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1、高二物理讲义重点讲解：电学实验 1、基础电学实验 伏安法测电阻（1）实验原理和实验电路图原理：欧姆定律实验电路图：如下图所示图(a)称为安培表外接法，测得的电流不准(IA=Ix+Iv)偏大，因此测得电阻值较真实值偏小误差的来源为电压表的分流作用，为减小测量误差，根据分流原理，应选用内阻较大的伏特表但是，一般伏特表的内阻并不是特别大，所以该电路适用于测量小阻值的未知电阻图(b)称为安培表内接法，测得的电压不准(Uv=Ux+UA)偏大，因此测得电阻值较真实值偏大误差的来源为电流表的分压作用，为减小测量误差，根据分压原理，应选用内阻较小的安培表但是，一般安培表的内电阻不是特别小，所以该电路适用于测量

2、大阻值的未知电阻（2）伏安法测电阻的两种电路比较（3）电流表内接法和外接法的选择方法一：阻值比较法（主要方法） 当RxRA时采用内接法，电流表造成的分压较小，实验误差小。 当RxRv时采用外接法，电压表造成的分流较小，实验误差小。方法二：临界值法（高中阶段不常用）当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时，可根据：RARVRx2时，采用电流表外接法；当RARVR0Rap,所以RL与Rap的并联值R并Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL= IR并=Rap，显然ULRap,且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.（3）若采用限流接法，电路中实际

3、电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值或超出电表的量程时，只能采用分压接法.下列情况可选用限流式接法（1）测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.（2）电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.（3）没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.【课后练习题】1、用伏安法测电阻时，电流表外接电路和电流表内接电路的误差来源是( )A 外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值小于真实值B 外接电路由于电压表内阻的分流，使得

4、电阻的测量值大于真实值C 内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值小于真实值D 内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值等于真实值2、为测某电阻R的阻值，分别接成右图所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3V、3mA，乙电路中两表示数分别为29V和4mA，则待测电阻的值应为（ ）A 比1000略大一些 B 比1000略小一些C 比725略大一些 D 比725略小一些3、用伏安法测一只阻值约10的电阻，采用如图2所示的电路，所用电源电动势为6V，内阻为01，可变电阻的最大值为10，选用下列哪一组电流表、电压表最合适？( ) A0-06A、0-3V B0-0.6A、0

5、-15VC0-3A、0-3V D0-3A、0-15V4、如图所示的是用伏安法测电阻的部分电路，当开关S分别接通a和b时，若电压表的读数有较大变化，说明电阻R的值 （填“较大”或“较小”，下同）；若电流表读数有较大变化，说明电阻R的值 。5、在如图电路中，A. B两图分别为测灯泡电阻 R的电路图，下述说法正确的是 （ ）A .A图接法叫电流表外接法，B图接法叫电流表的内接法B .A中R测 R真，B中R测R真C . A中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使RRA，故此法测较大电阻好6、用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：电流表A1（量程250mA，内阻r1为5）；标准电流表

6、A2（量程300mA，内阻r2约为5）；待测电阻R1（阻值约为100），滑动变阻器R2（最大阻值10）；电源E（电动势约为10V，内阻r约为1），单刀单掷开关S，导线若干。（1）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号。（2）实验中，需要直接测量的物理量是 ，用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1= 。7、用以下器材测量电阻Rx的阻值(900-1000)：电源E，有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。（1）测量中要

7、求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）。（2）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= 。8、为了测定电流表A1的内阻，采用如图514所示的电路其中：A1是待测电流表，量程为300A，内阻约为100；A2是标准电流表，量程为200A；R1是电阻箱，阻值范围是0999.9；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4V，内阻不计；S1是单刀掷开关S2是单刀双掷开关图514 图515（1）根据电路图，请在图515中画出连线，将器材连接成实验电路（2）连接好

8、电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电表A2的读数是150A；然后将开关S2扳到接点b处，保护R2不变，调节电阻R1，使A2的读数仍为150A若此时电阻箱各旋钮的位置如图516所示，电阻箱的阻值是_，则待测电流表A1的内阻R1=_（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：_（填写阻值相应的字母）A200k B20k C15k D20（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器_（填写阻值相应的字母）是最佳选择A1k B5k C10k

9、D25k2、描绘小电珠的伏安特性曲线【实验目的】通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律【实验原理】在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，也就是U-I曲线是条过原点的直线。但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I曲线就可能不是直线。如图所示，根据分压电路的分压作用，当滑片C由A端向B端逐渐移动时，流过小电珠（“3.8V、0.3A”或“4V、0.7A”）的电流和小电珠两端的电压，由零开始逐渐变化，分别由电流表、电压表示出其值大小，将各组I、U值描绘到U-I坐标上，用平滑的曲线连接各点，即得到小灯泡的伏安特性曲线。 金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而测得一段

10、金属导体的电阻随温度发生相应变化。本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化，从而了解它的导电特性。【步骤规范】实验步骤操作规范 一.连接实验电路1对电流表、电压表进行机械调零2布列实验器材，接图3-1连接实验电路，电流表量程0.6A，电压表量程3V 1若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对。2电键接入电路前，处于断开位置；闭合电键前，滑动变阻器的电阻置于阻值最大；电线连接无“丁”字形接线。 二读取I、U数据1将滑动变阻器的滑片C向另一端滑动，读取一组电流表和电压表的读数2逐渐移动滑动变阻器的阻值，在“03.8V”或“04V”范围内记录12组电压值

11、U和相应的电流值I 1使电路中灯泡两端电压从0开始逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据记录在表中。调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压2电流表和电压表读数要有估读（一般可估读到最小分度的三描绘图线将12组U、I值，描绘到IU坐标上，画出IU曲线 在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来。四拆除电路，仪器复原【注意事项】1本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法2因本实验要作IU图线，要求测出一

12、组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法3电键闭合前变阻器滑片移到图中所示的A端4电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐 渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值，并将数据（要求两位有效数字）记录在表中调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压 5在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来。【课后巩固题】1、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据(I和U分别小灯泡上的电流和电压)：I

13、 (A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U (V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00 (1) 在左下框中画出实验电路图。可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围010 )、电源、小灯泡、电键、导线若干。 (2) 在右图中画出小灯泡的UI曲线。 (3) 如果实验中电池的电动势是1.5V，内阻是2.0 ，问：将本题中的小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是多少？(简要写出求解过程：若需作图，可直接画在第(2)小题方格图中)2、（93全国）一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加上的电压由零

14、逐渐增大到220V在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示图中的图线肯定不符合实际的是 ( )3、（06北京卷）某同学用图所示电路，测绘标有“3.8V,0.3V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象. 除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:电流表：A1(量程100mA,内阻约2);A2(量程0.6A,内阻约0.3);电压表：V1(量程5V,内阻约5);V2(量程15V,内阻约15);电源：E1(电动势为1.5V，内阻为0.2);E2(电动势为4V,内阻约为0.04).为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_滑动 变阻器_，电源_.(填器材的符号) 根据实验数据，计算并描

15、绘出R-U的图象如图3所示.由图象可知，此灯泡在不不作时，灯丝电阻为_；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为_,灯泡实际消耗的电功率为_W. 根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的_ 4、有一小灯泡上标有“6V 0.1A”的字样，现要测量灯泡的伏安特性曲线， 有下列器材供选用： A电压表(03V，内阻约2.0k) B电压表(0l0V，内阻约3.k) C电流表(00.3A，内阻约3.0) D电流表(06A，内阻约1.5) E滑动变阻器(30，2A) F学生电源(直流9V)及开关、导线等 (1)实验中所用的器材为_(填字母代号)(2)在方框中画出实

16、验电路图，要求电压从0开始测量并连接下面的实物图。 5、（09福建卷）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材（代号）规格 电流表（A1）电流表（A2）电压表（V1）电压表（V2）滑动变阻器（R1）滑动变阻器（R2）直流电源（E）开关（S）导线若干量程050mA，内阻约为50量程0200mA，内阻约为10量程03V，内阻约为10k量程015V，内阻约为25k阻值范围015，允许最大电流1A阻值范围01k，允许最大电流100mA输出电压6V，内阻不计为提高实验结果的准确程度，电

17、流表应选用 ；电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 。（以上均填器材代号）为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点： ，不同点： 。3、测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）【实验目的】1练习使用螺旋测微器；2学会用伏安法测电阻；3测定金属的电阻率。【实验原理】1.根据电阻定律有，金属的电阻率因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和导线的电阻R，就可以求出金属丝的电阻率 根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I只要测出金属丝两端的电压U和金属丝中的电流I

18、，就可以测出金属丝的电阻即用伏安法测出金属丝的电阻R 金属丝的长度l可以用米尺测量 金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出，即S=d2/4由于金属丝的直径较小，因此需要用比较精密的测量长度的仪器螺旋测微器来测量这就是本实验的实验原理 若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率，则金属丝的电阻率的表达式为2在测定金属线的电阻时，为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化，因此，流过金属线的电流不宜太大【步骤规范】实 验 步 骤操 作 规 范一 测量金属导线的直径1观察螺旋测微器两小砧合拢时，可动刻度上的零刻度线和固定刻度上的零刻度线是否重合，观察螺旋测微器的最小分度值2将金属导线放在螺旋测微器

19、的小砧和测微螺杆之间，正确操作螺旋测微器，测出金属导线的直径3在金属导线的不同位置、不同方向上，再测两次，求出平均值1螺旋测微器的最小分度是0.01mm，应估读到0.001mm2螺旋测微器的正确握法是：用左手食指侧面和大拇指握住框架塑料防热片的左侧，用右手大拇指和食指旋动旋钮 调节旋钮时，应先用粗调旋钮，使小砧与金属导线接近，然后改用微调旋钮推进活动小砧，当听到棘轮打滑空转并发出“咯咯”声时，才可读数 读数时，先读出固定刻度上的毫米整数部分（注意半毫米刻度线是否露出），再读出可动刻度的值（如半毫米刻度线已露出，应加上0.500mm），作后读出估读值 二用伏安法测金属导线的电阻1对电流表、电压表

20、进行机械调零2将金属导线拉直，固定在木条上3按图连接电路 4闭合电键，调节滑动变阻器，读取三组I、U值5计算三组I、U值对应的电阻值，取其平均值 1.若表针不在零位，用螺旋刀旋动机械调零螺钉，使其对正2连接电路前，先布列仪器，使其位置合适，然后先电阻、后电表依次连接电路，电源最后接 电键接入电路时，应处于断开位置 闭合电键前，变阻器阻值应最大 导线的连接处必须在接线柱上（无“丁”字形接线） 3电流表、电压表量程合适 每次实验通电时间不宜过长，电流不宜过大，并应及时切断电源 I、U值读数准确，有估读。三测量金属导线的长度1用毫米刻度尺测量固定在木条上连入电路中的金属导线的长度2以毫米刻度尺的不同

21、起点再测两次3算出金属导线长度平均值 测量时，刻度尺的刻度应贴近金属导线；视线要跟尺垂直；有估读（即读出0.1mm）四拆除电路，仪器复原 电源必须先拆【螺旋测微器的原理、操作与读数】 螺旋测微器的螺距是0.5 mm，可动刻度一周为50格；旋钮D每旋转一周，测微螺杆F前进或后退05 mm因此，旋钮D每转过l格，测微螺杆F前进或后退001 mm可见螺旋测微器的精确度为001 mm 使用螺旋测微器时，将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间，先调节旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D，这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力，既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确性当听到咔咔的声

22、音时停止转动，并用止动螺旋止动 读数时，被测物体长度大于o5 mm的部分在固定刻度上读出，不足o5 mm的部分在可动刻度上读出，读可动刻度示数时，还要注意估读一位数字螺旋测微器的读数可用下面公式表示：螺旋测微器的读数固定刻度上的读数+可动刻度上的格数精确度o.01 mm【练习螺旋测微器的读数】【课后巩固题】1、 在“测定金属电阻率”的实验中，用千分尺测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻，千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图所示，则可读出该金属丝的直径是_mm，金属丝的电阻值_（本空要求两位有效数字）。除此以外，还需要测量的物理量是_ 2、（96上海）图16所示,P是一根表面均匀的镀有

23、很薄的发热电阻膜的长陶瓷管(其长度L为50cm左右，直径D为10cm左右)，镀膜材料的电阻率已知，管的两端有导电箍MN.现给米尺、电压表V、电流表A、电源E、滑动变阻器R、电键S和若干导线，请设计一个测定膜层厚度d的试验方案。实验中应测定的物理量是 。在虚线框内用符号画出测量电路图。计算膜层厚度的公式是 。3、有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截面积,还需要测出它的电阻值Rx。 若已知这段导体的电阻约为30,要尽量精确的测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用的是 。(只填写字母代号)A电池（电动势14 V、内阻可忽略不计）

24、B电流表（量程00.6 A，内阻约0.12）C电流表（量程0100m A，内阻约12 ） D电压表（量程03 V，内阻约3 k）E电压表（量程015 V，内阻约15 k） F滑动变阻器（010，允许最大电流2.0A）G滑动变阻器（0500 ，允许最大电流0.5 A） 在方框中画出测这段导体电阻的实验电路图(要求直接测量的变化范围尽可能大一些)。 根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图所示,发现MN段明显向上弯曲。若实验的操作、读数、记录、描点和绘图等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是 。4、（09广东卷）某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率,所用器材包括:输出为3

25、V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图1。（2）实验的主要步骤如下： 正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关； 读出电流表的示数，记录金属夹的位置； 断开开关， ，合上开关，重复的操作（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此给出了图2的关系图线，其斜率为 （保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了 .的电阻之和（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,

26、示数如图3所示.金属丝的直径是 .图2中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是 ，其数值和单位为 （保留三位有效数字）。4、用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻【实验目的】测定电池的电动势和内电阻【实验原理】由闭合电路的欧姆定律E =U+Ir知，路端电压U=EIr，对给定的电源，E、r为常量，因此路端电压U是电流I的一次函数。将电池、电流表、电压表，可变电阻连接成如图所示的电路，改变可变电阻R的阻值，可以测得多组I、U值。将它们描在UI坐标中，图线应该是一条直线。显然，直线在U坐标上的截距值就是电池电动势，直线斜率的绝对值就是电池的内阻的大小。上述用作图的方法得出实验结果的方法，具有直观、简便的优点。【步骤规范】实 验 步 骤操 作 规 范 一.连接实验电路1将电流表、电压表机械调零2布列实验器材，接图连接实验电路 1若表针不在零位，用螺丝刀旋动机械调零螺钉，使其正对2实验器材应放置在合