5、实验步骤：
1）．按图连接好电路。
2）．检查无误后，将滑片调节至最左边附近、闭合电键，读出一组U、I值，记录于表格。
3）．再调节滑线变阻器的滑片到不同位置，读出十二组不同的U、I值，记录于表格。
4）．断开电键，整理好器材。
5）．在坐标纸上以I为横轴，以U为纵轴、并选取适当的单位。
6）．用描点法在坐标纸上标出各组U、I值的对应点位置。
7）．用平滑曲线将各点依次连接起来。
8）．分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律.记录表格：
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U
I
六、对“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,由欧姆定律可知,对一纯电阻用电器,有I=U/R.因此,当R为定值时,I—U图线应为一过原点的直线.但由于小灯泡的灯丝在其两端电压由0增至额定电压过程中,灯丝温度由室温升高到近2000℃,因此灯丝电阻率有明显增大,故小灯泡的伏安特性曲线应为.（填“直线”、“曲线”）
1．在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列
器材供选择：
A．待测小灯泡“3.0V、0.6W”
B．电流表（量程3A，内阻约为1Ω）C．电流表（量程0.6A，内阻约为5Ω）
D．电压表（量程3.0V，内阻约为10kΩ）E．电压表（量程15.0V，内阻约为50kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，额定电流50mA）
G．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流1.0A）
H．电源（4.0V）I．电键及导线等
（1）为了使实验完成的更好，电流表应选用________；
电压表应选用________；
滑动变
阻器应选用________．（只需填器材前面的字母即可）
（2）请画出实验电路图．
（3）某同学在实验中得到如表所示的几组数据，其中第7次测量的电压表与电流表示数如图所示，请将其填入表格。
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
3.00
I/A
0.02
0.06
0.10
0.14
0.17
0.19
（4）在图中绘制伏安特性曲线。
从图中可以看出，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是这表面小灯泡的电阻随温度的升高而
电路实验4、测量电源的电动势和内阻
【实验目的】
测定电池的电动势和内电阻。
【实验原理】
方法一：
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，利用闭合电路的欧姆定律列方程组求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。
若测得两组数据（U1，I1），（U2，I2），请列出方程组解出E，r。
方法二：
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。
【实验器材】
待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。
【实验步骤】
1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。
2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。
3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。
4．打开电键，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）电源内阻较小，所以电流表要相对于电源外接。
2）在画U-I图线时，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的抵消，从而提高精确度。
【习题巩固】
1.在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U－I图象，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是（）
A．短路电流
B．电源内阻
C．电源电动势
D．全电路电阻
2．利用如图a所示的电路图测量电源电动势和内电阻，器材如图b所示，请用实线代表导线，将图b中器材连成实验用电路。
实验时经测量得出的数据如下表，请在图c的方格纸上画出U—I图线。
利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为、。
0.12
0.31
0.32
0.50
0.57
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
3.某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。
已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω；
电压表（0一3V，3kΩ）、电流表（0～0.6A，1.0Ω）、滑动变阻器有R1（10Ω，2A）和R2（100Ω，0.1A）各一只．
（1）实验中滑动变阻器应选用 （填“R1”或“R2”）。
（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。
（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U－I图线，由图可较准确地求出该电源电动势E＝ V；
内阻，r Ω。
测量电源电动势和内阻的其他方法
一、认识电阻箱。
滑动变阻器能够改变连入电路的电阻大小，起到连续改变电流大小的作用，但不能准确知道连入电路的电阻值。
如果需要知道连入电路的电阻的阻值，就要用到电阻箱。
电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器。
在电路图中用符号表示。
电阻箱的读数
上图中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮下方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值。
如上图所示，当时的阻值为20854.8Ω。
二．利用电压表和电阻箱测定电池电动势和内阻（伏阻法）
实验原理：
由闭合电路欧姆定律
，设计如图9所示电路，改变电阻箱R的阻值，测得几组不同的R、U值，获得实验数据。
数据处理：
可以联立方程组，利用公式法和平均值法求出电池电动势和内阻。
也可以画出
图象，如图10所示，据
变形得：
由图象可得：
图线纵截距的倒数为电源的电动势，图线横截距倒数的绝对值为电源的内阻，图象的斜率
，即
三．利用电流表和电阻箱测定电池电动势和内阻（安阻法）
，设计如图13所示电路，改变电阻箱R的阻值，测得几组不同的R、I值，获得实验数据。
图象，如图14所示，据
图线斜率为电源的电动势E，纵截距的绝对为电源的内阻r（不计电流表内阻），图线横截距为
习题1：
某研究性学习小组利用如图1所示电路测量电池组的
电动势E和内阻r。
根据实验数据绘出如图2所示
的R—1/I图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表
读数，由此可以得到E=V，r=Ω。
2.某研究性学习小组采用如图所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱，V为理想电压表，其量程略大于电池的电动势。
实验中通过多次改变电阻箱的阻值R，从电压表上读出相应的示数U，该小组同学发现U与R不成线性关系。
回答下列问题：
1.写出U与R的关系表达式。
2.完成实物连线。
3.为了得到线性关系，你觉得该小组该以什么量作为坐标轴，并说出图像的什么表示电源的电动势和内阻。
4.读出电阻箱的读数
升级会员 