物理电学实验复习

高三物理电学实验复习第一部分基本实验仪器的使用1．滑动变阻器分压式、限流于接法选取（１）基本电路（２）电路的对比说明：U为电源端电压，R为滑动变阻器最大电阻，Rx为待测电阻阻值。

（３）判断方法①待测电阻Rx>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，(或要求测多组数据)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待测电阻Rx<滑动变阻器电阻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2．多用电表如何使用：准备工作－机械调零。

若是测电阻，先要进行欧姆调零。

读数应该乘以倍率。

每换一个倍率，都要重新机械调零。

第二部分：定值电阻的测量方法1、欧姆表测量。

最直接测电阻的仪表。

但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。

用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。

2、替代法。

替代法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。

替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。

用“伏安法”测电阻一般有电流表外接与电流表内接两种线路，因为电流表及电压表本身并非理想电表，这两种线路都存在误差；另一种情况是实验只提供一只电流表或电流表本身读数不准，这时我们可以考虑在保证电表读数不变的前提下，用一定值电阻（电阻箱）替换待测电阻，完成实验并提高测量准确性：例1：在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值R ，现有如下器材：读数不准的电流表A 、定值电R 0、电阻箱R 1、滑动变阻器R 2、单刀单掷开关S 1、单刀双掷开关S 2、电源和导线。

（1）画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。

（2）写出主要的实验操作步骤 解析：（1）实验电路如右图所示。

（2）①将S 2与Rx 相接，记下电流表指针所指位置②将S 2与R 1相接，保持R 2不变，调节R 1的阻值，使电流表的指针在原位置上，记下R 1的值，则Rx ＝R 1。

3、伏安法。

伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表时，可以用标准电阻（电阻箱或给一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律I=U/R 电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。

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。

③如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：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，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。

（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI /I 和ΔU/U ）。

（口决：”内大外小”，即内接法适合测大电阻结果偏大，外接法适合测小电阻测量结果也偏小）4、伏安法拓展：某些问题中，因实验器材不具备（缺电流表或电压表），或因实验条件限制，或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。

这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理，用“伏安法”的替代形式——“比较法”来设计实验方案 (1) 利用已知内阻的电压表例题：用以下器材测量一待测电阻Rx 的阻值（900～1000Ω）： 电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V1，量程为1.5V ，内阻r1＝750Ω； 电压表V2，量程为5V ，内阻r2＝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。

测量中要求电压表的读数不小于其量程的 ，试画出测量电阻Rx 的一种实验电路原理图。

（2）利用已知内阻的电流表：利用“安安”法测定值电阻的阻值例题：用以下器材测量一待测电阻的阻值．器材（代号）与规格如下：电流表A1（量程250mA,内阻r 1为5Ω); 标准电流表A2（量程300mA,内阻r 2约为5Ω）； 待测电阻R1（阻值约为100Ω）； 滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）；电源Ｅ（电动势约为10V ，内阻r 约为1Ω）； 单刀单掷开关Ｓ，导线若干．（１）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号． （２）实验中，需要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1＝________. 解答如下：（１）实验电路图如图所示．（２）两电流表A1、 A2的读数为I1、I2和电流表A1的内阻为r 1，待测电阻R1的阻值的计算公式是 R1＝（3）电压表、电流表混合用例题：有一电阻R X ，其阻值在100—200之间，额定功率为0.25W 。

要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有：安培表A 1，量程为50mA ，R A1=100Ω 安培表A 2，量程为1A ，R A2=20Ω; 电压表V 1，量程为5V ，R V1=10k;电压表V 2，量程为15V ， R v2=30k 变阻器R 变1，变阻范围0—20Ω ，2A ； 变阻器R 变2，变阻范围0—1000Ω ，1A ；9V 电源，电键，导线。

1）实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是：2）画出所用实验电路解析：1、允许通过电阻中电流可能的最大值为：因为P=I 2R I 1=35mA I 2=50mA1121r I I I因为电阻可能为200Ω，所以通过被测电阻的电流的最大值可能是35mA，应用电流表的示数来控制通过电阻的电流，因此，电流表应选A1。

因为P=U2/R U1= 5V U2=7.1V因为电阻可能为100Ω，所以允许加在电阻两端的电压的最大值可能是5V，应用电压表的示数来控制加在电阻两端的电压，因此电压表应选V1。

因为R变1 <R变2,且2A>35mA, 所以应选变阻器R变1 。

因为R变1<R X所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路因为R V1/R X(=50-100)>R X/R A1(=1-2), 所以应选用外接电路2、实验所用电路如图所示第三部分：电表内阻的测量方法预备知识1、将电表看成可以直接读出电流电压的电阻。

2、已知内阻的电流表相当于一块电压表即U=IR A3、已知内阻的电压表相当于一块电流表即I =U/R V一替换法1．用替代法测电流表的内阻原理：分别闭合S1、S2时电流表A有相同的读数，则电阻箱的阻值即为A1的内阻基本步骤：1）将S1闭合，S2断开，调节RL，使被测电流表A1指示某一示数，并记下读数I0 。

滑片位置不变，将S1断开，S2闭合，调节电阻箱R0的阻2）保持R值，使电流表A的示数仍为I0，并记下电阻箱的读数R1。

则RA=R1 例：如果各个电表的规格如下A1（500uA Rg≈200Ω）A（为校准1mA R A=100 Ω）滑动变阻器：20 Ω1A电阻箱：0～999.9 Ω电源E ：3V 内阻忽略；R3为定值电阻拓展：为了保证实验过程中无论怎样调节变阻器的滑动端，都不会烧毁电流表，则R3的阻值至少为？2：用替代法测电压表的内阻：电路如右图操作的过程请同学们自行补充问题：图中S 2画正确了吗？二：半偏法1．半偏法测量电流表的内阻半偏法测量原理是利用电表的满偏电流与半偏电流之间的关系，求出电阻值。

测量的电路主要有以下三两种形式：第一种形式：如图１所示，这是标准的恒流半偏法，即整个测量过程保持回路电流I 不变，以消除R 1并联后对回路电流的影响。

1、实验步骤：(1)按图1接线，K2断开，K 1合上，调节R 2，使A 1指示满刻度，记录此时A 2读数为I 1。

(2)合上K 2，合理调节R 1、R 2，使A 1指针在满刻度一半的位置，A 2的读数为I 1。

(3)由于回路电流I 1恒定，而Ａ１支路电流半偏转为I 21，则R 1支路电流也为I 21，故Rg ＝R 1。

第二种形式：如图2所示。

1、实验步骤：(1)按图2接线，调节电阻箱为R1值，使电表指示在满刻度为I 1。

(2)再调节电阻箱为R 2值，使电表指针在满刻度一半的位置，此时电表示数I 2＝21I 1 第三种形式：更为常见，仪器：电源、滑动变阻器、电阻箱，待测电流表1．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 2．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，3． 若R 》R ’，有R g ≈R ’。

即此时电阻箱R ’的读数即为电流表的内阻r g 。

原理：电流表满偏即读数为I 0后使P 位置不动，即认为在电阻箱调节过程中并联支路的电压不变，电流表半偏，认为均分电流，即R 和相同R ’误差分析：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1234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。

但如果是R 》R ’的话，总电流的变化可以忽略注：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S 2而引起总电流的变化，从而减小误差。

即2．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。

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 注意：也可以用右边的电路来进行半偏法测电压表的内阻的，请同学们自行叙述操作过程测量值小于真实值要求Pb 之间电压不变，减小实验误差的方法3． 互测法：利用电表自报电压/流的功能，或是利用内阻已知的电表测电压表内阻如右图测电流表内阻 如右图问题：请问这四个图中，那些图是利用内阻已知的电表的？具体是那个电表内阻已知？例题1．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。