高中物理电学实验知识点分析
高中物理常考的电学实验满分知识点总结

高中物理常考的电学实验满分知识点总结目录一、实验的考查内容二、电学实验命题走向三、电学实验的基础和核心四、选取电学仪器和实验电路五、实验电路的选择六、实物图连线技巧七、设计型实验思路八、几种测电阻方法总结(难点)九、四大重点题型分析及例题精讲电学实验最全知识点总结一、实验的考查内容(1)测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器);(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线;(3)测定电源的电动势和内阻;(4)练习使用多用电表;(5)传感器的简单使用;(6)设计型实验。
二、电学实验命题走向(1)给定条件,进行实验设计;(2)给定测量数据,选择处理方法;(3)给定原理、器材,设计实验方案;(4)给出实验过程情景,判断过程、方法的合理性。
三、电学实验的基础和核心(1)伏安法测电阻“外接法”的系统误差是由电压表的分流引起的,电阻测量值总小于真实值,小电阻应采用外接法,可记为“外小小”。
“内接法”的系统误差是由电流表的分压引起的,电阻测量值总大于真实值,大电阻应采用内接法,可记为“内大大”(2)滑动变阻器的连接(限流法/分压法)分压接法时,题中常出现这样的字眼:要求电压从零开始调节,或是要求测量尽可能精确等被测电阻上电压的调节范围大。
用分压接法时,滑动变阻器应该选用阻值小的;用限流接法时,滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
(3)其他常用测电阻方法①内阻已知的电流表、电压表可看成能读出它们电流、电压大小的电阻来使用;②电流表可通过串联定值电阻来扩大量程,当成大量程电流表来使用;也可以并联定值小电阻来当成电压表来使用。
③替代法测电阻④半偏法测电阻四、选取电学仪器和实验电路(1)安全:在电流表和电压表测量值不超量程,滑动变阻器、电源中通过的电流小于额定电流。
解决方法是依据欧姆定律算出实验电路调节中过程的电流范围,再和某器材的最大电压和给定值进行选择。
(2)方便:便于操作。
主要是对滑动变阻器、电压表、电流表的选择。
解决方法是要根据用电器分流、分压、限流等不同用途,采用正确的连接,能够既得到满足实验要求的电压范围,同时调节时电压表现为线性稳定变化。
高中物理电学实验的知识点总结

高中物理电学实验的知识点总结电学实验是高中物理实验中非常重要的一部分,通过电学实验,可以帮助学生深入理解电学原理、掌握电路的构建与测量方法,并提高实验操作和数据处理的能力。
下面是电学实验的主要知识点总结:1.电流的测量与伏安定律-电流的测量方法:安培表的使用及其原理,万用表的使用。
-伏安定律:电阻的电压-电流关系,电压和电流之间的线性关系。
2.电阻的测量与电阻定律-电阻的测量方法:串联与并联电阻的测量方法,万用表的使用。
-电阻定律:欧姆定律,电阻与电流、电压的关系。
3.理解电阻、导线和电源-金属导线的电阻:电阻与导线长度、导线横截面积和电阻材料电阻率的关系。
-理解电源:干电池、蓄电池、电流源等电源的特点与应用。
4.串联与并联电路-串联电路:电流在各个电阻之间保持不变,总电压等于各个电阻电压之和。
-并联电路:电压在各个电阻之间保持不变,总电流等于各个电阻电流之和。
5.电容与电容器的测量-电容的定义与性质:电容与电流、电压的关系,电容与电荷的关系。
-电容器的测量方法:串联与并联电容的测量方法,万用表的使用。
6.RC时数电路-RC时数电路的特点:充电和放电过程,电压和充电、放电时间的关系。
-RC时数电路的应用:振荡电路、低通滤波器、高通滤波器等。
7.磁场与电磁感应-磁场的测量方法:磁力计的使用及其原理。
-电磁感应现象:法拉第电磁感应定律,楞次定律。
8.安排远离其他金属物体的实验台-金属导体与电流的关系:电流通过金属导体时的热效应,焦耳定律。
9.高级实验-单摆型电容与电流测量仪的使用;-并联电容与电阻测量电路的研究;-变阻器的使用与测量。
电学实验是高中物理实验的一部分,通过实验操作,学生能够深入理解电学原理并培养实验技能。
在进行电学实验时,学生需要注意安全,按照正确的方法进行实验操作。
同时,还要学会观察和分析实验现象,并正确处理和分析实验数据。
通过与理论知识的结合,学生可以更好地掌握电学的基本原理和实际应用,为今后的学习打下坚实的基础。
高中物理电学实验考点分析

5 . 分 压 式 和 限 流 式 电路 的 选 择
( 1 ) 由 于 限流 式 电路 结 构 简 单 , 耗能 小 , 通 常 情 况 下 应 优 先考虑限流式接法 。 ( 2 ) 下面三种情况必须选择分压接法 。
①要求被测 电阻的 电压或 电流从零连续 调节 ,只有 分压
高 中 物 理 电 学 实 验 考 点 分 析
颛 清岭
( 沧 州经 济技 术 开 发 区 中 心 学 校 , 河北 沧州 0 6 1 0 0 0 )
高考 电学实 验的考查 主要 从实验 器材 ( 电表 、 电阻 、 电 源 等) 的选择 , 实 验 电 路 图 的选 择 与 设 计 , 误差分析 , 以及 对 实 验 数 据 的处 理 等 方 面 进 行 。 从 高 考 阅 卷情 况 来 看 , 电 学 实 验 的 得 分率较低 , 是 高 考 的难 点 之一 。 电学实验的考查 主要包括 : 电 表 的读 数 、 实 验 器 材 和 电 路 选择 、 电路 实 物 连 线 等几 个 方 面 。 电流 表 、 电 压 表 的读 数 规 则 电流 表 量 程 一 般 有 两 种— — O . 1 — 0 . 6 A, 0 — 3 A; 电压 表 量 程 般 有 两 种—— 一 3 V, 0 ~ 1 5 V。如 图 1 所示 :
测电阻阻值 , 采 用 限流 式 接 法 时 , 即使 变 阻 器 触 头 从 一 端 滑 至 另一端 , 待测电阻上 的电流( 压) 变化也很小 , 这 不 利 于 多次 测 量 求 平 均 值 或 用 图 像 法 处 理 数 据 ;为 了在 变 阻 器 阻 值 远 小 于 待 测 电阻 阻值 的情 况 下 能 较 大 范 围 地 调 节 待 测 电 阻 上 的 电 流 ( 压) , 必须采用分压式 。 三、 电路 实物 连 线 的 注 意 事 项 1 . 电键 必须 控 制 全 电 路 : 2 . 电表的量程要适 当. 流 经 电 表 的 电 流 要 正入 负 出 ; 3 . 滑动变 阻器的“ 两 端 限流 、 三端 分压 ” 接法, 且 要 求 在 闭 合 电 键 前 ,必 须 保 证 限 流 接 法 中 滑 动 变 阻 器 以 最 大 电 阻 接 人 电路 , 分 压 接 法 中滑 动 变 阻 器 输 出 电压 端 电 压 为 零 ; 4 . 安 培 表 的 内外 接法 必 须 正 确 ; 5 . 按 先 串后 并 的 原则 连 接 器 材 ; 6 . 导线不 能接 在滑 动变 阻器 的支架 或滑 动 头上 , 不 能 穿 越用 电器 。 不能交叉 。
高考物理电学实验知识点

高考物理电学实验知识点电学实验是高中物理课程中的一大重点内容,也是高考物理考试的常见考点。
通过电学实验,学生可以加深对电学原理的理解,并培养实验操作和数据处理的能力。
本文将介绍几个高考物理电学实验的知识点,帮助同学们更好地备考。
一、串联电阻的测量串联电阻的测量是电学实验中的基础实验之一。
实验装置一般包括串联电阻、电压表和电流表。
实验步骤如下:1.将电压表和电流表分别连接在电路的两端,保证正负极正确连接。
2.调节电源,使电路中的电流保持稳定。
3.读取电压表和电流表上的数值,可以计算出电路中的电阻值。
这个实验主要考察同学们对串联电路中电流和电压的理解,以及对欧姆定律的运用能力。
二、并联电阻的测量并联电阻的测量也是高考物理电学实验中的重要内容。
实验装置包括并联电阻、电压表和电流表。
实验步骤如下:1.将电压表和电流表分别连接在并联电路的两端,保证正负极正确连接。
2.调节电源,使电路中的电压保持稳定。
3.读取电压表和电流表上的数值,可以计算出电路中的电阻值。
这个实验主要考察同学对并联电路中电流和电压的理解,以及对欧姆定律和电阻公式的运用能力。
三、电阻与电流的关系实验电阻与电流的关系实验是一个经典的物理实验,主要用于验证欧姆定律。
实验装置包括电源、电阻、导线和电流表。
实验步骤如下:1.将电流表连接在电路中,保证正负极正确连接。
2.依次改变电阻的大小,记录电流表上的数值。
3.根据测得的数据绘制电流与电阻之间的关系曲线。
这个实验主要考察同学们对欧姆定律的理解,以及对电阻与电流关系的掌握程度。
四、电流与电压的关系实验电流与电压的关系实验也是一个重要的物理实验,用于验证欧姆定律。
实验装置包括电源、电阻、导线和电压表。
实验步骤如下:1.将电压表连接在电路中,保证正负极正确连接。
2.依次改变电源电压的大小,记录电压表上的数值。
3.根据测得的数据绘制电流与电压之间的关系曲线。
这个实验也是考察同学们对欧姆定律的理解,以及对电流与电压关系的掌握程度。
(完整版)高中物理电学实验重要知识点归纳

电学实验重要知识点归纳学好物理要记住:最基本的知识、方法才是最重要的. 秘诀:“想” 1。
关于实验要注意:描图要时分析点的走势,确定直线或曲线;用直线或圆滑曲线连线,点不一定都在线上; 反比关系常画成一个量与另一个量倒数成正比 用多次测量求平均值的方法能减小偶然误差 2.测量仪器的读数方法需要估读的仪器:在常用的测量仪器中,刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读.根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法,一般:最小分度是2的,(包括0.2、0。
02等),采用1/2估读,如安培表0~0。
6A 档; 最小分度是5的,(包括0.5、0.05等),采用1/5估读,如安培表0~15V 档;最小分度是1的,(包括0。
1、0.01等),采用1/10估读,如刻度尺、螺旋测微器、安培表0~3A 档、电压表0~3V 档等不需要估读的测量仪器:游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读;欧姆表刻度不均匀,可以不估读或按半刻度估读。
3.游标卡尺的读数量游标卡尺的读数方法是:以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数L 1,再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐,由游标上读出毫米以下的小数L 2,则总的读数为:L 1+ L 2。
螺旋测微器的读数:螺旋测微器的读数方法是:______________________________________试读出下列螺旋测微器的读数(工作原理及读数方法与双缝干涉测波长中的测微目镜手轮的读数相同)〖解析〗从左到右测微目镜手轮的读书分别为:0.861mm ;3。
471mm ;7.320mm ;11。
472mm 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 量程时读数为______A 。
高中物理电学实验总结大全

高中物理电学实验总结大全高中物理电学实验总结大全1. 电流与电阻实验在这个实验中,我们使用电流表和电压表测量电流和电阻。
我们发现,在一个电路中,电流与电压成正比,而电阻与电流成反比。
通过改变电路中的电阻,我们可以观察到电流的变化。
这个实验帮助我们理解电流和电阻之间的关系,并且为之后的实验打下了基础。
2. 串联和并联电阻实验这个实验旨在研究串联和并联电阻的效果。
我们将多个电阻连接在一起,并测量整个电路中的电流和电压。
我们发现,在串联电路中,电阻的总和等于每个电阻的总和。
而在并联电路中,电阻的总和等于每个电阻的倒数的和的倒数。
通过这个实验,我们了解了电路中电阻的连接方式对电流和电压的影响。
3. 欧姆定律实验欧姆定律是电学中的基本定律之一,它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
在这个实验中,我们改变电路中的电压和电阻,并测量电流的变化。
我们发现,当电压增加时,电流也增加,而当电阻增加时,电流减小。
这个实验验证了欧姆定律,并帮助我们理解电流、电压和电阻之间的关系。
4. 电流和磁场实验在这个实验中,我们使用一个电磁铁和一个电流表来研究电流在磁场中的行为。
我们发现,当电流通过电磁铁时,会产生一个磁场。
我们还发现,改变电流的方向和大小可以改变磁场的强度和方向。
通过这个实验,我们了解了电流和磁场之间的相互作用,并且探索了电磁感应的原理。
5. 电容实验电容是一个能够存储电荷的装置。
在这个实验中,我们使用电容器和电压源来研究电容的性质。
我们发现,电容的大小取决于电容器的尺寸和介质的性质。
我们还发现,当电容器接上电压源时,电容器会储存电荷,并且电容器的电压会随时间的推移而改变。
通过这个实验,我们了解了电容的基本原理,并学习了如何计算和测量电容。
总结:通过以上实验,我们学习了电流、电压、电阻、电容和磁场等基本概念。
这些实验帮助我们加深对电学原理的理解,并且培养了我们的实验操作技巧。
通过实际操作和观察,我们能够更好地理解和应用电学知识。
高二电学实验知识点

高二电学实验知识点电学实验是高中物理教学中不可或缺的一部分。
通过实验,学生可以巩固和应用所学的电学知识,并培养实验设计和数据分析的能力。
下面,本文将介绍一些高二电学实验中的重要知识点。
一、电阻与电流实验电阻与电流实验是电学实验中最基础的实验之一。
通过这个实验,学生可以熟悉电流的流动方式以及电阻对电流的影响。
实验步骤:1. 用导线连接一个电源、一个电流表和一个可变电阻。
2. 将可变电阻调至最大值,记录下电流表的示数。
3. 逐渐减小可变电阻的阻值,每次记录下电流表的示数。
4. 将记录的数据制成电流与电阻关系的图表,并分析电流随电阻变化的关系。
二、电压与电路实验电压与电路实验可帮助学生了解电压的概念以及电路中各元件的作用。
实验步骤:1. 连接一个电源、一个电压表和一个电灯泡。
2. 调节电压表的测量范围,记录下电压表的示数。
3. 更换不同的电源和电灯泡,记录下不同组合情况下的电压表示数。
4. 总结不同元件对电压的影响,通过实验数据分析电压与电路的关系。
三、欧姆定律实验欧姆定律是电学中的基本定律,实验可以帮助学生深入理解和应用该定律。
实验步骤:1. 连接一个电源、一个电压表、一个电流表和一个电阻。
2. 通过调节电阻的阻值,记录下不同电阻下电压表和电流表的示数。
3. 根据欧姆定律的公式(U=IR),计算并验证实验数据。
4. 总结欧姆定律的应用场景和重要性。
四、串并联电路实验串并联电路实验是加深学生对串联电路和并联电路特性理解的重要实验。
实验步骤:1. 连接一个电源、两个电阻和一个电压表。
2. 分别设置串联和并联电路,记录下电压表示数。
3. 对比串联和并联电路的电压示数,分析两者的差异。
4. 总结串并联电路的特点和应用场景。
通过以上实验,高中生可以更好地理解和掌握电学知识,并培养实验设计和数据分析的能力。
希望以上知识点能够帮助学生在电学实验中取得更好的成绩,进一步提高对电学知识的理解和运用水平。
高中物理复习专题--电学实验知识点归纳

中学物理复习专题--电学试验学问点归纳一、电路设计或器材选择原则1、平安性:试验方案の实施要平安牢靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。
要留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。
2、精确性:在试验方案、仪器、仪器量程の选择上,应使试验误差尽可能の小。
保证流过电流表の电流和加在电压表上の电压均不超过运用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度の1/3),以削减测读误差。
3、便于调整:试验应当便于操作,便于读数。
二、内、外接法の选择 1、外接法与外接法对比2、内、外接法の确定方法: ①将待测电阻与表头内阻比较R R V xx x AR R R >⇒⇒ 为小电阻 外接法 R R V x x x ARR R ⇒⇒< 为大电阻 内接法 ②试触法触头P 分别接触A 、B电压表示数变更大⇒电流表分压作用大⇒外接法 电流表示数变更大⇒电压表分流作用大⇒内接法三、分压、限流接法の选择1.两种接法及对比限流接法分压接法电路图电压调整范围 xx ER R x U E R≤≤+ 0x U E ≤≤ 电路消耗总功率 x EI()x ap E I I +闭合K 前滑动头在最右端滑动头在最右端2.选择方法及依据①从节能角度考虑,能用限流不用分压。
②下列状况必需用分压接法A .调整(测量)要求从零起先,或要求大范围测量。
B .变阻器阻值比待测对象小得多(若用限流,调不动或调整范围很小)。
C .用限流,电路中最小の电压(或电流)仍超过用电器の额定值或仪表量程。
四、实物图连接の留意事项和基本方法⑴留意事项:①连接电表应留意量程选用正确,正、负接线柱不要接错。
②各导线都应接在接线柱上,不应在导线中间出现分叉。
③对于滑动变阻器の连接,要搞清晰接入电路の是哪一部分电阻,在接线时要特殊留意不能将线接到滑动触头上。
⑵基本方法:①画出试验电路图。
②分析各元件连接方式,明确电流表与电压表の量程。
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电学实验一、难点形成的原因1、对电流表、电压表的读数规则认识模糊,导致读数的有效数字错误2、对滑动变阻器的限流、分压两种控制电路的原理把握不准,导致控制电路选用不当3、对实验测量电路、电学仪器的选用原则把握不准,导致电路、仪器选用错误4、对电学实验的重点内容“电阻的测量”方法无明确的归类,导致思路混乱5、对于创新型实验设计平时缺乏对实验思想方法(如模拟法,转换法,放大法,比较法,替代法等)进行归纳,在全新的实验情景下,找不到实验设计的原理,无法设计合理可行的方案。
受思维定势影响,缺乏对已掌握的实验原理,仪器的使用进行新情境下的迁移利用,缺乏创新意识。
二、难点突破1、电流表、电压表的读数规则:图10-1电流表量程一般有两种——0.1~0.6A,0~3A;电压表量程一般有两种——0~3V,0~15V。
如图10-1所示:因为同一个电流表、电压表有不同的量程,因此,对应不同的量程,每个小格所代表的电流、电压值不相同,所以电流表、电压表的读数比较复杂,测量值的有效数字位数比较容易出错。
下面是不同表,不同量程下的读数规则:电压表、电流表若用0~3V、0~3A量程,其最小刻度(精确度)分别为0.1V、0.1A,为10分度仪表读数,读数规则较为简单,只需在精确度后加一估读数即可。
如图所示,电压表读数为1.88V,电流表读数为0.83A。
若指针恰好指在2上,则读数为2.00V(或A)。
电压表若用0~15V量程,则其最小刻度为0.5V,为2分度仪表读数,所读数值小数点后只能有一位小数,也必须有一位小数。
如图所示,若指针指在整刻度线上,如指在10上应读做10.0V,指在紧靠10刻度线右侧的刻度线上(即表盘上的第21条小刻度线)读数为10.5V,若指在这两条刻度线间的中间某个位置,则可根据指针靠近两刻度线的程度,分别读做10.1V,或10.2V,或10.3V,或10.4V,即使是指在正中央,也不能读做10.25V,若这样,则会出现两位不准确的数,即小数点后的2和5,不符合读数规则,如上图中所示,读数应为9.3V。
电流表若用0-0.6A量程,则其最小刻度为0.02A,为5分度仪表读数,其读数规则与0—15V电压表相似,所读数值小数点后只能有两位小数,也必须有两位小数。
如上图所示,电流表读数为0.17A,若指针指在第11条刻度线上,则读数为0.22A,指在第10条刻度线上,读数为0.20A,指在第12条刻度线上,读数为0.24A。
2、滑动变阻器应用分析滑动变阻器是电学实验中常用的仪器,近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点.滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点:如图10-2所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL 的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a )电路称为限流接法,图(b )电路称为分压接法.负载RL 上电压调节范围(忽略电源内阻)负载RL 上电流调节范围(忽略电源内阻) 相同条件下电路消耗的总功率限流接法0R R R L L+E ≤UL ≤ER R E L +≤IL ≤L R EEIL 分压接法0≤UL ≤E0≤IL ≤L R EE (IL+Iap )比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大限流电路能耗较小①限流法.如图(a )所示,待测电阻上电压调节范围为~L L R EER R +.显然,当R0<<RL 时,在移动滑动触头的过程中,电流的变化范围很小,总电流几乎不变,UL 也几乎不变,无法读取数据;当R0>>RL 时,滑动触头在从b 向a 滑动的过程中,先是电流表、电压表的示数变化不大,后来在很小的电阻变化范围内,电流表、电压表的读数变化很快,也不方便读数,只有当RL 与R0差不多大小时,才能对电流、电压有明显的调控作用.在同样能达到目的的前提下,限流法较为省电,电路连接也较为简单.图10-2②分压法.如图(b )所示,待测电阻上电压调节范围为0~E ,且R0相对于RL 越小,R 上的电压变化的线性就越好.当R0>>RL 时,尽管UL 变化范围仍是0~E ,但数据几乎没有可记录性,因为在这种情况下,滑片从左端滑起,要一直快到右端时,电压表上示数一直几乎为零,然后突然上升到E ,对测量几乎没有用处.因此,分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。
滑动变阻器的限流接法与分压接法:两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小,但在不同条件下,调节效果大不一样,滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活选取. 1.下列三种情况必须选用分压式接法(1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须采用分压接法.(2)当用电器的电阻RL 远大于滑动变阻器的最大值R0时,必须采用分压接法.因为按图(b )连接时,因RL>>R0>Rap,所以RL 与Rap 的并联值R 并≈Rap ,而整个电路的总阻值约为R0,那么RL 两端电压UL=IR 并=0R U ·Rap ,显然UL ∝Rap,且Rap 越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作.(3)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL 的额定值时,只能采用分压接法. 2.下列情况可选用限流式接法(1)测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL 与R0相差不大或RL 略小于R0,采用限流式接法.(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.(3)没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法.例1:如图10-3所示,滑动变阻器电阻最大值为R ,负载电阻R1=R ,电源电动势为E,内阻不计.(1)当K 断开,滑动头c 移动时,R1两端的电压范围是多少? (2)当K 闭合,滑动头c 移动时,R1两端的电压范围是多少? (3)设R 的长度ab=L,R 上单位长度的电阻各处相同,a 、c 间 长度为x ,当K 接通后,加在R1上的电压U1与x 的关系如何?【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路:限流和分压,把握限流和分压电路的原理是关键【解析】(1)若K 断开,则该控制电路为滑动变阻器的限流接法,故2E≤U1≤E图10-3(2)若K闭合,则该控制电路为滑动变阻器的分压接法,故0≤U1≤E(3)U1=IR并,R并=RLRxRLRx+⋅,I=LRxLRE)(-+并得:U1=LxxLELx+-22【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同例2:用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下:待测电阻Rx(阻值约5 Ω,额定功率为1 W);电流表A1(量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω);电流表A2(量程0~3 A,内阻0.05 Ω);电压表V1(量程0~3 V,内阻3 kΩ);电压表V2(量程0~15 V,内阻15 kΩ);滑动变阻器R0(0~50 Ω),蓄电池(电动势为6 V)、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选________,并画出实验电路图.【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路,因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值,可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=51⨯≈PR V≈2.2 V,I=5/1/≈RP A=0.45 A.则电流表应选A1,电压表应选V1.又因30002.0⨯=⨯VARR=24.5 Ω>Rx,则电流表必须外接.因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法,若用限流接法,则被测电阻Rx上的最小电流为Imin=5056+=+REEx=0.11 A<I额,因该实验没有对电流、电压的调节范围未作特殊要求,故用限流电路.电路如图10-4所示.【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大,用分压接法不便于调节,故限流接法是首选,只要能保证安全且有一定的调节范围即可。
图10-4图10-5例3:用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测电阻Rx (约100 Ω);直流电流表(量程0~10 mA 、内阻50 Ω);直流电压表(量程0~3 V 、内阻5 kΩ);直流电源(输出电压4 V 、内阻不计);滑动变阻器(0~15 Ω、允许最大电流1 A );开关1个,导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法,各仪器的量程和电阻都已经给出,只需计算两种接法哪种合适。
【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式,即电流表的内接法和外接法,由于Rx <vA R R ,故电流表应采用外接法.在控制电路中,若采用变阻器的限流接法,当滑动变阻器阻值调至最大,通过负载的电流最小,Imin=x A R R R E++=24mA>10 mA,此时电流仍超过电流表的量程,故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示.【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全,这是电学实验的首要原则 ,限流接法虽然简洁方便,但必须要能够控制电路不超过电流的额定值,同时,能够保证可获取一定的电压、电流范围,该题中,即便控制电流最小值不超过电流表的量程,因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小,电流、电压变化范围太小,仍不能用限流接法。
3、实验电路和电学仪器的选择 (1)电路的选择①安培表内、外接电路的选择由于电压表的分流作用和电流表的分压作用,造成表的示数与通过负载的电压或电流真实值之间产生误差,为减小此系统误差,应慎重选择电流表的内外接法,选择方法如下: 1、直接比较法:当待测电阻阻值Rx<<RV 时,伏特表分流很小,选择安培表外接电路; 当待测电阻阻值Rx>>RA 时,安培表分压很小,选择安培表内接电路。
2、临界值计算比较法:当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时,如何确定被测电阻R 是较大还是较小呢?我们要计算两种接法的相对误差,可用R R V与A R R 相比较.当A V R RRR >即A V R R R <时,宜采用电流表外接法; 当A V R R R R <即A V R R R >时,宜采用电流表内接法; 而AV R R R =时,电流表内外接法效果是一样的.此时的被测电阻值R 我们称为临界电阻。
3、测试判断法(试触法)若Rx 、RA 、RV 的大小关系事先没有给定,可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图10-6所示组成电路,其中电流表事先已经接好,拿电压表的一个接线柱去分别试触M 、N 两点,观察先后两次试触时两电表的示数变化情况。