高三物理电学实验专题复习

第1页高三物理电学实验专题复习一、伏安法测电阻外接法内接法1．原则：当xRVARR，AxxVRRRR，xR较小时，电压表分流作用小，应选用外接法当xRVARR，AxxVRRRR，xR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，大内外”（小电阻外接偏小，大电阻内接偏大）二、测量电路的选择：1．区别：限流UUURRRxxx（不能从0开始）分压：UUx0（从0开始）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。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。三、螺旋测微器的原理与读数1．构造2．原理和使用第2页50202515螺旋测微器的可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，可动刻度每一小分度表示0.5/50=0.01mm。（螺旋测微器可精确到0.01mm，必须再估读一位，可读数到0.001mm）读数=固定刻度（整数毫米数+半毫米0.5mm可能没有）+可动刻度（以毫米为单位有3位小数，0.01mm×格数（整数格+一位估读））上图读数为4mm+0.5mm+0.01mm×40.8=4.908mm3．读数范例4．读数练习mmmmmmmm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图1图2图3图4第3页物理意义lRd42，kUIR1U增大，电阻R增大纵轴截距E，IUr五、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：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）（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。第4页例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：A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）E．滑动变阻器（10Ω，2A）F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）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②电压表应选用______，电流表应选用______．滑动变阻器应选用______．（用序号字母表示）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．例3．某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量．实验室里准备了以下器材:A．电压表Vl，量程3V，内阻约5kΩB．电压表V2，量程15V，内阻约25kΩC．电流表Al，量程0.6A，内阻约0.2ΩD．电流表A2，量程3A，内阻约0.04ΩE．滑动变阻器Rl，最大阻值5Ω，最大电流为3AU/V123I/A00.10.20.3第5页F．滑动变阻器R2，最大阻值2000Ω，最大电流为1.5AG．多用电表H．电源，电动势E=4.5VI．电键S、导线若干①在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡，其阻值如图(甲)中指针所示，为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用_________欧姆挡；②按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图12(乙)中指针所示，则Rx的阻值大约是_________Ω；③在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求尽可能准确，并且待测电阻的电压从零开始可以连续调节，则在上述提供的器材中电压表应选；电流表应选；滑动变阻器应选。(填器材前面的字母代号)④在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图．例4．用伏安法测定干电池的电动势E和内电阻r实验。（1）在下面方框内画出实验电路图。（2）由测量数据，在U-I图中描出的点迹如下图所示，画出图线并由此得出干电池的电动势为_________V，干电池的内电阻为_______Ω。[例题参考答案]：例1．（1）ACDFH；（2）外；（3）0.48，2.20；（4）外接限流例2．②A，D，E；例3．③10Ω；④11ΩA1R1V1RxESSLVRAE第6页例3．①“×1”；②9‘③A、C、E；④如图所示；例4。（2）1.5，0.1[课后练习]1．有一小灯泡上标有“6V、0.1A”字样，现要测量该小灯泡的伏安特性曲线，有下列器选用：A．电压表（0—5V、内阻3.0kΩ）B．电压表（0—10V、内阻3.0kΩ）C．电流表（0—0.3A、内阻2.0Ω）D．电流表（0—6A、内阻1.5Ω）E．滑动变阻器（30Ω、2A）F、滑动变阻器（100Ω、0.5A）G．学生电源（直流9V）及开关、导线等。⑴实验中所用的电压表应选____，电流表应选____，滑动变阻器应选____。⑵画出所用电路的原理图，要求电压从0V开始测量。2．用右下图给出的器材，测量一只标有“3V、0.6W”的小灯泡正常发光时的电阻R1。实验过程要求尽量减小误差（滑动变阻器最大阻值为10Ω；电源电动势为12V，内阻为1Ω；电流表内阻约为1Ω，电压表的内阻约为10kΩ）。①电流表应选用的是量程是A（选填“0.6”或“3”），电压表应选用的是量程是V（选填“3”或“15”）；②请将你设计的实验电路图，画在左下方的虚线框中；③根据②中的电路图，用笔画线代替导线，完成右下图中的实物连接；④若小灯泡发光较暗时的电阻为R2，你根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系是R1R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。3．用下图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（a）电流表（量程0．6A、3A）；（b）电压表（量程3V、15V）－＋第7页（c）定值电阻（阻值1、额定功率5W）（d）定值电阻（阻值10，额定功率l0W）（e）滑动变阻器（阴值范围0一l0、额定电流2A）（f）滑动变阻器（阻值范围0—100、额定电流1A）（a）要正确完成实验，电压表的量程应选择O一V，电流表的量程应选择O—A；定值电阻应选择（填代表符号），滑动变阻器应选择（填代表符号）。（b）引起该实验系统误差的主要原因是。4．现有一特殊的电池，其电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围，最大允许电流为50mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0是定值电阻。○1实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A．10Ω，2.5WB．50Ω，1.0WC．150Ω，1.0WD．1500Ω，5.0W本实验应选用，其作用是。○2该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线。则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示。○3根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为V，内电阻r为Ω。5．某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是_________、________、__________。第8页已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ。电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小。则以下电路图中__________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏_________。若已知实验所用的电流表内阻的准确值2.0AR，那么准确测量金属丝电阻xR的最佳电路应是上图中的__________电路（填电路图下的字母代号）。此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻xR___________（用题中字母代号表示）。