精选高三物理电学实验总复习物理知识点总结.docx

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精选高三物理电学实验总复习物理知识点总结

电阻的测量实验拓展

电阻的测量是高中物理的一个重要实验，也是近几年各地高考的热点问题。

所测量阻值的电学元件有：

金属、半导体、电流表、电压表等，所用的方法归纳如下图：

一、伏安法测电阻

（1）电流表外接法

电压表示数：

UV=UR电流表示数：

IA=IR+IV

，测量值偏小，适于测量小阻值电阻。

（2）电流表内接法

电压表示数：

UV=UR+UA电流表示数：

IA=IR

，测量值偏大，适于测量大阻值电阻。

选择电流表接法的判断原则：

①当时，选用电流表内接法。

②当时，选用电流表外接法。

③当时，选用电流表内接法和外接法都可以。

（3）在RX大小未知的情况下，可以用试触法判断

如果电压表示数变化很大，那么电流表外接（b点）

如果电流表示数变化很大，那么电流表内接（a点）

二、欧姆表测电阻（多用电表的欧姆档）

三、伏安法测电阻基本情景变式

1.无电流表。

根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电流表时只要找到能够等效替代电流表的其他器材即可，比如：

（1）已知电阻与理想电表并联替代电流表（如图5所示）；

（2）用已知内阻的电压表替代电流表（如图6所示）；

（3）无电流表时的半偏法（测量电压表内阻）（如图8所示）。

2.无电压表。

根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电压表时只要找到能够等效替代电压表的其他器材即可，比如：

（1）已知电阻与理想电流表串联替代电压表（如图9所示）；

（2）无电压表时的等效替代法（如图10所示）；

（3）无电压表时的半偏法（测表头内阻）（如图11所示）。

3.把实验题当作计算题处理。

（1）根据闭合电路欧姆定律列方程求解待测量；

（2）根据欧姆定律的变式求解电阻。

在利用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中，只要测出外电路的电压变化量和电流的变化量（外电压的变化量始终等于内电压的变化量），就可以求出电源的内阻。

纵向：

伏安法及变式

1°电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻

2°两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻

3°两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻

5、比较法

某些问题中，因实验器材不具备（缺电流表或电压表），或因实验条件限制，或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。

这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理，用“伏安法”的替代形式——“比较法”来设计实验方案。

例7．从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。

要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。

器材代号

规格

电流表（A1）

量程100mA，内阻r1待测（约40Ω）

电流表（A2）

量程500uA，内阻r2＝750Ω

电压表（V）

量程10V，内阻r3=10kΩ

电阻（R1）

阻值约100Ω，作保护电阻用

滑动变阻器（R2）

总阻值约50Ω

电池（E）

电动势1.5V，内阻很小

开关（K）

导线若干

（1）画出电路图，标明利用器材的代号。

（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式r1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。

解析：

分析题意知道需测量电流表A1的内阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析即使该电流表满偏时两端电压仅为0.4V，远小于10V量程。

这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”

根据所列仪器的特点，电流表A2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由I2r2＝I1r1得r1=

此题也可理解为“将已知内阻的电流表A2当成电压表使用”。

这实际也是伏安法的一种推广形式。

*测量电表内阻Rg的方法：

①替代法（电阻箱）

左图开关先接1，再接2；右图开关先接a，再接b。

③半偏法

I.恒流半偏法测电流表内阻

如图1中E为电源，其电动势为，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表，用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：

①闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于量程I0；（要注意不要使通过电流表的电流超过它的满偏电流值，以免把电表烧坏）②保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于（半偏），然后读出R2的值，当R1比R2大很多时接入R2后，干路中电流变化不大，因此可以取RAR2。

（偏小）

（适合测量电流表小电阻，要求R1>>RA）

改进方法：

干路串联一个电流表控制Ig不变。

II.恒压半偏法测电压表内阻

某同学设计了用如图2所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV（RV在800到900Ω之间），实验方法和步骤是：

①断开开关S，按图连好电路

②把滑动变阻器的触头P滑到b端

③将电阻箱的阻值调到零

④闭合开关S

⑤调节滑动变阻器R的阻值，使电压表的示数为1V（满偏）

⑥调节电阻箱R0的阻值使电压表示数为0.5V，（半偏）读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表的内电阻RV的测量值；

⑦最后断开开关S。

（适合测量电压表大电阻，要求RV>>R）

改进方法：

Pb间并联一个电压表控制Ug不变。

当RV远大于R时，能保正Pb两端的电压恒定为电压表的量程1V，调节电阻箱R0的阻值使电压表示数为0.5V，（半偏）即与之串联的电阻箱两端的电压也是0.5V，串联分压，电压与阻值成正比，读出此时电阻箱R0的阻值，即有RV=R0。

（偏大）

15．（6分）某同学在做多用电表测电阻的实验中：

（1）测量某电阻时，用“×10Ω”档时发现指针偏转角度过大，他应该换用_____档（填“×1Ω”或“×100Ω”），换档后，在测量前先要______________。

（2）如图所示，A、B、C是多用表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置，D是多用表表盘指针在测量时的偏转位置。

若是用A档测量，指针偏转如D，则读数为________；

若是用B档测量，指针偏转如D，则读数为_______；

若是用C档测量，指针偏转如D，则读数为_______。

15.（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金

属直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长L,金属丝的电阻大　　约为5先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。

（1）从图中读出金属丝的直径为　　　　mm

（2）为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：

A,电压表0-3V,内阻IOkB,电压表0-15V,内阻50k

C,电流表0-0.6A,内阻0.05D,电流表0-3A,内阻0.01

E,滑动变阻器，0-10F、滑动变阻器，0-100

①要求较准确地侧出其阻值，电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选．（填序号）

②实验中他的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误。

错误1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

错误2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

15、（每空2分）

（1）0.679mm

（2）①

②错误1：

导线连接在滑动变阴器的滑片上；错误2：

采用了电流表内接法。

广东卷实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。

课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。

他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。

（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作工程分一下三个步骤：

（请填写第②步操作）

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”；

②将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零；

③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。

（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择D电路来测量金属丝电阻；

（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为0.260mm；

（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为12m13m。

（结果保留两位有效数字）

（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。

请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。

（只需写出简要步骤）

①使用多用电表的电压档位,接通电源,逐个测量各元件、导线上的电压,若电压等于电源电压,说明该元件或导线断路故障。

或②使用多用电表的电阻档位,断开电路或拆下元件、导线,逐个测量各元件、导线上的电阻,若电阻为无穷大,说明该元件或导线断路故障.

16．某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量。

实验室里准备了以下器材:

A．多用电表B．电压表Vl，量程6V，内阻约10kΩC．电压表V2，量程15V，内阻约20kΩD．电流表Al，量程0.6A，内阻约0.2ΩE．电流表A2，量程3A，内阻约0.02ΩF．电源：

电动势E=12VG．滑动变阻器Rl，最大阻值10Ω，最大电流为2A

H．滑动变阻器R2，最大阻值50Ω，最大电流为0.2AI．导线、电键若干

（1）在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡，其阻值如图甲中指针所示，出现这种情况的原因是,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用_________欧姆挡；

（2）按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则Rx的阻值大约是_________Ω；

（3）在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选出的器材是

_______________（填器材前面的字母代号）；

（4）在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图。

16．

（1）欧姆表选择开关倍率选择过大（2分）“×1”欧姆挡（2分）

（2）9Ω（2分）（3）BDFGI（2分）（4）如图所示（4分）

13.

（1）（6分）读出下面图9中仪器的读数,游标卡尺读数为cm，螺旋测微器读数为cm。

14.（10分）：

用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值（阻值约为200Ω），实验室提供如下器材:

电池组E电动势3V，内阻不计

电流表A1量程0—10mA，内阻约为40Ω－60Ω

电流表A2量程0—500μA，内阻为1kΩ

滑动变阻器R1，阻值范围0—20Ω，额定电流2A

电阻箱R2，阻值范围0—9999Ω，额定电流1A

电键S、导线若干

要求实验中应尽可能准确的测量Rx的阻值，请回答下面问题:

（1）上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它改装成电压表，则改装表选用的器材是

（填写器材代号）；

（2）在方框中画出测量Rx阻值的电路图，并在图中表明器材代号；

（3）实验中将电阻箱R2的阻值调到4000Ω，再调节滑动变阻器R1，两表的示数如图10所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是__________。

图10

13.（6分）

（1）（每空均为3分）游标卡尺读数为1.660cm，螺旋测微器读数为0.5693cm。

（0.5692-0.5696）cm.

14.（10分）

（1）A2R2.

（2）电路如图

（3）6.4mA；240μA；187.5