電學(xué)實驗(31張PPT)

1、專題專題 電學(xué)實驗電學(xué)實驗索引索引1. 電學(xué)實驗三個必備知識電學(xué)實驗三個必備知識2. 多用電表的使用多用電表的使用3. 實驗儀器的選擇實驗儀器的選擇4. 創(chuàng)新型實驗的設(shè)計創(chuàng)新型實驗的設(shè)計一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)1電流表、電壓表、歐姆表的比較電流表、電壓表、歐姆表的比較電學(xué)實驗三個必備知識電學(xué)實驗三個必備知識2多用電表的使用多用電表的使用“三注意三注意”(1)電流的流向：電流的流向：由于使用多用電表時不管測量項目是什么，電流都要從電由于使用多用電表時不管測量項目是什么，電流都要從電表的表的“”插孔插孔(紅表筆紅表筆)流入，從流入，從“”插孔插孔(黑表筆黑表筆)流出

2、，所以使流出，所以使用歐姆擋時，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接用歐姆擋時，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆。的是紅表筆。(2)要區(qū)分開要區(qū)分開“機(jī)械零點機(jī)械零點”與與“歐姆零點歐姆零點”：“機(jī)械零點機(jī)械零點”在表盤刻度左側(cè)在表盤刻度左側(cè)“0”位置。調(diào)整的是表盤下邊中位置。調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；間的定位螺絲；“歐姆零點歐姆零點”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。(2)電表的選擇：電表的選擇：一般根據(jù)電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電一般根據(jù)電源的電動勢或待測用電器的

3、額定電壓選擇電壓表；根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的壓表；根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針擺動的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到量程應(yīng)使電表的指針擺動的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度。半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度。二、電流表內(nèi)外接法的比較與選擇二、電流表內(nèi)外接法的比較與選擇比較項目比較項目電流表內(nèi)接法電流表內(nèi)接法電流表外接法電流表外接法電路電路誤差來源誤差來源電流表的分壓電流表的分壓電壓表的分流電壓表的分流測量結(jié)果測量結(jié)果R測測U/IRx，偏大，偏大R測測U/IRx，偏小，偏小適用條件適用條件RxR

4、A(測大電阻測大電阻)RVRx(測小電阻測小電阻)三、控制電路三、控制電路(滑動變阻器的接法滑動變阻器的接法)的比較與選擇的比較與選擇1控制電路的比較控制電路的比較2控制電路的選擇：控制電路的選擇：(1)優(yōu)先選用限流式。優(yōu)先選用限流式。(2)以下情況考慮分壓式：以下情況考慮分壓式：要求待測電路的要求待測電路的U、I從從0變化；變化；R滑滑Rx；選用限流式時，選用限流式時，Ux、Ix過大過大(超過電表量程，燒壞電表、超過電表量程，燒壞電表、電源或用電器等電源或用電器等)多用電表的使用注意事項多用電表的使用注意事項(1)在使用多用電表時，應(yīng)將歐姆調(diào)零旋鈕與調(diào)整定位螺絲在使用多用電表時，應(yīng)將歐姆調(diào)零

5、旋鈕與調(diào)整定位螺絲區(qū)分開。區(qū)分開。(2)讀數(shù)時，視線要垂直于刻度表面，還要明確刻度盤上每讀數(shù)時，視線要垂直于刻度表面，還要明確刻度盤上每一大格表示多少，每一小格表示多少，還應(yīng)注意讀到的有效數(shù)一大格表示多少，每一小格表示多少，還應(yīng)注意讀到的有效數(shù)字的位數(shù)。字的位數(shù)。(3)使用多用電表測電壓和電流時，應(yīng)盡量使指針超過滿量使用多用電表測電壓和電流時，應(yīng)盡量使指針超過滿量程的一半；測電阻時，應(yīng)盡量使指針指向表盤刻度中央，指針程的一半；測電阻時，應(yīng)盡量使指針指向表盤刻度中央，指針偏轉(zhuǎn)角度太大或太小，都應(yīng)換擋后調(diào)零重測。偏轉(zhuǎn)角度太大或太小，都應(yīng)換擋后調(diào)零重測。多用電表的使用多用電表的使用(4)測量電壓和電

6、流時，特別是在測大電流、高電壓時，測量電壓和電流時，特別是在測大電流、高電壓時，不能在電路接通的情況下轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換旋鈕，以免在觸點之間產(chǎn)生不能在電路接通的情況下轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換旋鈕，以免在觸點之間產(chǎn)生電弧燒壞觸點，或造成短路損壞電表。電弧燒壞觸點，或造成短路損壞電表。(5)測電阻時，應(yīng)使待測電阻與其他電路斷開，不能用多測電阻時，應(yīng)使待測電阻與其他電路斷開，不能用多用電表直接測電源的內(nèi)阻。用電表直接測電源的內(nèi)阻。(6)多用電表不使用時，選擇開關(guān)應(yīng)置于交流電壓的最高多用電表不使用時，選擇開關(guān)應(yīng)置于交流電壓的最高擋或擋或OFF擋，長期不用時應(yīng)將表內(nèi)電池取出。擋，長期不用時應(yīng)將表內(nèi)電池取出。例例1(2012上海高

7、考上海高考)在練習(xí)使用多用表的實驗中在練習(xí)使用多用表的實驗中(1)某同學(xué)連接的電路如圖所示某同學(xué)連接的電路如圖所示若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時測得的若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時測得的是通過是通過_的電流；的電流；若斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆若斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時測得的是擋，此時測得的是_的電阻；的電阻；若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵，若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是_兩兩端的電壓。端的電壓。(2

8、)(單選單選)在使用多用表的歐姆擋測量電阻時，若在使用多用表的歐姆擋測量電阻時，若 ()A雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大B測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量重新調(diào)零后再進(jìn)行測量C選擇選擇“10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與與30正中間，正中間，則測量值小于則測量值小于25 D歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，雖然完成調(diào)零，但測歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大量值將略偏大解析解析(1)若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)

9、，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時多用電表與此時多用電表與R1串聯(lián)，測量的是通過串聯(lián)，測量的是通過R1的電流。的電流。斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時時R1和和R2串聯(lián)接入歐姆表，因而測量的是串聯(lián)接入歐姆表，因而測量的是R1和和R2串聯(lián)的電阻。串聯(lián)的電阻。旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，動變阻器的滑片移至最左端，R10，此時測量的是，此時測量的是R2兩端的電壓。兩端的電壓。(2)雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏小，選項雙手捏住兩表

10、筆金屬桿，測量值將偏小，選項A錯誤。測量錯誤。測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，若在中央刻度左邊，需要增大倍率；時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，若在中央刻度左邊，需要增大倍率；若在中央刻度右邊，需要減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量，選項若在中央刻度右邊，需要減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量，選項B錯誤。選擇錯誤。選擇“10”倍率測量時若指針位于倍率測量時若指針位于20與與30正中間，測量值要正中間，測量值要小于小于250 ，選項，選項C錯誤。歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，電池內(nèi)阻錯誤。歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，電池內(nèi)阻變大，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大，選項變大，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大，選項D

11、正確。正確。答案答案(1)R1R1和和R2串聯(lián)串聯(lián)R2(或電源或電源)(2)D器材選取問題的策略器材選取問題的策略1.器材選取三原則器材選取三原則(1)安全性原則：要能夠根據(jù)實驗要求和客觀條件選用合安全性原則：要能夠根據(jù)實驗要求和客觀條件選用合適的儀器，使實驗切實可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。另外還要注意適的儀器，使實驗切實可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。另外還要注意測量儀器的量程，各類用電器實際通過的電流不能超過其允許測量儀器的量程，各類用電器實際通過的電流不能超過其允許通過的最大電流等。通過的最大電流等。(2)精確性原則：根據(jù)實驗的需要，選用精度合適的測量精確性原則：根據(jù)實驗的需要，選用精度合適的測量工具，

12、但對某個實驗來講，精確程度夠用即可，并不是精度越工具，但對某個實驗來講，精確程度夠用即可，并不是精度越高越好。高越好。實驗器材的選取實驗器材的選取(3)方便性原則：實驗時需考慮調(diào)節(jié)方便，便于操作，如滑方便性原則：實驗時需考慮調(diào)節(jié)方便，便于操作，如滑動變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值動變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實驗要求的情況下，還要考慮阻值大小范圍，在二者都能滿足實驗要求的情況下，還要考慮阻值大小對實驗操作是否調(diào)節(jié)方便的問題。對實驗操作是否調(diào)節(jié)方便的問題。2.器材選取三具體要求器材選取三具體要求(1)根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差

13、的原則選擇電表。首根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)量程，然后合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏一般取滿偏的的1/32/3左右左右)，以減少測量和讀數(shù)的誤差。，以減少測量和讀數(shù)的誤差。(2)根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動變阻器，根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動變阻器，注意流過滑動變阻器的電流不能超過它的額定值。對高阻值的變注意流過滑動變阻器的電流不能超過它的額定值。對高阻值的變阻器，如果滑動頭稍有

14、移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜阻器，如果滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用。采用。(3)應(yīng)根據(jù)實驗的基本要求來選擇儀器。對于這種情況，只應(yīng)根據(jù)實驗的基本要求來選擇儀器。對于這種情況，只有熟悉實驗原理，才能做出恰當(dāng)?shù)倪x擇。有熟悉實驗原理，才能做出恰當(dāng)?shù)倪x擇。3.器材選取的一般步驟器材選取的一般步驟(1)找出惟一且必須的器材；找出惟一且必須的器材；(2)畫出電路圖畫出電路圖(暫不把電表接入暫不把電表接入)；(3)估算最大值估算最大值(在限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最小值在限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最小值)或估算最小值或估算最小值(在限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最大值在

15、限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最大值)；(4)考慮能否使電壓表、電流表都達(dá)到滿偏的考慮能否使電壓表、電流表都達(dá)到滿偏的1/3以上。以上。 例例2某同學(xué)用如圖甲所示電路，測繪標(biāo)有某同學(xué)用如圖甲所示電路，測繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓隨電壓U變化的圖象。變化的圖象。甲(1)除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：電流表電流表A1(量程量程100 mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約2 )；電流表電流表A2(量程量程0.6 A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.3 )；電壓表電壓表V1(量程量程5 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約5 k)；電壓表電壓表V

16、2(量程量程15 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約15 k)；滑動變阻器滑動變阻器R1(阻值范圍阻值范圍010 )；滑動變阻器滑動變阻器R2(阻值范圍阻值范圍02 k)；電源電源E1(電動勢為電動勢為1.5 V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為0.2 )電源電源E2(電動勢為電動勢為4 V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為0.04 k)為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實驗中應(yīng)選用電流表為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實驗中應(yīng)選用電流表_，電壓表電壓表_，滑動變阻器，滑動變阻器_，電源，電源_。(填器材填器材的符號的符號)(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并描繪出根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并描繪出RU的圖象如圖乙所示。的圖象如圖乙所示。由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻

17、為由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為_ ；當(dāng)所；當(dāng)所加電壓為加電壓為3.00 V時，燈絲電阻為時，燈絲電阻為_ ，燈泡實際消耗的電，燈泡實際消耗的電功率為功率為_ W。圖乙圖乙(3)根據(jù)根據(jù)RU圖象，可確定小燈泡消耗電功率圖象，可確定小燈泡消耗電功率P與外加電壓與外加電壓U的關(guān)系。符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的的關(guān)系。符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_。答案答案(1)A2V1R1E2(2)1.511.50.78(3)A1. 解決設(shè)計型實驗問題的關(guān)鍵是確定實驗原理，然后確定應(yīng)當(dāng)解決設(shè)計型實驗問題的關(guān)鍵是確定實驗原理，然后確定應(yīng)當(dāng)測量哪些物理量，如何安排實驗步驟，如何處理數(shù)據(jù)等。電學(xué)設(shè)計測量哪

18、些物理量，如何安排實驗步驟，如何處理數(shù)據(jù)等。電學(xué)設(shè)計型實驗常用的方法有轉(zhuǎn)換法、替代法、控制變量法等。型實驗常用的方法有轉(zhuǎn)換法、替代法、控制變量法等。（1）轉(zhuǎn)換法：將不易測量的物理量轉(zhuǎn)換成可以）轉(zhuǎn)換法：將不易測量的物理量轉(zhuǎn)換成可以(或易于或易于)測量的測量的物理量進(jìn)行測量，然后再反求待測物理量的量值，這種方法叫轉(zhuǎn)換物理量進(jìn)行測量，然后再反求待測物理量的量值，這種方法叫轉(zhuǎn)換測量法測量法(簡稱轉(zhuǎn)換法簡稱轉(zhuǎn)換法)，如在測量金屬電阻率的實驗中，雖然無法直，如在測量金屬電阻率的實驗中，雖然無法直接測量電阻率，但通過測金屬絲的長度和直徑，并將金屬絲接入電接測量電阻率，但通過測金屬絲的長度和直徑，并將金屬絲接

19、入電路測出其電阻，然后再計算出它的電阻率。路測出其電阻，然后再計算出它的電阻率。（2）替代法：用一個標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代被測量，）替代法：用一個標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代被測量， 通過調(diào)整標(biāo)通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量，使整個測量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài)，則被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量。準(zhǔn)量，使整個測量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài)，則被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量。創(chuàng)新型實驗創(chuàng)新型實驗控制變量法：研究一個物理量與其他幾個物理量的關(guān)系時，控制變量法：研究一個物理量與其他幾個物理量的關(guān)系時， 要使其中的一個或幾個物理量不變，要使其中的一個或幾個物理量不變， 分別研究這個物理量與其他各分別研究這個物理量與其他各物理量的關(guān)系，然后再歸納總結(jié)，如探究電阻的決定因素

20、實驗。物理量的關(guān)系，然后再歸納總結(jié)，如探究電阻的決定因素實驗。2. 在解決設(shè)計型實驗時，要注意條件的充分利用，如對于給定在解決設(shè)計型實驗時，要注意條件的充分利用，如對于給定確切阻值的電壓表和電流表，電壓表可當(dāng)作電流表使用，電流表也確切阻值的電壓表和電流表，電壓表可當(dāng)作電流表使用，電流表也可當(dāng)作電壓表使用，利用這一特點，可以拓展伏安法測電阻的方法，可當(dāng)作電壓表使用，利用這一特點，可以拓展伏安法測電阻的方法，如伏伏法，如伏伏法， 安安法等。安安法等。3.對一些特殊電阻的測量，如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量，電對一些特殊電阻的測量，如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量，電路設(shè)計有其特殊性即首先要注意到其自身量程對

21、電路的影響，其次路設(shè)計有其特殊性即首先要注意到其自身量程對電路的影響，其次要充分利用其要充分利用其“自報電流或自報電壓自報電流或自報電壓”的功能，因此在測電壓表內(nèi)阻的功能，因此在測電壓表內(nèi)阻時無需另并聯(lián)電壓表，測電流表內(nèi)阻時無需再串聯(lián)電流表。時無需另并聯(lián)電壓表，測電流表內(nèi)阻時無需再串聯(lián)電流表。 例例3(2012重慶高考重慶高考)某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢池的電動勢E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r，并探究電極間距對，并探究電極間距對E和和r的影響。實驗器的影響。實驗器材如圖所示。材如圖所示。(1)測量測量E和和r的實驗方案為：調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的的實驗方案為：調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電