电学实验专题复习1

图13-1图13-2电学实验专题复习永川中学 刘兴群一、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。

读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字）；凡仪器最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。

学生练习：1．按照有效数字规则读出下列电表的测量值．⑴ ⑵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 。

0 1 23 051015V0.2 0.40.6 0123A3．多用电表表头的示意图如上图。

在正确操作的情况下： ⑴若选择开关的位置如“100 mA ”所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑵若选择开关的位置如“100Ω”所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑶若选择开关的位置“250V ”所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑷若选择开关的位置如“100Ω”所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：___________，____________，____________。

⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到__________或者___________。

⑹无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从色_____表笔经______插孔流入电表二、实验器材选取原则：1．准确性原则：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的１/3，读数误差较大。

2．安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。

3．便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。

三、电路选取：1．电流表内外接法选取 （１）基本电路（２）电路的对比（３）判断方法①直接比较法：当待测电阻Rx 较小且远小于电压表内阻Rv 时，应选用外接法；当待测电阻Rx 较大且远大于电流表内阻R A 时，应选用内接法。

②临界值法：当待测电阻R x <V A R R 时，视Rx 为小电阻，应选用外接法；当R x >V A R R 时，视Rx 为大电阻，应选用内接法；当R x ＝V A R R 时，两种接法均可。

试触法：如图将电压表的左端接a 点，而将右端第一次接b 点，第二次接c 点，观察电流表和电压表示数的变化。

若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用______法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用_______法测量。

（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI /I 和ΔU/U ）。

2．滑动变阻器分压式、限流于接法选取（１）基本电路（２）电路的对比（３）判断方法①负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R，须用分压式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。

②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。

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。

⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流式接法总功率较小。

学生练习：1.有一个未知电阻R x．某同学用图( 1 )和( 2)两种电路分别对它各进行一次测量．用图(1)电路测得读数为3V, 3mA；用图(2)电路测得读数为3V, 4mA．可见用图___所示电路对这个电阻测量的阻值误差较小．测得Rx=____Ω．测量值比真实值大还是小?_______2.电流表的内阻为R g，满偏电流为I g，把它改装成n I g的电流表，所需_____联的电阻R1=________R g，如果把它改装成n Ug 的电压表所需______联的电阻R2=______R g．3.用如图电路测电阻R时，电压表V示数为5V，电流表A示数为50mA，若电流表的内阻RA＝5Ω，则电阻R的测量值为________，它的真实值为________，测量的百分误差为_________四、常规实验电路：（一）．测电阻电路（或描绘伏安特性曲线电路，或测量功率电路，或测量电阻率电路）原理：R=U/I测电阻电路，共有四种电路（1）图1为分压式，外接法（2）图2为限流式，外接法（3）将图1改为分压式，内接法 （4）将图2改为限流式，内接法实物连线：（分别按图1和图2实物连线） （二）．测电动势和内阻电路 （1）测量电路如图 （2）测量方法1： 第一、计算方法测两组端电压U 和电流I 值，然后通过以下式子求解。

E ＝U 1＋I 1r E ＝U 2＋I 2r第二、作U ——I 图象方法通过调节滑动变阻器，取得多组（U ，I ）值，然后在坐标中描点，连成直线 用图象处理问题，须注意以下几点： ①连直线的方法：让尽可能多的点在直线上，直线两则分布的点的个数大致均匀偏离直线较远的点舍去。

②纵轴截距的含义：电动势E③横轴截距的含义：短路电流I 0 ④斜率的含义：电阻。

求解方法：r=I E 或用直线上任意两点求解斜率的绝对值。

测量方法2：E=I （R+r ），设计电路图。

测量方法3：E=U+Ur/R ，设计电路图。

（三）．电流表、电压表改装电路 （1）把电流表改装电压表电路 ①用半偏法测电流表的内阻r g 。

先将R 调到最左端，闭合S 1，断开S 2，调节R 使电流表满偏，然后使R 不变，闭合S ２调节R ’使电流表指到满刻度的一半，此时电阻箱R ’的读数即为电流表的内阻r g 。

注：A 、实验条件为_______________因此处R ’只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比灵敏电流表的电阻大一点就可以了，R 一般使用滑动变阻器，其阻值要求较大，以减小因闭合S2而引起总电流的变化，从而减小误差。

B ．误差分析：测量值________真实值（填小于，大于）在半偏法测内阻电路中，当闭合S ２时，引起总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R ’的电流比电流表电流多，R ’的电阻比电流表的电阻小，但我们就把R ’的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。

②改装电路R x ＝U/I g －r g 其中U 为改装后的满偏电压 ③核对电路调节R ，改变电压，比较改装表和标准表V 的读数，并计算百分误差 0U U U ×100% 其中U 是改装表的读数，U ０是标准表的读数注：改装电压表和标准电压表并联进行核对（2）电压表改装电流表电路①用半偏法测电压表的内阻先将R 调到最左端，闭合S 1和 S 2，调节R 使电压表满偏，然后使R 不变，断开S ２调节R ’使电压表指到满刻度的一半，此时电阻箱R ’的读数即为电流表的内阻r g 。

注：此处R ’只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比电压表的电阻大一点就可以了，R 一般使用滑动变阻器，其阻值要求较小，以减小因闭合S2而引起总电压的变化，从而减小误差。

②改装电路若改装电压表量程为U ，内阻为Rv ，改装后的电流表的量程为I ，则并联电阻Rx ＝____________③核对电路要求标准表A 和改装表串联才能进行核对，其百分误差的计算方法为0I I I -×100%注意：将改装电流表和标准电流表串联进行核对 ④电压表内阻误差分析在半偏法测电压表内阻电路中，在断开S ２时，引起总电阻增大，滑动变阻器两端分得电压将超过原电压表的满偏电压，调节R ’使电压表半偏时，R ’上的电压将比电压表半偏电压大，故R ’的电阻比电压表的内阻大，所以测得电压表内阻偏大。

学生练习：1．有一小灯泡上标有“６v ，０.6W ”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I —U 图像，已知所用器材有：A ．电流表：0—0.3A ，内阻1ΩB ．电压表：0—15V ，内阻20k ΩC ．滑动变阻器：0—30Ω，额定电流2AD ．学生电源（直流9V ）E ．开关一只，导线若干为使实验误差尽量减小，试画出合理的实验电路图2．在“测定金属的电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx 约为3Ω，为减小误差，要求金属丝发热功率P<0.75W ，备有的部分器材有：A ．6V 的电池组B 、电流表（0—0.6A ，内阻0.5Ω）C ．电流表（0—3A ，内阻0.01Ω）D 、电压表（0—3V ，内阻1k Ω）E ．电压表（0—15V ，内阻5k Ω）F 、滑动变阻器（0—100Ω，额定电流1A ）G ．滑动变阻器（0—20Ω，额定电流1A ）（1）上述器材应选用的是________________________。

（用字母代替） （2）画出实验电路图3．一个未知电阻R x ，阻值大约为10k Ω—20k Ω.为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材：电压表V （量程3V 、内阻约为3k Ω) (量程15V 、内阻约为15 k Ω) 电流表A 1 (量程200μA 、内阻约为100Ω)电流表A2(量程5mA、内阻约为10Ω)电流表A3(量程0.6A、内阻约为1Ω)电源电动势为３V滑动变阻器R的最大阻值为200Ω开关Sa.在实验中电压表量程应选，电流表应选。

b.为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图。

c、根据实验的需要用笔滑线代替导线，将图7所需的实物连接起来。

4．在测定电源电动势和内阻的实验中某同学所用电路图和测得的数据如下：___________引起的．用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的_______误差．⑵在右面给出的U-I坐标系中用给出的数据画出U-I图线（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以发现该同学记录的第____组数据有误．⑶求得电动势E=____V，内阻r= _ __Ω．（均保留2位有效数字）．5、在《把电流改装为电压表》的实验中，为测定电流表的内电阻，利用如图所示的实验电路。