電學(xué)實驗專題復(fù)習(xí)電學(xué)實驗專題復(fù)習(xí)

1、Uo是標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)電學(xué)實驗專題復(fù)習(xí)、常見電路1測電阻電路(或描繪伏安特性曲線電路，或測量功率電路，或測量電阻率電路)(1 )圖1為分壓式，外接法(2) 測量方法 第一、計算方法 測兩組端電壓 U和電流I值,連直線的方法：讓盡可能多的點在直線上，直線兩則分布的點的個數(shù)大致均3.電流表、電壓表改裝電路(1)把電流表改裝電壓表電路用半偏法測電流表的內(nèi)阻改裝電路Rx = U/lg rg其中U為改裝后的滿偏電壓核對電路注：改裝電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián)進(jìn)行核對表流表內(nèi)阻誤差分析圖2為限流式，外接法將圖1改為分壓式，內(nèi)接法將圖2改為限流式，內(nèi)接法 測電阻甯路，共有用圖2E = U 2+ 12r第二、作UI圖象

2、方法通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，取得多組(U ,1)值，然后在坐標(biāo)中描點，連成直線用圖象處理問題，須注意以下幾點:勻偏離直線較遠(yuǎn)的點舍去先將R調(diào)到最左端，閉合 S1,斷開Sg2,調(diào)節(jié)R使電流表滿偏，然后使O到滿刻度的一半，此時電阻箱R'的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻 口。R不變，閉合S2調(diào)節(jié)R'使電流表指注：此處R只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器，其阻值只需比靈敏電流表的電阻大一點就可以了般使用滑動變阻器，其阻值要求較大，以減小因閉合S2而引起總電流的變化，從而減小誤差調(diào)節(jié)R,改變電壓，比較改裝表和標(biāo)準(zhǔn)表V的讀數(shù),其中U是改裝表的讀數(shù)，在半偏法測內(nèi)阻電路中，當(dāng)閉合S2時，引起總電阻減小，總電流

3、增大，大于原電流表的滿偏電流,而此時電流表半偏，所以流經(jīng)然后通過以下式子求解。E = U i + 1 ir斜率的含義：電阻。求解方法U x 100%UoR'的電流比電流表電流多,R'的電阻比電流表的電阻小，但我們就把R'縱軸截距的含義：電動勢 E橫軸截距的含義：短路電流二旦或用直線上任意兩點求解斜率的絕對值2.測電動勢和內(nèi)阻電路(1)測量電路如圖Io的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻，故測得的電流表的內(nèi)阻偏小(2)電壓表改裝電流表電路用半偏法測電壓表的內(nèi)阻先將R調(diào)到最左端，閉合Si和S2,調(diào)節(jié)R使電壓表滿偏，然后使R不變，斷開S2調(diào)節(jié)R使電壓表指到滿刻度的一半，此時電阻箱R'

4、;的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻rg。注：此處R只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器，其阻值只需比電壓表的電阻大一點就可以了，R一般使用滑動變阻器，其阻值要求較小，以減小因閉合S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差。改裝電路若改裝電壓表量程為U,內(nèi)阻為Rv,改裝后的電流表的量程為則并聯(lián)電阻Rx=核對電路要求標(biāo)準(zhǔn)表A和改裝表串聯(lián)才能進(jìn)行核對，110計算方法為-X100%1。注意：將改裝電流表和標(biāo)準(zhǔn)電流表串聯(lián)進(jìn)行電壓表內(nèi)阻誤差分析在半偏法測電壓表內(nèi)阻電路中，在斷開電壓表的滿偏電壓，調(diào)節(jié)R'使電壓表半偏時，的內(nèi)阻大，所以測得電壓表內(nèi)阻偏大。二、器材選取原則1 ?準(zhǔn)確性原則：選用電表量程應(yīng)可能減小測量值的相

5、對誤差，電壓表、電流表在使用時盡可能使指針接近滿量程，若指針偏轉(zhuǎn)不到滿偏角度的1/3,讀數(shù)誤差較大。2?安全性原則：通過電源，電表，滑動變阻器，用電器的電流不能超過其允許的最大電流。3?便于操作原則：選擇控制電路時，既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實驗要求，又要注意便于操作。三、電路選取1.電流表內(nèi)外接法選取(1)基本電路1?一S2時，引起總電阻增大，滑動變阻器兩端分得電壓將超過原R'上的電壓將比電壓表半偏電壓大，故電流董夕卜展法電流表內(nèi)接法百分誤差的核對R'的電阻比電壓表連接方式誤差來源測量值與真實值關(guān)系適用范圍外接法電壓式分流電流哀的讀數(shù)大于流過待測的電流，故：R測VR真

6、測小電阻內(nèi)接法電流哀分壓電壓走讀數(shù)大于待測電阻兩端的電壓，故：R測VR真測大電阻(2)電路的對比(3)判斷方法直接比較法：當(dāng)待測電阻Rx較小且遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻Rv時，應(yīng)選用外接法；當(dāng)待測電阻Rx較大且遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻RA時，應(yīng)選用內(nèi)接法。臨界值法：當(dāng)待測電阻Rx< . RA RV時，視Rx為小電阻，應(yīng)選用外接法；當(dāng)Rx> . RAR/時，視 Rx 為大電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法；當(dāng)Rx = . RaR/時，兩種接法均可。2?滑動變阻器分壓式、限流于接法選?。?）基本電路限流式電胳（2）電路的對比調(diào)節(jié)范圍限流式電路分壓式電路RxUUOfU電壓調(diào)節(jié)范圍RxUUUOfRx電流調(diào)節(jié)范圍Rx+rT瓦

7、說明：U為電源端電壓，R為滑動變阻器最大電阻，Rx為待測電阻阻值。（3）判斷方法 負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于滑動變阻器總電阻R,須用分壓式接法，此時若采用限流式接法對電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。 要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法。 采用限流電路時，電路中的最小電流（電壓）仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流（電壓）時應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。 負(fù)載電阻的阻值Rx小于滑動變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開始起調(diào)，可用限流式接法。 兩種電路均可使用時應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因為限流式接法總功率較小。例1?有一小燈泡上標(biāo)有“&,0.6W”

8、的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個燈泡的IU圖像，已知所用器材有：A.電流表：00.3A，內(nèi)阻1QB.電壓表：015V,內(nèi)阻20kQC.滑動變阻器：030Q,額定電流2AD.學(xué)生電源（直流9V）E.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干為使實驗誤差盡量減小，試畫出合理的實驗電路圖例2?在“測定金屬的電阻率”實驗中，若粗估金屬絲的電阻Rx約為3Q,為減小誤差，要求金屬絲發(fā)熱功率P<0.75W,備有的部分器材有：A.6V的電池組B、電流表（00.6A,內(nèi)阻0.5Q）C.電流表（03A,內(nèi)阻0.01Q）D、電壓表（03V,內(nèi)阻1kQ）E.電壓表（015V,內(nèi)阻5kQ）F、滑動變阻器（0100Q,額定電流1A）G.滑動

9、變阻器（020Q,額定電流1A）（1）上述器材應(yīng)選用的是。（用字母代替）（2） 畫出實驗電路圖例3.一個未知電阻Rx,阻值大約為10k紇20k為了較為準(zhǔn)確的測定其電阻值，實驗室中有如下器材:V（量程3V、內(nèi)阻約為3k；）（量程15V、內(nèi)阻約為152）電流表A1（量程200從、內(nèi)阻約為100!）電流表A2（量程5mA、內(nèi)阻約為10門）電流表A3（量程0.6A、內(nèi)阻約為電源電動勢為3VR的最大阻值為200門電流表應(yīng)選7所需的實物連接起來電壓表滑動變阻器開關(guān)Sa.在實驗中電壓表量程應(yīng)選,b.為了盡可能減少誤差，請你在虛線框中畫出本實驗的AiA2A3電路圖。c.根據(jù)實驗的需要用筆滑線代替導(dǎo)線，將圖四、

10、伏安法測電阻及電路的延伸設(shè)計1、伏安法女口：例22、比例法受一些特殊的實驗條件限制，比如：電流（或電壓表）表面上雖有刻度，但無刻度值（或刻度值模糊），這時我們不能直接讀出電流或電壓，但可根據(jù)電流或電壓表刻度均勻的特點，通過測量其指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)用比例法完成測量。例4:現(xiàn)有一阻值為10.0Q的定值電阻，一個開關(guān)、若干根導(dǎo)線和一個電壓表，該電壓表表面上有刻度但無刻度值。要求設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案，（已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動勢，電源內(nèi)阻約為幾歐），要求：(1)畫出實驗電路圖(2)簡要寫出完成接線后的實驗步驟(3)寫出用測得的量計算電源內(nèi)阻的表達(dá)式解析：(i)電踏圖如右圖所示

11、。(2)斷開開關(guān)，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)/N2。Ni；合上開關(guān)，記下電|工壓表格數(shù)(3) 設(shè)電壓表每偏轉(zhuǎn)i格表示U。，當(dāng)K斷開時，由閉合電路歐姆EUi一NiUo定律得：式解得：r當(dāng)K閉合后，有：E=U2+±r,即E=N2U0+r,聯(lián)立兩RR_RNiN2N23、替換法用“伏安法”測電阻一般有電流表外接與電流表內(nèi)接兩種線路，因為電流表及電壓表本身并非理想電表，這兩種線路都存在誤差；另一種情況是實驗只提供一只電流表或電流表本身讀數(shù)不準(zhǔn)，這時我們可以考慮在保證電表讀數(shù)不變的前提下，用一定值電阻(電阻箱)替換待測電阻，完成實驗并提高測量準(zhǔn)確性：例5：在某校開展的科技活動中，為了要測出一個未知電阻的

12、阻值R,現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、定值電R。、電阻箱Ri、滑動變阻器R2、單刀單擲開關(guān)Si、單刀雙擲開關(guān)S2、電源和導(dǎo)線。(1) 畫出實驗電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。(2)寫出主要的實驗操作步驟解析：(1)實驗電路如右圖所示。(2)將S2與Rx相接，記下電流表指針?biāo)肝恢脤2與Ri相接，保持R2不變，調(diào)節(jié)Ri的阻值，使電流表的指針原位置上，記下Ri的值，則Rx=Rio4、伏安法的推廣對電路的影響，二是要充分對一些特殊電阻，如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量，電路設(shè)計也有其特殊性：一是要注意到其自身量程利用其“自報電流或自報電壓”的功能。例6：某電壓表的內(nèi)阻在20kQ50kQ之間，

13、現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可供選用的器材：待測電壓表V(量程3V)、電流表Ai(量程200uA)、電流表A2(量程5mA)、電流表A3(量程0.6A)、滑動變R(最大值ikQ、電源阻器E(電動勢4V),開關(guān)So所提供的電流表中，應(yīng)選用O(1)為了減少誤差，要求測量多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的電路圖。(2)解析：因為通過電壓表的電流必須由電流表測定，所以電流表與電壓表應(yīng)串聯(lián)，這實際上就是一種特殊的伏安法，電壓表成了一個“可自報電壓的大電阻”，由于電壓表內(nèi)阻在20kQ50kQ之間，電流表內(nèi)阻與且實之間，故電電壓表內(nèi)阻相比可忽略不計，而滑動變阻器R的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，驗要求測多組數(shù)據(jù)，因此實驗

14、電路中變阻器應(yīng)接成分壓式，這樣電壓表的電流在80uA?200uA流表應(yīng)選Aio根據(jù)電流表、電壓儂數(shù)曲鳥電壓表內(nèi)阻Rv=U-IRI5、比較法1q產(chǎn)二J某些問題中，因?qū)嶒炂鞑牟痪邆?缺電流表或電壓表)，或因?qū)嵵?，或因?qū)嶒灳炔辉试S而不能用“伏安法”。這時我們就得依據(jù)問題的具體條件和要求重新選擇實驗原理，用“伏安法”的替代形式一一“比較法”來設(shè)計實驗方案。器材代號規(guī)格電流表（Ai）量程i00mA,內(nèi)阻ri待測（約40Q）電流表（A2）量程500uA，內(nèi)阻2=750Q電壓表（V）fflSi0V,內(nèi)阻r3=i0kQ電阻（Ri）阻值約i00Q,作保護(hù)電阻用滑動變阻器（R2）總阻值約50Q電池（E）電動勢i

15、.5V,內(nèi)阻很小開關(guān)（K）導(dǎo)線若干例7 ?從下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?，設(shè)計一電路來測量電流表的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。Ai的內(nèi)阻口。要求方法簡捷，有盡可能高（2）若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算ri,則所用的表達(dá)式ri =，式中各符號的意義是解析：分析題意知道需測量電流表Ai的內(nèi)阻，按常規(guī)思想將電壓表并聯(lián)在待測電流表兩端，但經(jīng)分析即使該電流表滿偏時為0.4V ,遠(yuǎn)小于10V量程。這恰恰就是本題設(shè)計考核學(xué)生應(yīng)變阱”根據(jù)所列儀器的特點，電流表A2內(nèi)阻已知，由此可采用兩電為兩電流表兩端電壓相等即可省去電壓的測量，從而減小實驗誤此題也可理解為“將已知內(nèi)阻的電流表A2當(dāng)成電壓表使用”。這實際也是伏&

16、;尺2應(yīng)用伏安法，兩 端電壓僅能力的“陷流表并聯(lián)，因差，由安法的一種推廣形式。練習(xí)i ?有一根細(xì)長而均勻的金屬材料樣品，截面為外方（正方形）內(nèi)圓，如圖所示。此金屬材料質(zhì)量約為 O.i? 0.2kg ,長約30cm ,電阻約為i0Q。已知這種金屬的電阻率為-0因管線內(nèi)徑太小，無法直接測量，請根據(jù)以下器材，設(shè)計一個實驗方案測量其內(nèi)徑A ?毫米刻度尺B ?螺旋測微器C ?e，密度為do(600mA , i0 Q)（1）畫出電路圖，標(biāo)明利用器材的代號。D.電流表（3A,0.iQ）E.電壓表（3V,6kQ）F.滑動變阻器（2kQ,0.5A）G.滑動變阻器（i0Q,2A）H.直流穩(wěn)壓電源（6V,0.05Q

17、）I?開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干（1）除待測金屬材料外，應(yīng)選用的實驗器材有o（只填代號字母）（2）畫出你設(shè)計方案的實驗電路圖，并把所選儀器連成實際測量電路。（3）用已知的物理常量和所測得的物理量，推導(dǎo)出計算金屬管線內(nèi)徑d的表達(dá)式2.(1)有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm,游標(biāo)上有20個小的等分刻度。用它測量一小球的直徑J3?用一主尺最小分度為1mm,游標(biāo)上有20個分度的卡尺測量一個工件的長度，如圖所示。由此讀出工件的長度為mm如圖1所示的讀數(shù)是mm。如圖2,用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖所示的讀數(shù)是mm。其中：E是待測電池組，內(nèi)阻不能忽略;線若干(寫出推導(dǎo)過程)要測量的物理量有一塊

18、小量程的電流表G,滿偏電流為100PA,內(nèi)阻為500Qo若把它改裝成3V和15V兩量程的電壓表，電流表G應(yīng)與適(2)為了測量兩節(jié)串聯(lián)干電池的電動勢，某同學(xué)設(shè)計了驗電路都合適的電壓表，內(nèi)阻不是很大，且未知Si、S2是單請根據(jù)電路圖3,在圖4中連線，將器材連成實驗電如圖3所示的實V2是兩只量程刀單擲開關(guān)；導(dǎo)用測出的物理量作為已知量，導(dǎo)出計算串聯(lián)電池電動勢的表達(dá)式實驗中需X1=-20=?101HmmS127023(cm)辦照_4和J1"1Wf0510當(dāng)?shù)碾娮柚颠B接。經(jīng)計算，改裝后與電流表連接的電阻值在3V擋時R=Q,15V擋時R2=kQ。把改裝的電壓表和標(biāo)準(zhǔn)表校核，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)表的滿刻度讀數(shù)為15V時，改裝表的讀數(shù)為14.7V。則改裝成的電壓表相對于滿刻度的百分誤差為。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)電壓表V、Ri、R2、滑動變阻器R（最大阻值為20Q）、電動勢為20V的電源E、單刀單擲和單刀雙擲開關(guān)0、。請你在方框圖中畫出改裝后的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對的實驗電路圖（在圖中標(biāo)出3V、15V的接線柱）。1.:長)參考答案(1)ABCEGHI(說明螺旋測微器的作用是測量正方形