大学物理实验--第2部分电学
第二部分电学
万用表及电路
⑴为什么不宜用欧姆计测量表头的内阻？
⑵万用表使用完毕后，为什么不能让功能旋钮停在欧姆挡？
⑶选择两个电位器，组成一个可以进行粗调和细调的分压电路（画出电路图，标明电位器的阻值）。?检流计的特性
⑴灵敏电流计之所以有较高的灵敏度是由于结构上做了哪些改进？?
双臂电桥测低电阻
⑴如果将标准电阻和待测铜棒的电压接头与电流接头互相颠倒，等效电路是怎样的？这样做好不好？
电压的精确测量－直流电位差计
⑴能否用伏特计测量电池的电动势？如果认为能，那么它和电位差计相比怎样？如果认为不能，指的是原则上行不通呢？还是测量误差大？
⑵如果实验中发现检流计总往一边偏，无法调到平衡，试分析可能有哪些原因？
⑶实验中如何实现电压的连续可调？粗调和细调？?
示波器的使用
⑴ 1V峰峰值的正弦波，它的有效值是多少？
⑵示波器作为测量电压的仪器，比通常的电压表有什么优点？又有什么缺点？
⑶假定在示波器的输入端输入一个正弦电压，所用水平扫描频率为120Hz，在屏上出现了三个完整的正弦波周期，那么输入电压的频率为多少？这是不是一个测量频率的好方法？请说明理由。?
稳恒电流场模拟静电场
实验中如果用一般的伏特表代替场效应管伏特表进行测量，会出现什么问题？为什么？?
霍耳效应
⑴若磁场的法线不恰好与霍耳元件的法线一致，对测量结果会有何影响？如何用实验的方法判断B 与元件法线是否一致？
⑵若霍耳元件的几何尺寸为4mm×6mm，即控制电流两端距离为6mm，而电压两端的距离为4mm，问此霍耳片能否测量截面积为5mm×5mm气隙的磁场？
⑶能否用霍耳元件片测量交变磁场？?
直流电表和直流测量电路
测量二极管的正向特性为什么采用直流电路和外接法?
弱电流的放大及应用
⑴和普通多用表比较，用运算放大器组成的多用表的优点是什么？
⑵若要用本实验所给的表头组装成0-3微安量程的微安计，R f取值多大？
交流电及整流滤波电路
⑴峰峰值为1V的正弦波，它的有效值是多大？
⑵整流、滤波的主要目的是什么？
⑶要将220V、50Hz的电网电压变成脉动较小的6V直流电压，需要什么软件？
示波器测量电压
⑴如果图形不稳定，总是向左或向右移动，该如何调节？
⑵示波器作为一个测量电压的仪器，比起通常的模拟伏特计有什么优缺点？
⑶观察整流波形时，频率较高和频率较低时整流波形有什么差别？原因为什么？
RLC电路暂态过程
⑴在RC电路中，固定方波频率f而改变R1的阻值，为什么会有各种不同的波形？若固定 R1而改变f，会得到类似的波形吗？为什么？
⑵在RLC电路中，若方波发生器的频率很高或很低，能观察到阻尼振荡的波形吗？如何由阻尼振荡的波形来测量RLC电路的振荡周期？振荡周期与角频率的关系会因方波频率的变化而发生变化吗？
RL、RC电路稳态过程
⑴在RC、RL电路中，当C或L的损耗电阻不能忽略时，能否用本实验所述方法来测量电路的时间常数？
⑵把一个幅值为角频率为的正弦电压加在RC串联电路的输入端，若
,，试计算,,及，并用矢量图表示。
交流谐振电路
⑴根据RLC串、并联电路的谐振特点，在实验中如何判断电路到达了谐振？
⑵串联电路谐振时，电容与电感上的顺势电压的相位关系如何？若将电容和电感两端接到示波器x，y轴上，将看到什么现象？为什么？
⑶如果用一个400mH的固定电感与一个可变的调谐电容器组成一个串联谐振电路。为了使之能在200-600m的波段上调谐，则电容的调谐范围应为多少？
交流电桥
⑴实验中所用的平衡指示器是否足够灵敏？如果选用灵敏度比它高或比它低的平衡指示器，后果如何？
⑵ Q值的物理意义是什么？?
石英晶体振荡器测量时间参数
⑴为什么石英振荡器的Q值很高？这在振荡电路中有什么好处？
⑵石英晶体的机械耦合系数很低，这在振荡电路中有什么好处？
⑶石英晶体振荡器在测频和测时中的作用是什么？
稳恒电流模拟静电场
⑴实验中如用一般的伏特计代替高输入阻抗伏特计，测量会出现什么问题，为什么
⑵用图实验装置做出的实验结果，在导电纸的四周边缘，等位线有何现象？原因是什么？
测量螺线管的磁场
用探测线圈测磁场时，为何产生磁场得到题中必须通过低频交流电流，而不能通过高频交流电流？
示波器测动态磁滞回线
⑴全部完成B-H曲线的测量以前，为什么不能变动示波器面板上的x，y轴的增幅旋钮？
⑵用示波器测量磁参数时，误差的主要来源是什么？
⑶如果不用本实验中所用的定标方法，而用示波器直接读数定标方法或用交流伏特计方法是否能对H 和B进行定标？如果可以，应如何定标？
用存储示波器研究法拉第电磁感应定律
能否用一个强磁体切割线圈来验证法拉第电磁感应定律？?
居里温度测试仪的设计与制作
⑴在不增加元器件的情况下，还有其它的测量方法吗？请写出实验原理和步骤，画出原理图。
⑵能否用铁磁材料的温度特性设计一控温器件？若能请画出原理图，列出所需的仪器、元件和用具，写出详细的实验步骤。
高温超导材料的导电性能及转变温度的测量
⑴低温恒稳器为什么要抽高真空？当真空度不好时会出现什么情况？
⑵除四引法测量电阻外还有哪些其他的方法可用来测量超导材料的临界温度？
⑶解释电阻计算公式（6）的物理意义.
高中物理电学实验
高中电学实验第一讲：电阻的测量方法及原理 一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表，即 R V=∞，R A=0用图一（甲）和图一（乙）两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？ 若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表内接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大内小外”。 2、误差分析 （1）、电流表外接法
由于电表为非理想电表，考虑电表的内阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测 = U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R) （ 2）、电流表内接法 其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和 电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和， 故：R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为: δ内= ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实值，即" 大内"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。 3、电路的选择 （一）比值比较法
大学物理-电磁学部分-试卷及答案
大学物理试卷 （考试时间 １20分钟 考试形式闭卷） 年级专业层次姓名学号 一.选择题：(共３0分 每小题３分) 1.如图所示，两个“无限长”的共轴圆柱面，半径分别为R 1和R 2,其上均匀带电，沿轴线方向单位长度上的带电量分别为1λ和2λ，则在两圆柱面之间，距离轴线为r 的P 点处的场强大小E 为: (A ）r 012πελ.（Ｂ)r 0212πελλ+． （C ）)(2202r R -πελ．?(Ｄ）) (2101 R r -πελ. 2.如图所示,直线MN 长为l 2，弧ＯCD 是以Ｎ点为中心，l 为半 径的半圆弧,Ｎ点有正电荷+q ，M 点有负电荷-q .今将一试验电荷+q ０从O 点出发沿路径OCD Ｐ移到无穷远 处,设无穷远处电势为零,则电场力作功 （A) A < 0且为有限常量.（B ） A ＞ 0且为有限常量． (C) A =∞．(D) A = 0． 3．一带电体可作为点电荷处理的条件是 (A)电荷必须呈球形分布． （Ｂ）带电体的线度很小． （C ）带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计． （D)电量很小. 4.下列几个说法中哪一个是正确的? (Ａ)电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向． (B ）在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同. （Ｃ）场强方向可由q F E / =定出，其中q 为试探电荷的电量，ｑ可正、可负，F 为试 探电荷所受的电场力． （Ｄ）以上说法都不正确. 5.在图（ａ)和(b ）中各有一半径相同的圆形回路1L 、2L ,圆周内有电流1I 、2I ，其分布相
同，且均在真空中，但在（b)图中2L 回路外有电流3I ,P １、P 2为两圆形回路上的对应点，则: (A ）212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?=??? （Ｂ)212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?≠??? （C ）212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?=??? (Ｄ)212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?≠??? 6.电场强度为E 的均匀电场，E 的方向与X 轴正向平行,如图所示.则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为 （A)E R 2π．(B) E R 2 2 1π． （C)E R 22π． （Ｄ）０ 7.在静电场中,有关静电场的电场强度与电势之间的关系，下列说法中正确的是： (A ）场强大的地方电势一定高. （B ）场强相等的各点电势一定相等. (C)场强为零的点电势不一定为零. （D ）场强为零的点电势必定是零. 8．正方形的两对角上，各置点电荷Ｑ，在其余两对角上各置电荷q ,若Q 所受合力为零,则Q 与q 的大小关系为 （A)q Q 22-=． ?(B)q Q 2-=． (Ｃ)q Q 4-=．?(D)q Q 2-=． ９．在阴极射线管外,如图所示放置一个蹄形磁铁，则阴极射线将 （A)向下偏.(B ）向上偏．（Ｃ）向纸外偏．（D)向纸内偏． １０．对位移电流，有下述四种说法,请指出哪一种说法正确．
大学物理_电磁学公式全集
静电场小结 一、库仑定律 二、电场强度 三、场强迭加原理 点电荷场强点电荷系场强 连续带电体场强 四、静电场高斯定理 五、几种典型电荷分布的电场强度 均匀带电球面均匀带电球体 均匀带电长直圆柱面均匀带电长直圆柱体 无限大均匀带电平面
六、静电场的环流定理 七、电势 八、电势迭加原理 点电荷电势点电荷系电势 连续带电体电势 九、几种典型电场的电势 均匀带电球面均匀带电直线 十、导体静电平衡条件 (1) 导体内电场强度为零；导体表面附近场强与表面垂直。 (2) 导体是一个等势体，表面是一个等势面。 推论一电荷只分布于导体表面 推论二导体表面附近场强与表面电荷密度关系 十一、静电屏蔽 导体空腔能屏蔽空腔内、外电荷的相互影响。即空腔外（包括外表面）的电荷在空腔内的场强为零，空腔内（包括内表面）的电荷在空腔外的场强为零。
十二、电容器的电容 平行板电容器圆柱形电容器 球形电容器孤立导体球 十三、电容器的联接 并联电容器串联电容器 十四、电场的能量 电容器的能量电场的能量密度 电场的能量 稳恒电流磁场小结 一、磁场 运动电荷的磁场毕奥——萨伐尔定律 二、磁场高斯定理 三、安培环路定理 四、几种典型磁场 有限长载流直导线的磁场 无限长载流直导线的磁场 圆电流轴线上的磁场
圆电流中心的磁场 长直载流螺线管内的磁场 载流密绕螺绕环内的磁场 五、载流平面线圈的磁矩 m和S沿电流的右手螺旋方向 六、洛伦兹力 七、安培力公式 八、载流平面线圈在均匀磁场中受到的合磁力 载流平面线圈在均匀磁场中受到的磁力矩 电磁感应小结 一、电动势 非静电性场强电源电动 势 一段电路的电动势闭合电路的电动势 当时，电动势沿电路（或回路）l的正方向，时沿反方向。 二、电磁感应的实验定律 1、楞次定律：闭合回路中感生电流的方向是使它产生的磁通量反抗引起电磁感应的磁通量变化。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的表现。 2、法拉第电磁感应定律：当闭合回路l中的磁通量变化时，在回路中的感应电动势为 若时，电动势沿回路l的正方向，时，沿反方向。对线图，为全磁通。
大学物理(第四版)课后习题及答案 电流备课讲稿
大学物理(第四版)课后习题及答案电流
题9.1：已知铜的摩尔质量1mol g 75.63-?=M ，密度3cm g 9.8-?=ρ，在铜导线里，假设每一个铜原子贡献出一个自由电子，（1）为了技术上的安全，铜线内最大电流密度2m mm A 0.6-?=j ，求此时铜线内电子的漂移速率d v ；（2）在室温下电子热运动的平均速率是电子漂移速率d v 的多少倍？ 题9.1分析：一个铜原子的质量A /N M m =，其中A N 为阿伏伽德罗常数，由铜的密度ρ可以推算出铜的原子数密度 m n /ρ= 根据假设，每个铜原子贡献出一个自由电子，其电荷为e ，电流密度 d m nev j =。从而可解得电子的漂移速率d v 。 将电子气视为理想气体，根据气体动理论，电子热运动的平均速率 e 8m kT v π= 其中k 为玻耳兹曼常量，e m 为电子质量。从而可解得电子的平均速率与漂移速率的关系。 解：（1）铜导线单位体积的原子数为 M N n /A ρ= 电流密度为m j 时铜线内电子的漂移速率 14A m m d s m 1046.4//--??===e N M j ne j v ρ （2）室温下（K 300=T ）电子热运动的平均速率与电子漂移速率之比为 8e d d 1042.281?≈=m kT v v v π 室温下电子热运动的平均速率远大于电子在稳恒电场中的定向漂移速率。电子实际的运动是无规热运动和沿电场相反方向的漂移运动的叠加。考虑到电子的漂移速率很小，电信号的信息载体显然不会是定向漂移的电子。实验证明电信号是通过电磁波以光速传递的。
题9.2：有两个同轴导体圆柱面，它们的长度均为m 20，内圆柱面的半径为 mm 0.3，外圆柱面的半径为mm 0.9。若两圆柱面之间有μA 10电流沿径向流过，求通过半径为mm 0.6的圆柱面上 的电流密度。 题9.2分析：如图所示，是同轴柱面的横截面。电流密 度j 对中心轴对称分布。根据稳恒电流的连续性，在两个同轴导体之间的任意一个半径为r 的同轴圆柱面上流过的电流I 都相等，因此可得 rL I j π2/= 解：由分析可知，在半径mm 0.6=r 的圆柱面上的电流密度 25m A 1033.12/--??==rL I j π 题9.3：有两个半径分别为1R 和2R 的同心球壳。其间充满了电导率为γ（γ为常量）的介质，若在两球壳间维持恒定的电势差U 。求两球壳间的电流。 题9.3分析：可采用两种方法求解，（1）根据欧姆定律的微分形式E j γ=和电流S j d ?=?I 。球壳间的电场分布应为球对称。假设内、外球壳分别均匀带电荷 Q ±，则球壳间的电场强度r 2 r 04e E r Q επε= ，两球壳的电势差 ? ?=21 d R R U r E 另外球壳间的电流密度j 沿径向且在球面上均匀分布，因此，两球壳间的电流 24d r j I π?=?=?S j 由上述关系可解得两球壳间的径向电流。 （2）在求得球壳间径向电阻的基础上，由欧姆定律求球壳间的径向电流。在介质中任取一同心球壳作微元，球壳面积为24r π，厚度为r d ，依照电阻的定义，该微元内、外表面间的电阻
高考物理电学设计性实验
高中物理巧学妙解王 第二章 高频热点剖析 ---179--- 十九、定值电阻在电学设计性实验中的巧用 设计性物理实验是近几年高考试题中的一个新亮点，也是高三复习教学的重点之一;它要求学生对课本实验原理、方法有较为透彻的理解，能正确使用实验中用过的仪器，并能正确运用在这些实验中学过的方法综合分析解决新的实验问题。设计性实验主要以电路设计为主.电路设计经常要用到定值电阻，定值电阻如何使用往往是学生最感困惑的地方，也是教学的薄弱环节.鉴于此，本专题将对电学实验设计的基本原则和基本思想特别是定值电阻在其中的巧用进行系统的介绍，并对相应问题归类分析。 一. 基本原则 1. 安全性：保证不损坏实验器材。 2. 精确性：电表指针偏转要明显，尽可能减小实验误差，并测得多组数据。 3. 方便性：在保证实验正常进行的前提下，选用的电路和器材应便于操作，所得的实验数据便于处理。（又称可“操作性”） 以上原则是必须遵循的原则。另外有一个附加要求，即在同时满足以上原则的基础上，尽可能地节省器材，节约能源。（在平时练习中，若题目无特别说明，一般不予以考虑。） 二. 基本思想 1. 分压、限流电路的选择 根据分压、限流电路的特点和制约电路的几种因素，有以下选择： （1）若负载电阻的阻值远大于滑动变阻器的总电阻，因滑动变阻器限流作用弱，如果采用限流电路，电表指针在滑动变阻器阻值改变后偏转不明显，无法测得多组数据，故应采用分压电路。 （2）如果负载电阻的阻值与滑动变阻器的总电阻相差不大，分压、限流电路都可。 （3）若要求负载上电压或电流从零开始连续变化，须用分压电路。 （4）两种电路均可的情况下，若要求电源消耗功率小，须用限流电路。（证明从略） 2. 其它设计思想 （5）若知道电压表的量程和阻值，则电压表兼有电流表的功能。 （6）若知道电流表的量程和阻值，则电流表兼有电压表的功能。 （7）根据电压表的构造可知，可以用电流表和电阻串联作电压表使用 涉及知识： 1.伏安法测电阻 2. 半偏法测电阻 3.电流表电阻的测量 4.电压表电阻的测量 5.伏安法测电源的电动势和内电阻 6.电表的改装 一、定值电阻作为保护电阻 定值电阻作为保护电阻，是定值电阻最常见的应用,这类问题的关键是弄清题目的设计原理，根据提供的数据进行必要的估算，确定好保护电阻在电路中的位置. 串联电阻具有分压作用，并联电阻具有分流作用，利用定值电阻的这种作用，可以用定值电阻来保护电表、待 测元件、电源、滑动变阻器等器材的使用安全，这种做 法遵循的是电学实验中的“安全性原则”． 【例1】测量电源B 的电动势E 及内阻r (E 约为4.5V ，r 约为1.5Ω)． 实验器材：量程3V 的理想电压表V ；量程0.5A 的电流表A (具有一定内阻)；定值电阻4R =Ω；滑动变阻器'R ；电键K ；导线若干． (1)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． (2)实验中，当电流表读数为1I 时，电压表读数为1U ；当电流表读数为2I 时，电压表读数为2U ,则可以求出E = ，r = ．(用1212I I U U 、、、及R 表示) 〖解析〗(1)测量电源电动势和内阻的实验原理是闭合电路欧姆定律．电压表用来测路端电压，电流表用来测干路中的总电流．当电路中电流达到最大值(电流表的量程) 0.5A 时，路端电压最小值为 (4.50.5 1.5)U E Ir =-=-?V 3.75=V ，大于电压表量程，故电压表不能直接用于测量路端电压．若将题中的定值电阻与电源串联，便组成一个等效电源．等效电源的内阻为R r +，最小路端电压为 '()[4.50.5(4 1.5)]U E I R r =-+=-+V 1.75=V ， 小于电压表量程，故可以保证测量的安全．实验电路原理图如图1所示． (2)由闭合电路欧姆定律可得，11()E U I R r =++,22()E U I R r =++,两式联立解得： 211221I U I U E I I -= -,1221 U U r R I I -=-- 【例2】利用下面适当的实验器材，设计一电路来测量电流表1A 的内阻1r ，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据. A.电流表1()A 量程0～10mA 、内阻1r 待测(约40Ω); B.电流表2()A 量程0～500μA 、内阻2750Ωr =; C.电压表()V 量程0～10V 、内阻3=10k Ωr ; D.定值电阻1()R 阻值约100Ω、做保护电阻用; E.滑动变阻器2()R 总阻值约为50Ω; F.电源()E 电动势1.5V 、内阻很小; G.开关()S 、导线若干. (1)画出电路图，标明所用器材的代号. (2)若选测量数据中的一组来计算1r ，则所用的表达式为1r = ，说明式中各符号的意义. 〖解析〗 由1A 的量程和内阻值可知，其两端的最大电压大约为30101040V 0.4V U -=??=<10V .为便于测量的精确度尽可能高，10V 的电压表不能选用，要测量1A 的内阻值1r ，由伏安法测电阻原理必须知道它两端的电压1U 和其中的电流1I ，而电流1I 可由其读数读出，把电流表2A 和电流表1A 并联起来，电流表2A 的读数为2I ，则22I r 即为电流表1A 两端的电压，在这里电流表2A 当作 图 1
大学物理复习(1-4章)
大学物理力学复习 1一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处, 其速度大小为 (A) t r d d (B) t r d d (C) t r d d (D) 22d d d d ??? ??+??? ??t y t x ［ ］ 2 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，S 表示路 程，a 表示切向加速度，下列表达式中， (1) a t = d /d v ， (2) v =t r d /d ， (3) v =t S d /d ， (4) t a t =d /d v ． (A) 只有(1)、(4)是对的． (B) 只有(2)、(4)是对的． (C) 只有(2)是对的． (D) 只有(3)是对的。 3某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量．当0 =t 时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是 (A) 0221v v +=kt , (B) 022 1v v +-=kt , (C) 02121v v +=kt , (D) 0 2121v v +-=kt ［ ］ 4质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速 率) (A) t d d v ． (B) ． (C) R t 2d d v v +． (D) 2 /1242d d ??? ????????? ??+??? ??R t v v ． ［ ］ 5水平地面上放一物体A ，它与地面间的滑动摩擦系数为μ．现加一恒力F 如图所示．欲使物体A 有最大加速度，则恒力F 与水平方向夹角θ 应满足 (A) sin θ ＝μ． (B) cos θ ＝μ． (C) tg θ ＝μ． (D) ctg θ ＝μ． ［ ］ 6 质量为m 的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正 比的阻力的作用，比例系数为k ，k 为正值常量．该下落物体的收尾速度(即最后 物体作匀速运动时的速度)将是 (A) k mg . (B) k g 2 . (C) gk . (D) gk . ［ ］ 7一炮弹由于特殊原因在水平飞行过程中，突然炸裂成两块，其中一块作自 由下落，则另一块着地点（飞行过程中阻力不计） (A) 比原来更远． (B) 比原来更近． (C) 仍和原来一样远． (D) 条件不足，不能判定． ［ ］ F θA
高中物理电学实验专题知识讲解
物理电学实验专题 一、伏安法测电阻及拓展 1.下表中选出适当的器材，试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。要求方法简捷，R X 两端电压能从0开始变化，要求有尽可能高的精确度。 电流表A 1：量程1mA 内阻约50Ω； 电流表A 2：量程300A μ 内阻约300Ω 电流表A 3：量程100A μ 内阻约500Ω；电压表V 1：量程10V 内阻约15K Ω 固定电阻：R 0=9990Ω； 电流表G ：I g =300A μ、R g =10Ω。 滑动变阻器R 1： 阻值约50Ω；额定电流为1A 滑动变阻器R 2： 阻值约100K Ω 额定电流为0.001A 电池组：E=3V ；内阻小但不可忽略； 开关，导线若干 2. 两块电压表测电阻 用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）： 电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω； 电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω； 滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干。 （1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的3 1 ，试画出测量电阻R x 的 一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。 （2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。 （3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x ＝_________________。 3. 两块电流表测电阻 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，器材代号 规格 电流表（A 1） 量程100mA ，内阻r 1待测（约40Ω） 电流表（A 2） 量程500uA ，内阻r 2＝750Ω 电压表（V ） 量程10V ，内阻r 3=10k Ω 电阻（R 1） 阻值约100Ω，作保护电阻用 滑动变阻器（R 2） 总阻值约50Ω 电池（E ） 电动势1.5V ，内阻很小 开关（K ） 导线若干 （2）若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式r 1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。 4.现有实验器材如下： 电池E ，电动势约10V ，内阻约1Ω 电流表A 1，量程300mA ，内阻r 1约为5Ω 电流表A 2，量程10A ，内阻r 2约为0.2Ω 电流表A 3，量程250mA ，内阻r 3约为5Ω 电阻箱R 0，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω 滑动变阻器R 1，最大阻值100Ω，开关及导线若干 要求用图1所示电路测定图中电流表A 的内阻 （1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测定其电阻？ （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，简要写出按电路图的主要连接方法． A A ′ R 1 R 0
大学物理电学部分复习
1、 半径为R ，带电量为Q 的金属导体球，其外表面处的电场强度大小为多少？电势为多少？导体 球内距离球心r （r 高中物理-突破电学设计性实验的思路和方法 电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，在高考中的考查频率很高．不少学生面对这类题感到无从下手．实际上，只要做到“三个明确”“三个选择”，问题便可迎刃而解． 一、明确题目的要求 认真审清题意，看清题目的要求．即审题时要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等． 二、明确实验原理 解决设计型实验题的关键在于选择实验原理．如果实验需要测定某些电学量，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量． 三、明确设计电路的原则 设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少，耗电少”等三条原则．1．安全性原则 选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行．例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等． 2．精确性、方便性原则 “精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度．例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上，以减小因读数引起的偶然误差．“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数．例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器．对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用．对于滑动变阻器，还要权衡用分压式电路还是限流式电路． 3．运用仪器少，耗电少原则 在达到实验目的，各项指标均符合要求的前提下，还应注意运用的仪器尽量少和节约电能．例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路，若这两种调节电路均能满足要求，从消耗功率小，节约电能的角度，则应选用限流式电路． 四、控制电路的选择 滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据： 1．负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路． 2．若负载电阻的阻值R x远大于滑动变阻器总阻值R，应选分压电路． 3．若负载电阻的阻值R x小于滑动变阻器总阻值R或相差不多，且没有要求电压从零可调，应选限流电路．4．两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路消耗的总功率小． 五、测量电路的选择 伏安法测电阻有两种电路，如图所示．可根据阻值比较法或试触法选择． 六、实验器材的选择 1．安全因素 通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流． 2．误差因素 选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程．使指针有较大偏转(一般取满偏度的 1 3～ 2 3)；使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近． 3．便于操作 选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较小的． 4．关注实验的实际要求． [“伏伏法”测电阻](2016·陕西西工大附中适应性训练)用以下器材可测量电阻R x的阻值． A．待测电阻R x，阻值约为600 Ω B．电源E，电动势约为6.0 V，内阻可忽略不计 C．毫伏表V1，量程为0～500 mV，内阻r1＝1 000 Ω D．电压表V2，量程为0～6 V，内阻r2约为6 kΩ E．电流表A，量程为0～0.6 A，内阻r3约为1 Ω F．定值电阻R0，R0＝60 Ω 普通物理实验设计性实验方案 实验题目：简单显微镜的设计 班级：物理学2011级（2）班 学号：2011433175 姓名：唐洁 指导教师：陈广萍 凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月 简单显微镜的设计 要求： 1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理，以及视觉放大率等概念； 2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法； 3. 学会测量显微镜的视觉放大率； 4. 简单显微镜的放大率为31.8； 5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ，即光学间隔为1 6.6cm 。 序 言 显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。因此，了解并 掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加 深理解透镜的成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。 一、实验原理 （一）、光学仪器的视觉放大率 显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。显然，同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05～0.07mm 的两点。此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。当 微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而 需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。这是 助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为 w w tan tan / =Γ （1） 式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。 （二）、显微镜及其视觉放大率 最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较 长。它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜， 其焦距为e f 。将长度为1y 的被观测物AB 放在o L 的焦距外且接近焦点o F 处，物体通过 物镜成一放大的倒立实像//B A (其长度为2y )。此实像在目镜的焦点以内，经过目镜放 大学物理电磁学部分练习题 1.在静电场中，下列说法中哪一个是正确的？（D ） （A ）带正电荷的导体，其电势一定是正值． （B ）等势面上各点的场强一定相等． （C ）场强为零处，电势也一定为零． （D ）场强相等处，电势梯度矢量一定相等． 2.当一个带电导体达到静电平衡时：D （A ）表面上电荷密度较大处电势较高． （B ）表面曲率较大处电势较高． （C ）导体内部的电势比导体表面的电势高． （D ）导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零． 3. 一半径为R 的均匀带电球面，其电荷面密度为σ．该球面内、外的场强分布 为（r 表示从球心引出的矢径）： （ 0 r r R 3 02εσ） =)(r E )(R r <， =)(r E )(R r >． 4.电量分别为q 1，q 2，q 3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示．设无穷远处为电势零点，圆半径为R ，则b 点处的电势U ＝ )22(813210q q q R ++πε 5.两个点电荷，电量分别为+q 和-3q ，相距为d ，试求： （l ）在它们的连线上电场强度0=E 的点与电荷量为+q 的点电荷相距多远？ （2）若选无穷远处电势为零，两点电荷之间电势U ＝ 0的点与电荷量为+q 的点电荷相距多远？ ．解：设点电荷q 所在处为坐标原点O ，X 轴沿两点电荷的连线． （l ）设0=E 的点的坐标为x ′，则 d q +q 3- 0)'(43'42 02 0=-- = i d x q i x q E πεπε 可得 0'2'222=-+d dx x 解出 d x )31(21'1+-=和 d x )13(21' 2-= 其中'1x 符合题意，'2x 不符合题意，舍去． （2）设坐标x 处 U ＝ 0，则 ) (43400x d q x q U -- = πεπε 0]) (4[40 =--= x d x x d q πε 得 4/04d x x d ==- 6.一半径为R 的半球壳，均匀地带有电荷，电荷面密度为σ，求球心处电场强度的大小. 解答：将半球面分成由一系列不同半径的带电圆环组成，带电半球面在圆心O 点处的电场就是所有这些带电圆环在O 点的电场的叠加。 今取一半径为r ，宽度为Rd θ的带电细圆环。 带电圆环在P 点的场强为：() 3222 01 ?4qx E r a x πε= + 在本题中，cos x h R θ==，a r = 所以可得：() 33 222 0044hdq hdq dE R r h πεπε= = + 上式中()222sin dq r Rd R d σπθπσθθ== 即：33 00 2sin cos sin cos 42R d dE d R σπθθθσ θθθπεε== 整个半球面为：2000sin cos 24E dE d π σ σθθθεε===????，方向沿半径向外 7. 电荷q 均匀地分布在一半径为R 的圆环上。计算在圆环的轴线上任一给定点 P 的场强。 第二部分电学 万用表及电路 ⑴为什么不宜用欧姆计测量表头的内阻？ ⑵万用表使用完毕后，为什么不能让功能旋钮停在欧姆挡？ ⑶选择两个电位器，组成一个可以进行粗调和细调的分压电路（画出电路图，标明电位器的阻值）。检流计的特性 ⑴灵敏电流计之所以有较高的灵敏度是由于结构上做了哪些改进？ 双臂电桥测低电阻 ⑴如果将标准电阻和待测铜棒的电压接头与电流接头互相颠倒，等效电路是怎样的？这样做好不好？ 电压的精确测量－直流电位差计 ⑴能否用伏特计测量电池的电动势？如果认为能，那么它和电位差计相比怎样？如果认为不能，指的是原则上行不通呢？还是测量误差大？ ⑵如果实验中发现检流计总往一边偏，无法调到平衡，试分析可能有哪些原因？ ⑶实验中如何实现电压的连续可调？粗调和细调？ 示波器的使用 ⑴ 1V峰峰值的正弦波，它的有效值是多少？ ⑵示波器作为测量电压的仪器，比通常的电压表有什么优点？又有什么缺点？ ⑶假定在示波器的输入端输入一个正弦电压，所用水平扫描频率为120Hz，在屏上出现了三个完整的正弦波周期，那么输入电压的频率为多少？这是不是一个测量频率的好方法？请说明理由。 稳恒电流场模拟静电场 实验中如果用一般的伏特表代替场效应管伏特表进行测量，会出现什么问题？为什么？ 霍耳效应 ⑴若磁场的法线不恰好与霍耳元件的法线一致，对测量结果会有何影响？如何用实验的方法判断B 与元件法线是否一致？ ⑵若霍耳元件的几何尺寸为4mm×6mm，即控制电流两端距离为6mm，而电压两端的距离为4mm，问此霍耳片能否测量截面积为5mm×5mm气隙的磁场？ ⑶能否用霍耳元件片测量交变磁场？ 直流电表和直流测量电路 初中物理电学实验题精选(含答案) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 1、在学习欧姆定律之后，老师请同学们设计一个测未知电阻R x的电路，其中小明同学设计的电路如图1所示．R0为已知阻值的电阻，当s1闭合s2断开时，电流表读数为I；当s1、s2 都闭合时，电流表读数为I1． （1）请你写出小明同学测R x的表达式．R x= （2）小红设计了一种不同于小明同学设计的测量电路，如图2所示．请你将图3中的器材按图2电路连接起来（用笔连线表示导线），要求滑动变阻器的滑片P处于最右端时，连入电路的阻值最大． （3）比较两个电路图，请你说一说小红设计的电路的优点． 2、（1）在验证欧姆定律实验中，所连接的电路如甲图所示，当E、F间接入的电阻R0保持不变时，移动滑动变阻器R的滑片P，读出三组不同电压下的电流值，可探究出：当电阻一定是，电流与电压成比．调节变阻器的滑片P，使电压表的示数为U，再依次将E、F间的电阻R0换成定值电阻R1、R2，且R2＞R1＞R0，要使E、F间的电压表示数保持U 不变，应将滑动变阻器的滑片P逐渐向（选填“A”、“B”）端移动，可探究电流与电阻的关系． （2）在测小灯泡的电功率时，将E、F间的电阻换成一只额定电压是“3.8V”的小灯泡．在乙图电路中，当滑动变阻器的滑片P向（选填“A”、“B”）端移动，灯泡L逐渐变亮，电压表的示数逐渐变大，电流表的示数逐渐（选填“变大”、“变小”），通过比较还发现，在灯泡逐渐变亮的过程中，电压表示数与电流表示数的比值在增大，造成这一比值增大的原因是．当小灯泡两端电压表的示数为3.8V时，电流表示数如图丙所示，则电流表的示数为A，小灯泡的电功率为W．最后归纳时，老师告诉同学们，电压表的内阻很大，它并联在电路中时，只有极小的电流通过电压表，可以忽略不计，我们就是用上述方法测量小灯泡电功率的，假如考虑了电流通过电压表 一、选择题：（每题3分） 1、均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为 (A) 2 r 2B ． (B) r 2B ． (C) 0． (D) 无法确定的量． ［ B ］ 2、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ，S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为 ，则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) r 2B ． (B) 2 r 2B ． (C) - r 2B sin ． (D) - r 2B cos ． ［ D ］ 3、有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 (A) 0.90． (B) 1.00． (C) 1.11． (D) 1.22． ［ C ］ 4、如图所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点．若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度 (A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内． (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外． (C) 方向在环形分路所在平面，且指向b ． (D) 方向在环形分路所在平面内，且指向a ． (E) 为零． ［ E ］ 5、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状， 则P ，Q ，O 各点磁感强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为： (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． (C) B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． ［ D ］ 6、边长为l 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方 形共面)，在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为 (A) 01 B ，02 B ． (B) 01 B ，l I B 0222 ． (C) l I B 0122 ，02 B ． a 初中物理电学实验与探究题例析 双凤中学周永红 苏科版物理教材已经不再设有独立的实验章节，取而代之的是“活动”这一呈现形式。据笔者统计，苏科版教材中电学部分安排有这样的“活动”34个（其中第13章11个，第14章8个，第15章6个，第16章9个），另外，在九下的教材中还有三个引导式的实验，分别是：“电流通过电热器所产生热量的多少与哪些因素有关？（第13页）”；“小电动机为什么会转呢？（第44页）”；“安装直流电动机模型（第49页）”。 在上述的这些“活动（或实验）”中，有认识仪器作用的，如“活动13.5 观察电流表”；有介绍仪器用法的，如“活动14.4 学习使用滑动变阻器”；有作引出物理概念之用的，如“活动16.1 认识磁体”。但更多的活动则是以探究为目的，让学生在探究的过程中积累经验，认识物理现象，揭示物理规律，渗透研究物理问题的思想方法等等。 把问题的归宿落脚在中考上，在电学实验与探究的考查方面，我想我们最关心的莫过于以下三个问题。 一、电学实验考什么？ 1.考实验原理：如伏安法测电阻的原理是＿＿＿＿，伏安法测电功率的原理是＿＿＿＿。 2.考实验器材：包括①基本实验（即教材中的常规实验）所需要的器材②因某一仪器欠缺而改进后的实 验所需器材③提供足量的器材供你选择 3.考电路图的设计和电路的连接：包括画电路图、连接或者补画电路、电路纠错等等。 4.考实验操作过程：如步骤的重排，遗漏步骤的补充，错误步骤的修正，操作细节的考查以及实验步骤 的概括， 5.考实验所运用的思想方法：如控制变量的思想、等效替代的思想、转化思想等等 6.考数据处理与结论归纳 二、电学实验怎么考？ 从考题涉及的知识点看，可以是单一的实验考查，也可以是几个实验的巧妙融合；可以是蜻蜓点水式的点一到为止，也可能是对同一实验的层层推进式的考查，还可以是要求运用所学课本知识解决实际问题、归纳新的结论的拓展性测试。从题目出现的形式上看，可以是填空，也可以是选择的形式；可以是问答的形式，还可以是方案设计或者对结论的合理猜测。从取材的手段来看，可以是用教材中原来的实验，也可以是对实验探究中常见问题的单独检测；可以是对教材原有实验的改编，还可能是教材中或常见练习中几个实验的融合。 三、为什么电学实验中以“测量电阻”和“测量电功率”这两个实验为最重要？ 这是因为这两个实验比较全面地覆盖了电学部分基本知识点――从基本概念到重要原理、规律，从单一仪器的作用到多种仪器的同时使用，从实验手段到思想方法，从知识运用到思维拓展等等。总之，电学里的这两个实验不仅帮助我们解决了实际问题，更重要的是其中所蕴含的研究总是的“方法论”思想，对我们今后继续学习物理甚至走上工作岗位灵活地解决实际问题都将是十分有益的。 为了帮助同学对电学实验与探究问题的考查有真切的感受，我们来看下面的几道例题。 例1.小明同学测量2.5V小灯泡的电阻时，连接的电路如图： ⑴小明实验的方法名称叫＿＿＿＿＿＿ ⑵这个实验依据的原理是＿＿＿＿＿＿ ⑶检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导 线上打“×”，若没有发现错误，闭合开关，会出现现 象.在图中补画出正确的连线. ⑷改正错误的连接后，小明按正确的操作测得的数据如下表： 则第1次测得的小灯泡的电阻为；分析表一中的数据 大学电磁学习题1 一．选择题（每题3分） 1.如图所示，半径为R 的均匀带电球面，总电荷为Q ，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小和电势为： (A) E =0，R Q U 04επ= ． (B) E =0，r Q U 04επ= ． (C) 204r Q E επ= ，r Q U 04επ= ． (D) 204r Q E επ= ，R Q U 04επ=． ［ ］ 2.一个静止的氢离子(H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(O +2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的： (A) 2倍． (B) 22倍． (C) 4倍． (D) 42倍． ［ ］ 3.在磁感强度为B ?的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ，S 边线所在 平面的法线方向单位矢量n ?与B ? 的夹角为? ，则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) ?r 2B ． . (B) 2??r 2B ． (C) -?r 2B sin ?． (D) -?r 2B cos ?． ［ ］ 4.一个通有电流I 的导体，厚度为D ，横截面积为S ，放置在磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示．现测得导体上下两面电势差为V ，则此导体的霍尔系数等于 (A) IB VDS ． (B) DS IBV ． (C) IBD VS ． (D) BD IVS ． (E) IB VD ． ［ ］ 5.两根无限长载流直导线相互正交放置，如图所示．I 1沿y 轴的正方向，I 2沿z 轴负方向．若载流I 1的导线不能动，载流I 2的导线可以自由运动，则载流I 2的导线开始运动的趋势 ? y z x I 1 I 2 1 电学设计性实验 一、电学设计性实验的基本思路： 1、加强对实验思想方法（如控制变量法、列表法、图象法、等效法、模拟法，转换法，放大法，替代法、半偏法、伏安法、伏伏法、安安法等）的归纳，这样在新的实验情景下，才能设计合理的实验方案； 2、克服思维定势影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，才能在新情境下进行迁移应用； 3、树立创新意识，对教材中的实验要想方设法从其他途径去完成。 特别提醒：处理设计性实验问题，离不开理论分析与计算，高考中出现的电学设计性实验题，都可以从理论上去分析与探究。只要我们思路开阔，思维灵活，设计性实验并不可怕。 三、电学设计性实验题精选 1. 有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm ，电阻大约为6 Ω，横截面如图所示。 ①用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图所示，金属管线的外径为_________mm ； ②现有如下器材 A ．电流表（量程0.6A ，内阻约0.1Ω) B ．电流表（量程3A ，内阻约0.03Ω) C ．电压表（量程3V ，内阻约3k Ω) D ．滑动变阻器（1750Ω，0.3 A) E ．滑动变阻器（15Ω，3A) F ．蓄电池（6V ，内阻很小) G ．开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（只填代号字母）。 ③请将如图所示的实际测量电路补充完整。 ④已知金属管线样品材料的电阻率为 ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R ，金属管线的外径为d ，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S ，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是 。计算中空部分截面积的表达式为S = 。高中物理-突破电学设计性实验的思路和方法
大学物理实验设计性实验方案
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