第十讲 电学实验 专题( 学生版)【高中物理3-1】讲义
高中物理电学实验讲义(精简版)
高中物理电学实验讲义（精简版）前言：既然是讲电学实验，自然都离不开电表的使用，所以，我们打破教材、教辅常规顺序，从电表的内部结构和工作原理开始，由浅入深逐节讲解近些年高考试题中涉及的电学系列实验知识要点，并将实验结论、误差的产生和控制等复杂的逻辑推理过程尽量归纳为公式、模板或口诀的形式予以简化，并烂熟于心，以便同学们在答题时，提高解题效率，减少不必要的思考和推导过程。
另外，在每一小节单元模块后都附有近十年全国高考实验真题索引，以便于同学们对照学习或自我检查测试。
一、电表的改装1.电表的内部结构及工作原理我们在实验室中使用的电表，如：电流表（安培表）、电压表（伏特表）都是由量程较小的电流表（又称表头G）经过改装而来。
表头G的内部结构主要由两块永久磁铁、金属线圈、螺旋弹簧、指针和表盘等构成。
其工作原理是利用通电金属线圈在磁场中受到安培力的作用发生旋转而制成。
2．表头G的三个参数之间的关系表头的三个参数是指表头线圈电阻Rg 、满偏电流Ig和满偏电压Ug。
三者的关系符合欧姆定律，即：Ig=Ug/Rg3.将小量程的表头G改装为大量程的电流表（安培表）若使扩大后的电流表量程为原来表头满偏电流的n倍（即：n=I/ Ig），则必须给表头G并联．．一个小电阻R来分流多余的电流I R, 如下图。
由并联电路的特点，知：Ig*Rg=（I-Ig）*R又 n=I/ Ig所以，解得：R= Rg/（n-1）…………………公式①（必须熟记）4.将小量程的表头G改装为大量程的电压表（伏特表）若使扩大后的电压表量程为原来表头满偏电压的n倍（即：n=U/Ug），则必须给表头G 串联．．一个大电阻R来分担多余的电压U R,如图：由串联电路的特点，知：U = Ug +（Ug /Rg）*R又 n=U/ Ug所以，解得：R=（n-1）Rg…………………公式②（必须熟记）以上公式①、②很重要，也很好记。
口诀：并小串大（必须熟记）（附：关于“电表改装”相关高考题，如：2019全国Ⅰ卷23题；2018全国Ⅱ卷22题；2016海南卷12题；2015全国Ⅰ卷23题；2013全国Ⅱ卷23题；2010北京卷21题）5.将小量程的表头G改装为欧姆表欧姆表的内部结构是由小量程的电流表表头G、定值电阻R（起保护电路作用）、滑动变阻器R，以及电池等构成。
人教版高中物理选修3-1电学实验讲义.docx
高中物理学习材料桑水制作电学实验讲义班级 学号 姓名[重点难点]五、电路的动态分析电路的变化分析就是根据闭合电路或部分电路的欧姆定律及串、并联电路的性质，分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电流、电压和功率的变化情况．基本思路是“部分→整体→部分”，即首先从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判知R 总的变化情况，再根据闭合电路欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况，最后再根据部分电路欧姆定律和串、并联的特点判知各部分电流、电压和功率的变化情况．具体过程是：⎢⎢⎣⎡→→→→分分端总总分U I U I R R 六、含电容电路的分析方法分析和计算含有电容的直流电路时，需注意以下几点：1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．2．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等．3．电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电．对含有电容器的电路计算应给予充分重视，解决这类问题，要认清电容器与谁并联，电容器的极板间电压等于电路中哪两点间的电压；当电路变化时，极板间电压怎样变化，带电量如何变化，是充电还是放电，充放电电流通过的是哪个回路等．七、电路故障的分析方法电路故障是指电路不能正常工作．故障的种类很多，但主要是因断路或短路所造成的故障，可用电压表或电流表进行检查．也可用假设法，已知电路发生某种故障可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分发生故障，运用电流定律进行正向推理，再与题述现象进行比较，得出结论．八、把电流表改装成电压表实质是扩大它的电压量程，电流表的内阻 R g为几百欧姆，其满偏电流如果是几百微安，它能承受的最大电压只有U g＝I g R g，数量级约为 10 -3V，要把它当做电压表测量一段电路两端的电压，它的量程太小了，为了使它能测更高的电压 U ，即扩大它的电压量程，需要给它串联一个很大的电阻 R，如图7-3-5所示，使得所测电压 U 的绝大部分都降到串联电阻 R 的两端，这样分到电流表G两端的电压U g就不会超过它的量程了。
高中物理电学实验专题
高中物理电学实验【知识梳理】一、实验设计的基本思路二、电学实验中所用到的基本知识 1、原理公式2、电路设计原则：即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等 ⑴正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。
⑵安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。
要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。
⑶方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。
⑷精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。
3、电学实验仪器的选择：（1）电路工作的安全性，即不会出现电表和其它实验器材因过载毁坏现象。
（2）能否满足实验要求（常常要考虑便于多次测量求平均值）。
（3）选择器材的一般思路是：首先确定实验条件，然后按电源—电压表—电流表—变阻器顺序依次选择。
根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表.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，务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的32左右），以减少测读误差.根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用.应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择. 总之，最优选择的原则是： ①方法误差尽可能小.②实现较大范围的灵敏调节.③在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度. 根据以上原则，电学仪器的选择有如下建议：①电源的选择：选择直流电源，应根据用电器的需要来确定，一般考虑用电器所需的电压、电路中的电流、电源电动势和允许电流等.在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下，选择电动势较大的电源（以获得更多的测量数据）。
高中物理3-1讲课
高中物理3-1讲课一、教学任务及对象1、教学任务本节课的教学任务是以《高中物理3-1》教材为基础，针对选修物理的学生进行“电场”章节的讲解。
此部分内容是高中物理中的重点和难点，涉及到电场的基本概念、电场强度、电势、静电能等核心知识。
通过本节课的学习，使学生能够理解并掌握电场的基本性质和规律，培养他们运用物理知识解决实际问题的能力。
2、教学对象教学对象为高中二年级选修物理的学生，他们在之前的学习中已经掌握了基本的力学和电磁学知识，具有一定的物理思维和解决问题的能力。
此外，学生对物理现象具有好奇心和探索精神，但在面对复杂问题时，可能存在理解不深、思路不清晰等问题。
因此，在教学过程中，需要关注学生的个体差异，采用适当的教学策略，提高他们的学习效果。
二、教学目标1、知识与技能（1）理解电场的定义，掌握电场强度的计算公式，能够运用电场强度描述电荷在电场中的受力情况。
（2）掌握电势的概念，了解电势与电场的关系，学会计算电势差，并能运用电势差解释电路中的现象。
（3）掌握静电能的计算方法，理解静电能的变化与电场力做功之间的关系。
（4）能够运用电场线和等势面分析电场分布，解决实际问题。
（5）通过实验和观察，提高学生动手操作能力，培养他们运用物理知识解决实际问题的能力。
2、过程与方法（1）采用问题驱动的教学方法，引导学生通过观察现象、提出问题、分析问题、解决问题，培养他们的探究精神和思维能力。
（2）运用小组讨论、合作学习等方式，鼓励学生积极参与课堂，提高他们的表达能力和团队合作能力。
（3）利用多媒体教学资源，如动画、视频等，形象直观地展示电场分布和电场力作用，帮助学生建立清晰的物理图像。
（4）结合生活实例，让学生了解物理知识在实际应用中的作用，提高他们的学习兴趣。
3、情感，态度与价值观（1）培养学生对物理学科的热爱，激发他们探索自然现象的好奇心，树立科学研究的信心。
（2）通过学习电场知识，使学生认识到物理规律在自然现象中的普遍性和重要性，培养他们的科学素养。
选修3-1(高中物理旧教材同步讲义)第2章 1 电源和电流同步讲义
1 电源和电流[学习目标] 1.了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q ＝It 分析相关问题.3.会从微观的角度表示电流的大小．一、电源1．定义：能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置．2．作用：移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续电流． 二、恒定电场1．定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．2．形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．3．特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同． 三、恒定电流1．定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流的定义式：I ＝qt ，其物理意义：单位时间内通过导体横截面的电荷量，是表示电流强弱程度的物理量．1．判断下列说法的正误．(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．( × ) (2)电流既有大小，又有方向，是矢量．( × ) (3)导体中的电流是正电荷定向移动形成的．( × ) (4)电子移动的方向就是电流的方向．( × )(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．( √ )2．在一次闪电的过程中，流动的电荷量大约为300 C ，持续的时间大约是0.005 s ，则所形成的平均电流强度为__________ A. 答案 6.0×104一、电流的理解和计算如图1所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t 内通过细管某截面的正电荷的总电荷量为q 1，通过此截面的负电荷的总电荷量为q 2.图1(1)确定通过导电液体中电流的方向． (2)计算导电液体中电流的大小．答案 (1)电流方向为正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右． (2)I ＝|q 1|＋|q 2|t1．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反． 2．电流的大小定义式：I ＝qt .用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等． 3．电流是标量电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量．例1 如图2所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2 s 内各有1.0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，则溶液中的电流方向如何？电流多大？图2答案 方向由A 指向B 0.16 A解析 NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na ＋和Cl －，它们在电场力作用下向相反方向移动．溶液中电流方向与Na ＋定向移动方向相同，即由A 指向B .Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1.6×10－19 C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 运动，负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动，所以每秒通过M 横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有 I ＝q t ＝q 1＋q 2t＝12×(1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－19) A ＝0.16 A.电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I ＝qt 求电流时，q 为通过电解液中某一横截面的正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和. 二、电流的微观表达式如图3所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q .则：图3(1)导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t 是多少？ (2)导体AD 内的自由电荷的总电荷量Q 是多少？ (3)这段导体上的电流是多大？ 答案 (1)t ＝lv(2)导体AD 内的自由电荷总数N ＝nlS 总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq(3)此导体上的电流I ＝Q t ＝nlSqlv＝nqS v1．电流的微观表达式I ＝nq v S(1)从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量q 、定向移动的速率v ，还与导体的横截面积S 有关．若已知单位长度的自由电荷数为n ，则电流的微观表达式为I ＝nq v .注意 I ＝qt 是电流的定义式，I ＝nq v S 是电流的决定式，因此I 与通过导体横截面的电荷量q及时间t 无关．(2)v 表示电荷定向移动的速率．自由电荷在不停地做无规则的热运动，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的． 2．三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式I ＝neS v 中的v ，大小约为10－4 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流．(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．例2 导线中的电流是1 A ，导线的横截面积为1 mm 2.(1)在1 s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e ＝1.6×10－19C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)? (3)自由电子沿导线移动1 m ，平均要多长时间？ 答案 (1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s (3)3.78 h 解析 (1)N ＝q e ＝Ite ＝6.25×1018个．(2)由公式I ＝neS v ，得v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×1×10－6 m/s ≈7.35×10－5 m/s. (3)沿导线移动1 m 需用时 t ＝17.35×10－5s ≈3.78 h.针对训练 (2019·南昌十中高二期中)如图4所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S ，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q ，则当该棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，形成的等效电流为( )图4A ．q v B.qv C ．q v S D.q v S答案 A解析 橡胶棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时，Δt 内通过的距离为v ·Δt ，Δt 内通过某横截面的电荷量Q ＝q v Δt ，根据电流的定义式I ＝QΔt，得到等效电流I ＝q v ，A 正确.1．(对电源的理解)下列关于电源的说法中正确的是( )A ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B ．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量 答案 B解析 电源的作用是维持正、负极之间稳定的电势差，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，电源将电子由正极不断地搬运到负极，故A 错，B 对．电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错．电源是对电路提供能量的装置，故D 错．2．(对电流方向的理解)关于电流的方向，下列叙述中正确的是( ) A ．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B ．在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定C ．不论何种导体，电流的方向均规定为正电荷定向移动的方向D ．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同 答案 C3．(I ＝qt的理解和应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，在通电5分钟的时间内，通过电阻横截面的电子数为()A．1 500个B．9.375×1019个C．9.375×1021个D．9.375×1020个答案C解析由公式q＝It得，n＝qe＝Ite＝9.375×1021个，故选C.4．(电流微观表达式的理解和应用)有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是()A．通过甲、乙两导体的电流相同B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等答案B解析由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错，B对．由于I＝nqS v，所以v＝InqS，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q 不知道)，所以无法判断v，故C、D错．考点一对恒定电流的理解1．形成持续电流的条件是()A．只要有电压加在物体的两端B．必须保持导体两端有电压C．只在导体两端加瞬时电压D．只要有大量的自由电荷答案B2．(2019·华中师大附中高二期中)关于电流，下列说法中正确的是()A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大C．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流D．因为电流有方向，所以电流是矢量答案B解析 据I ＝qt 可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，并非通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大，故A 错误，B 正确；电解液中正、负电荷向相反方向运动对形成电流是等效的，C 错误；电流有大小和方向，但电流是标量，故D 错误．3．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( ) A ．电子定向移动速率接近光速 B ．电子定向移动速率即是电场传导速率 C ．电子定向移动速率即是电子热运动速率D ．金属导体导电时，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动 答案 D解析 电子定向移动的速率很小，约为10－4 m/s ，金属导体导电时，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动，故A 错误，D 正确．电场的传导速率等于光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105 m/s ，故B 、C 错． 考点二 I ＝qt的理解与应用4．在示波管中，电子枪2 s 内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( ) A ．4.8×10－6 A B ．3×10－13AC ．3×10－6 A D ．9.6×10－6 A答案 A解析 电子枪2 s 发射的电荷量q ＝6×1013×1.6×10－19 C ＝9.6×10－6 C ，所以示波管中的电流大小为I ＝q t ＝9.6×10－62A ＝4.8×10－6 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误．5．某电解池中，若在2 s 内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( ) A ．0 B ．0.8 A C ．1.6 A D ．3.2 A 答案 D解析 电荷的定向移动形成电流，但“＋”“－”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和．在2 s 内通过截面的总电荷量应为q ＝1.6×10－19 ×2×1.0×1019 C ＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C ＝6.4 C ．由电流的定义式知I ＝q t ＝6.42A ＝3.2 A.6．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数量为(已知光速c ＝3×108 m/s ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C)( )A ．5×1010个B ．5×1011个C ．1×102个D ．1×104个答案 B解析 电子运动一周所需要的时间： t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6 s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内通过该截面的电荷量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中运行的电子数N ＝qe ＝8×10－81.6×10－19个＝5×1011个．考点三 I ＝nq v S 的理解与应用7．(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( ) A ．粗的地方电流大，细的地方电流小 B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 C ．各处的电流大小相等D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大 答案 CD解析 同一根导线上的电流相等，故A 错误，C 正确；由I ＝nqS v 可得v ＝InqS ，粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，故B 错误，D 正确．8．(多选)(2019·无锡市江阴四校高二期中)一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速率为v ，在t 时间内，通过铜导线横截面的自由电子数量可表示为( ) A ．n v St B ．n v t C.It q D.It Sq答案 AC解析 在t 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It ，通过铜导线横截面的自由电子数量可表示为N ＝It q ，故C 正确，D 错误；把I ＝nqS v 代入N ＝Itq可得N ＝n v St ，故A 正确，B 错误．9．(多选)(2019·临川二中高二期中)半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 答案 AB解析 截取圆环的任一截面S ，则在橡胶环运动一周的时间内通过这个截面的电荷量为Q ，即I ＝q t ＝Q T ＝Q 2πω＝Qω2π，由此可知，A 、B 项正确，C 、D 项错误．10．(2020·佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( ) A.I Δl eS m 2eU B.I Δl e m 2eU C.I eSm 2eUD.IS Δl em 2eU答案 B解析 加速过程，eU ＝12m v 2，则v ＝2eUm，由I ＝nq v S 知，一小段长为Δl 的电子束内的电子数N ＝n ΔlS ＝Δl I e v ＝I Δlem 2eU.。
高中物理选修3-1电学实验专题
高中物理选修3-1电学实验专题第二章恒定电流（电学实验）本章主要研究内容：1、恒定电流——电流电动势闭合电路的欧姆定律电功率2、电学实验常用仪器介绍3、实验一测定金属的电阻率4、实验二描述小电珠的伏安特性曲线5、实验三测定电源的电动势和内阻6、实验四练使用多用电表7、实验五电表内阻的测量8、实验六传感器的简单使用一、恒定电流1.电源1)、电源的作用：提供持续的电压2)、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压3)、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。
2.电流强度：I＝q单位时间内通过导体横截面积的电荷量｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的t电量(C），t:时间(s）｝（1）电荷的定向移动形成电流。
2）电流有方向，但它是标量。
划定：导体内正电荷定向挪动的偏向为电流偏向。
3）金属导体中电流的计算式：I=nqSvn为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。
3.电动势和内阻4.闭合电路欧姆定律：I＝E或E＝Ir+ IR（纯电阻电路）；r RE＝U内U外E＝U外I r；（普通适用）I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝5.部分电路欧姆定律：I＝3.电阻定律：R＝ρUI:导体电流强度(A)，U:导体两头电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝RL2｛ρ:电阻率(Ω•m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m)｝S5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:工夫(s)，P:电功率(W)｝26.焦耳定律：Q＝IRt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝7.纯电阻电路和非纯电阻电路8.电源总动率P总IE；电源输出功率P出IU；电源效率η＝P出P总I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)。
U:路端电压(V)，η：电源效率｝9.电路的串/并联：串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)10.伏安法测电阻1）、电压表和电流表的接法2）、滑动变阻器的两种接法：注：（1)单位换算：1A＝10mA＝10μA；1kV＝10V＝10mV；1MΩ＝10kΩ＝10Ω2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大；半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小。
(完整word版)高中物理3-1综合复习_电学实验综合训练讲义
(完整word版)高中物理3-1综合复习_电学实验综合训练讲义高二物理教案23．《电学实验》能力提高训练1.某同学用量程为 1 mA 、内阻为 120 Ω的表头按图 (a)所示电路改装成量程分别为 1 V 和 1 A 的多用电表。
图中 R1和 R2为定值电阻 ,S为开关。
回答以下问题 :(1)依据图 (a)所示的电路 ,在图 (b)所示的实物图上连线。
(2)开关 S 闭合时 ,多用电表用于丈量 _________( 填“电流”、“电压”或“电阻”);开关S 断开时 ,多用电表用于丈量_________( 填“电流”、“电压”或“电阻”)。
(3)表笔 A 应为 ________色 (填“红”或“黑”)。
(4)定值电阻的阻值 R1=_______ Ω ,R2=_______ Ω。
(结果取 3 位有效数字 )2. 要测绘一个标有“ 3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特征曲线,灯泡两头的电压需要由零渐渐增添到 3 V,并便于操作。
已采纳的器械有:电池组 (电动势为 4.5 V,内阻约 1 Ω);电流表(量程为0~250 mA,内阻约5Ω);电压表 (量程为 0~3 V,内阻约 3 k Ω);电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选以下中的_____(填字母代号 )。
A. 滑动变阻器 (最大阻值 20 Ω,额定电流 1 A)B. 滑动变阻器 ( 最大阻值 1 750Ω,额定电流0.3 A)②实验的电路图应采纳以下的图_____(填字母代号 )。
③实验获得小灯泡的伏安特征曲线以下图。
假如将这个小灯泡接到电动势为 1.5 V,内阻为 5 Ω的电源两头 ,小灯泡耗费的功率是________W 。
3. 某同学经过实验测定一个阻值约为 5 Ω的电阻 R X的阻值。
(1) 现有电源 (4 V,内阻可不计 ) 、滑动变阻器 (0~50Ω,额定电流 2 A) 、开关和导线若干,以及以下电表 :A. 电流表 (0~3 A, 内阻约 0.025Ω)B. 电流表 (0~0.6 A, 内阻约 0.125 Ω)C.电压表 (0~3 V,内阻约 3 k Ω)D. 电压表 (0~15 V,内阻约 15 k Ω)为减小丈量偏差,在实验中 ,电流表应采纳 _____,电压表应采纳_____(选填器械前的字母);实验电路应采纳图 1 中的 _____(选填“甲”或“乙”)。
第十讲：电学压轴实验之测小灯泡电功率(1)
授课讲义授课内容：一、电功1．定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
2．实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
3．规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
4．计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：W=I2Rt=U2t/R①串联电路中常用公式：W=I2Rt W1：W2：W3：…Wn=R1：R2：R3：…：Rn②并联电路中常用公式：W=U2t/R W1：W2=R2：R1③无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所做的总功常用公式W=W1+W2+…Wn5．单位：国际单位是焦耳（J）常用单位：度（kwh） 1度=1千瓦时=1kwh=3．6×106J 6．测量电功：⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。
⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：电电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
如：电能表月初读数________月底读数是___________ Array这个月用电______度合_________J。
B、测量较小电功时，用表盘转数读数。
如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是_________J。
二、电功率1．定义：电流在单位时间内所做的功。
2．物理意义：表示电流做功快慢的物理量。
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3．电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路）4．单位：国际单位瓦特（W）；常用单位：千瓦（kw）5．额定功率和实际功率：⑴额定电压：用电器正常工作时的电压。
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③通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______Ω．
④若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为______Ω的电阻．
1 当I=Ig时，Rx=0，在满偏电流Ig处标为“0”（图甲）；
②当I=0时，Rx→∞，在I=0处标为“∞”（图乙）；
③当I=Ig/2时，Rx=Rg+R+r，此电阻是欧姆表的内阻，也叫电阻．
〖思考〗为什么每次更换倍率档后必须要重新进行欧姆调零？
【典型例题】
例1．欲用伏安法测定一段阻值约为5 左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。--耗能小。
3.会链接两种不同接法的实物图。
方法：
考点四、三个基本电学实验
实验名称
测电阻（电阻率）
描绘小电珠的伏安特性曲线
测电源电动势与内阻
电路
原理图
图像
物理意义
，
U增大，电阻R增大
纵轴截距E，
考点五：欧姆表原理（多用电表测电阻原理）：
⑴构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成．欧姆表内部：________、电池、调零电阻串联．外部：接被测电阻Rx．全电路电阻R总=．
⑵工作原理：闭合电路的欧姆定律I=．
⑶刻度的标定：红黑表笔短接（被测电阻Rx=0）时，调节调零电阻R，使I=Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆表．
A．电池组（3V，内阻1 ）；
B．电流表（0~3A，内阻0.0125 ）
C．电流表（0~0.6A，内阻0.125 ）
D．电压表（0~3V，内阻3k ）
E．电压表（0~15V，内阻15k ）
F．滑动变阻器（0~20 ，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0~2000 ，额定电流0.3A）
H．电键、导线。
（1）上述器材中应选用的是________。（填写各器材的字母代号）
⑴当指针位置如图中灰三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
⑵当指针位置如图中白三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
⑶当指针位置如图中黑三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
⑷当指针位置图中黑三角箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的操作步骤应该依次为:①_________________,②_________________,③__________________.测量结束后应将选择开关拨到__________或者____________.
⑸无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从______表笔经______插孔流入电表。
考点二：测量电路的选择------“电流表的内、外接法”
伏安法测电阻
1．原则：当 < ， ， 较小时，电压表分流作用小，应选用外接法
当 > ， ， 较大时，电流表分压作用小，应选用内接法
2．简易记法：“小外小，大内大”（小电阻外接偏小，大电阻内接偏大）
1．按照有效数字规则读出下列电表的测量值．
⑴⑵
接0~3V量程时读数为_______V．接0~3A量程时读数为_______A．
接0~15V量程时读数为______V．接0~0.6A量程时读数A．
2.（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是mm。
如图2，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是mm。
（2）用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到0.02mm）测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图。可读出圆柱的直径为mm。
⑶下图2中的示数为_________mm，图3中的示数为__________mm。
3：多用电表表头的示意图如右。在正确操作的情况下：
（2）实验电路应采用电流表________接法。（填“内”或“外”）
（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=________A，U=________V。
（4）画出本实验所需的实验电路图
（5）将图中给定的器材连成实验电路。
例2．有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I—U图线，有下列器材供选用：
（方法：阻值比较法，比值法，特定阻值法，试触法）
说明;待测电阻的阻值是算大电阻还是小电阻，是一个相对的概念！
例题：RA=10欧，RV=1000欧，RX=80/100/120欧该如何选择内外接法？
考点三、控制电路的选择：-------“滑动变阻器的两种接法”
1．区别：限流 （不能从0开始）分压： （从0开始）
星光学校（东西区）高二物理单科讲义
第十讲电学实验专题（教师版）
考纲解读：
1、掌握测定金属的电阻率的方法步骤
2、掌握描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验方法和步骤
3、掌握测定电源的电动势和内阻的方法和步骤
4、掌握利用欧姆表的设计原理和用多用电表探测黑箱内电学元件的方法。
考点一：实验仪器的读数
高考要求会正确使用的电学仪器有：电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外，其它仪器都要求会正确读出数据。还要会读测量长度的仪器—游标卡尺和螺旋测微器等
2．选取原则：
①要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。
②负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时，须用分压式接法。
③采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的分压式接法。
④负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。
A．电压表（0～3V，内阻6 kΩ）B．电压表（0～15 V，内阻30kΩ）
C．电流表（0～3 A，内阻0.1Ω）D．电流表（0～0.6 A，内阻0.5Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2 A）F．滑动变阻器（200 Ω，0.5 A）
G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）
①要求获取尽可能多的数据，下面的虚线框中画出实验所需的电路图