电学实验.docx

1、电学实验电学实验专题复习电学实验是高考实验考查的重点、热点内容。试题注重联系实验操作的考查，如测量仪器的读数问题、实验线路的连线问题、电表和其他用电器的选择问题都是实验操作的仿真模拟，需要考生具备良好的动手实践经验。试题还注重实验数据的处理分析，如根据实验数据画出图线，根据图线分析得出结论。在复习过程中，应对所学电学实验逐个理解实验原理、实验方法，比较不同实验的异同（如电路图、滑动变阻器和电表的连接）。不断充实自己的经验和方法，逐步达到能灵活运用已学知识解答新的问题。对于设计型实验题目要明确实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材

2、（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件。一、电学实验中所用到的基本物理规律（全电路欧姆定律，部分电路欧姆定律）在近年的电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为：。由此可见，对于电路中电压U及电流I的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法，做到以不变应万变。二、选实验试材(仪表)选用及实物图的连接选择电表 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，电压表、电流表尽可能使指针接

3、近满刻度的中间量程,其指针应偏转到满刻度的1/32/3之间；使用欧姆表测电阻时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位选择滑动变阻器 首先确定限流还是分压式电路，然后再选用滑动变阻器规格。选用滑动变阻器时，一方面应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，另一方面要便于操作。如：某滑动变阻器调节用电器电压、电流时只用到小部分的电阻线，即在这一小部分移动时，电压、电流变化较大，而在剩下的一大部分电阻线上移动时，对电压调节不明显，则不便于操作和数据的采集，因此不宜采用。（3）选择仪器的一般步骤选定电源；根据实验要求设计合理的实验电路；根据电路选择滑动变阻器；选择电压表和电流表以及所用的量程3、控

4、制电路的选择（限流式、分压式）及对应变阻器的选择电路图电压变化范围电流变化范围优势选择方法限流E电路简单附加功耗小Rx比较小、R滑 比较大，通电前通电前滑片移到最右端（Ix最小）分压0E0电压变化范围大要求电压连续可调并从0开始变化Rx比较大、R滑 比较小（故滑动变阻器的额定功率大）通电前滑片移到最左端（Ix最小） RxR滑10 Rx限流方式分压接法R滑Rx两种均可，从节能角度选限流实验要求：负载两端电压变化范围大。负载两端电压要求从0开始变化。电表量程较小而电源电动势较大。有以上3种要求都采用调压供电。无特殊要求都采用限流供电四、实物图的连接（1）连接实物图的基本方法是：画出实验电路图；分析

5、各元件连接方式(先串再并的连线顺序)，明确电表量程；画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上。(按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去)；画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填。连接完毕，应进行检查，检查电路也应对照电路图按照连线的方法和顺序进行(2)注意事项：表的量程选对,正负极不能接错；导线应接在接线柱上,且不能分叉；不能用铅笔画用伏安法测小电珠的伏安特性曲线：测量电路用外接法，供电电路用调压供电。(3)实物图连线技术无论是分压接

6、法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；即：先接好主电路(供电电路).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和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。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，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情况，将伏安法部分接入该两点间。重点实验突破一、测电动势和内阻 实验原理器材电压表、电流表、滑动变阻器电压表、电阻箱电流表、电阻箱电路原理E=U+IrE=U(1+r/R)E=I(R

7、+r)还可以借助两个电压表(已知其中一个内阻RV1)或两个电流表(已知其中一个内阻RG)测量。 数据处理 方法一：联立方程求解的公式法 方法二：描点作图法 公式法：电流表、电压表E=U+IrU路端电压，I干电流电流表、电阻箱E=I(R+r)I1、I2是电阻箱分别取和时电流表读数电压表、电阻箱E=U(1+r/R)U1、U2是电阻箱分别取和时电压表读数作图法：直线方程纵轴截距斜率大小伏安法E=U+IrU=E-Ir U-I图像Er=电阻箱、电流表法 E=I(R+r)1/I=R/E+r/E 1/I-R图像r/E1/E电阻箱、电压表法 E=U(1+r/R)1/U=r/E1/R+1/E 1/U-1/R图像

8、1/Er/E1/R=E/r1/U-1/r 1/R-1/U图像-1/rE/rU=E-U/Rr U-U/R图像Er二、测电阻 AV法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u，I)值，列表由u-I图线求。怎样用作图法处理数据欧姆表测：测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 IgE/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 IxE/(r+Rg+Ro+Rx)E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换

9、挡要重新短接欧姆调零。电桥法测： 半偏法测表电阻： 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2；巩固练习1、某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00的定值电阻R0闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据（R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数）： R/40.0020.0012.008.006.005.00U/V1.891.781.661.571.431.35 为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表

10、示的物理量应该是_ 计算出与各组数据对应的该物理量并填在表格中，在图乙所示的图象中作图，利用图象得到 E =_V，r = _答：（14分）（1）9.102（9.1019.103）（4分）（2）电压U与电阻R的比值（或电流I）（2分）；表格中各电流值分别为0.047、0.089、0.138、0.196、0.238、0.270（2分）；图象如图所示（2分）；2.00（1.982.02）（2分），0.45（0.400.50）（2分） 030.扬州市07-08学年度第一学期期末调研试卷11(10分)测量电源的电动势E及内阻r（E约为6V，r约为1.5）。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流

11、表A（具有一定内阻），固定电阻R=8.5，滑线变阻器R(010)，开关S，导线若干。画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。用笔画线代替导线完成实物连接图。实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E= ，r= 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）答：如图3分如图 3分，2分 2分037.2008届南通市高三第一次调研考试11（10分）要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1），现有下列器材：电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱（0999.9）、定值电阻R0=3、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的

12、实验电路。（1）电路中定值电阻R0的作用是 （2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到二组数据：R1=2.0时U1=2.37V；R2=4.0时U2=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势为E= V，内阻为 r= （4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议 。解：（1）保护电源，防止短路（2分）（2）如右图所示（有一处错就不给分）（2分）（3）E=2.94V r=1.2（4）多测几组R、U，分别求出电动势E、内阻r，再求E、r的平均值，利用图象处理数据。（2分）060.徐

13、州市0708学年度第三次质量检测11（10分）某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池），如图甲所示。为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：A电流表G（滿偏电流10mA，内阻10）B电流表A（00.6 A3A，内阻未知）C滑动变阻器R（0100，1A）D定值电阻R0（阻值990）E开关与导线若干（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，请你按照电路图在丙图上完成实物连线 （2）丁图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），

14、则由图线可以得到被测电池的电动势EV ，内阻r= （3）另一位同学也找到了一块层叠电池，利用上面的实验连接进行测量，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表A才有读数，于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表读数I与x的关系图，如图戊所示，则根据图象可知，此电池的电动势为 V，内阻为 。解；（1）实物连接如右图(2分，电流表量程选择、滑线变阻器滑片位置错误各扣1分)（2）9.0，10.0(每空2分)（3）9.0，10.7 (10.511.2均给分，每空2分)027.盐城市07/08学年度第一次调研考试11.（10分）王红同学到实验室做“

15、测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0。他设计了如图所示的电路来测量R0的阻值，实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。（1）他在同一坐标纸上分别作出U1I、U2I图线，则所作的直线斜率较大的是（2）定值电阻R0的计算表达式是： R0= (用测得的物理量表示)， 若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0值 （填“大于”、“等于”或“小于”）实际值。（3）张超同学说：“在王红同学所用的实验器材中，如果知道电流表的内阻rA，就能少用一个电压表测出电动势、内阻以及R0的值。请你

16、在虚线框中画出张超同学设想的电路图，并写出简单实验步骤和E、r、R0三个物理量的计算式。答：U2I的图线。，大于；电路图： 实验步骤：按电路图连接好电路；闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器短路，测得两电表读数为U1、I1；移动滑片P使滑动变阻器不短路，测得两电表读数为U2、I2；整理器材，数据处理。计算公式：由闭合电路欧姆定律E=U1+I1r, E=U2+I2r由部分电路欧姆定律U1=I1(R0+rA),解得 047.08年福建省毕业班质量检查22(2)某型号电池的电动势约3.7V，内阻约2，允许通过的最大电流为300mA。现欲测定其电动势E和内阻r，给定的器材有：待测电池E；电阻箱R(阻值0

17、999.9)；定值电阻R0，(阻值3)；直流电压表(量程3V，内阻约6k)；直流电流表(量程0.3A，内阻约2)；开关S一个；导线若干。如果在上述两个电表中只选用一个电表与其它器材组成测量电路，为使测量结果有尽可能高的精确度，应选用的电表是_，请在虚线框中画出测量电路图，图中要标明相关器材的字母符号。 用设计的电路读取两组数据，分别用R1、U1、R2、U2或用R1、I1、R2、I2表示，求得待测电池电动势E=_，内阻r=_。为使测量结果更精确，在不改变实验器材、实验电路的前提下，请你提出一条建议：(例如：多测几组数据，分别列方程组求出E、r，再求E、r的平均值。)_答： (3分)测量电路如图所

18、示 (3分) (2分) (2分)建议一：多测几组R、U数据，分别求出相应的I值，用U、I数据作出U-I图线，由图线的截距、斜率求出E、r。建议二：由可推出，多测几组R、U数据，作图线(为一直线)，由图线的截距、斜率求出E、r。建议三：由可推出，多测几组R、U数据，作图线(为一直线)，由图线的截距、斜率求出E、r。(2分)其他建议合理的同样给分。因电表选错导致、小题不能得分的第小题可参照评分标准酌情给分。035.广东茂名市2007年第二次模考14、（14分）如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端。 (1)为了探测黑箱，小明进行了以下几步测量： 用多用电表的电阻挡

19、测量a、b间的电阻； 用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压； 用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流 你认为以上测量中不妥的有： (填序号)，理由是： . (2)含有电源的黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源的两极)，小明想测定这个等效电源的电动势和内阻，设计了如图乙所示的测量电路，此电路同时能测出电阻R0的阻值。小明将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了三个电表的一系列示数记录在下面两个表格中。表格一电压表示数/V1.210.900.600.290电流表示数/A0.100.200.300.400.50表格二电压表示数/V1.401.311.221.081.00电流表示数/A0.10

20、0.200.300.400.50在图乙的坐标纸中分别作出R0的U-I图象和电源的U-I图象。根据作出的图象可以求出定值电阻R0=_，电源电动势E=_V，内电阻r=_若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0值_实际值；测得的电源电动势E的值_实际值，内阻r的测量值_实际值（横线上选填“大于、等于、小于”）答：（1）、(2分)；中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，中可能会造成短路。（2）图略（每图2分）；2.0（1.92.1），1.50（1.481.52），1.0（0.81.2）（每空1分）；大于；小于；小于；（每空1分）物理设计性实验技巧考生在应试过程的缺陷通常表现在以下几个

21、方面：一方面：平时缺乏对实验思想方法（如模拟法，转换法，放大法，比较法，替代法等）进行归纳，在全新的实验情景下，找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案.另一方面：受思维定势影响，缺乏对已掌握的实验原理，仪器的使用进行新情境下的迁移利用，缺乏创新意识. 锦囊妙计一、实验设计的基本思路：明确目的选择方案选定器材拟定步骤数据处理误差分析二、实验设计的基本方法1.明确目的，广泛联系题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点.实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系

22、.对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中， 涉及哪些物理量这些都是应首先分析的，以此来确定实验的原理.2.选择方案，简便精确对于同一个实验目的，都可能存在多种实验原理，进而形成多种(可供选择的)设计方案.一般说来，依据不同的实验原理选择不同的实验方案主要遵循四条原则：(1)科学性：设计的方案有科学的依据和正确的方式，符合物理学的基本原理.(2)可行性：按设计方案实施时，应安全可靠不会对人身、器材造成危害；所需装置和器材要易于置备，且成功率高.(3)精确性：在

23、选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的方案.(4)简便、直观性：设计方案应便于实验操作，读数，便于进行数据处理，便于实验者直观、明显地观察.3.依据方案，选定器材实验方案选定后，考虑该方案需要哪些装置，被测定量与哪些物理量有直接的定量关系，分别需用什么仪器来测定，以此来确定实验所用器材.4.拟定步骤，合理有序实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤.5.数据处理，误差分析高考对此要求不高，但常用的数据处理方法(如：平均法、图象法、描迹法、比较法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)还是应该掌握的，在设计实验时也应予以考虑.