高中物理电学实验大全———含最全知识点和典型例题
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12 电学物理实验1 用描迹法画出电场中平面上等势线实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表,在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的关系:将电流表、电池、电阻、导线按图1或图2 连接,其中R 是阻值大的电阻,r 是阻值小的电阻,用导线的a 端试触电流表另一端,就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。
与电池正极相连的A 电极相当于正点电荷,与电池负极相连的B 相当于负点电荷。
白纸应放在最下面,导电纸应放在最上面(涂有导电物质的一面必须向上),复写纸则放在中间。
2 伏安法测电阻1伏安法测电阻有a 、b 两种接法,a 叫(安培计)外接法,b 叫(安培计)内接法。
外接法的系统误差是由电压表的分流引起的,测量值总小于真实值,小电阻应采用外接法;内接法的系统误差是由电流表的分压引起的,测量值总大于真实值,大电阻应采用内接法。
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的变化,若电流表读数变化大,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 )。
(1)滑动变阻器的连接滑动变阻器在电路中也有a 、b 两种常用的接法:a 叫限流接法,b叫分压接法。
分压接法被测电阻上电压的调节范围大。
当要求电压从零开始调节,或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。
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。
(2)实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。
对分压电路,应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负接线柱的情况,将伏安法部分接入该两点间。
八、电学实验题集粹(33个)1.给你一只内阻不计的恒压电源,但电压未知,一只已知电阻R,一只未知电阻Rx,一只内阻不计的电流表但量程符合要求,以及开关、导线等,用来测Rx接在该恒压电源上时的消耗功率Px,画出测量线路图并写出简要测量步骤,以及Px的表达式.2.如图3-94所示是研究闭合电路的内电压、外电压和电源电动势间关系的电路.(1)电压表V的(填“正”或“负”)接线柱应接在电源正极A上,电压表V′的(填“正”或“负”)接线柱应接在探针D上.(2)当滑片P向右移动时,V′的示数将(填“变大”、“变小”或“不变”).图3-94 图3-953.有一只电压表,量程已知,内阻为RV,另有一电池(电动势未知,但不超过电压表的量程,内阻可忽略).请用这只电压表和电池,再用一个开关和一些连接导线,设计测量某一高值电阻Rx的实验方法.(已知Rx的阻值和RV相差不大)(1)在如图3-95线框内画出实验电路.(2)简要写出测量步骤和需记录的数据,导出高值电阻Rx的计算式.4.在“测定金属的电阻率”的实验中,用电压表测得金属丝两端的电压U,用电流表测得通过金属丝中的电流I,用螺旋测微器测得金属的直径d,测得数据如图3-96(1)、(2)、(3)所示.请从图中读出U=V,I=A,d=mm.图3-965.如图3-97所示,是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管,管长L约40cm,直径D约8cm.已知镀膜材料的电阻率为ρ,管的两端有导电箍M、N,现有实验器材:米尺、游标卡尺、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关、导线若干根,请你设计一个测定电阻膜膜层厚度d的实验,实验中应该测定的物理量是,计算镀膜膜层厚度的公式是.图3-976.用万用表的欧姆挡测电阻时,下列说法中正确的是.(填字母代号)A.万用电表的指针达满偏时,被测电阻值最大B.万用电表的指针指示零时,说明通过被测电阻的电流最大C.测电阻前,把面板上的选择开关置于相关的欧姆挡上,将两表笔的金属杆直接短接,调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在电流的最大刻度处D.用欧姆表的R×10Ω挡时,指针指在刻度20~40的正中央,则被测电阻的阻值为300ΩE.测量前,待测电阻应跟别的元件和电源断开F.用欧姆表的R×100Ω挡测电阻时,若指针指在零处附近,则应换用R×1kΩ挡7.在“测定金属的电阻率”的实验中,电阻丝的电阻值约为40~50Ω,可供选择的主要器材如下:A.电压表(内阻20kΩ,量程0~10V)B.电流表(内阻约20Ω,量程0~50mA)C.电流表(内阻约4Ω,量程0~300mA)D.滑动变阻器(额定电流1A,阻值为100Ω)E.滑动变阻器(额定电流0.3A,阻值为1700Ω)F.电池组(电动势为9V,内阻为0.5Ω)(1)电流表应选,滑动变阻器应选.(2)把如图3-98甲所示的器材连接成测电阻值的实验电路.(3)用螺旋测微器测电阻丝的直径,读数如图3-98(乙)所示,则电阻丝的直径d=mm.图3-988.要用伏安法测定一个阻值只有几欧的待测电阻Rx,现提供了以下器材:A.量程分别是0.6A、3A,内阻分别为几欧、十分之几欧的电流表1只;B.量程分别是3V、15V,内阻分别为1kΩ、几千欧的电压表1只;C.总阻值为20Ω的滑动变阻器1只;D.6V的蓄电池1只;E.开关1只和导线若干.为使电阻的测量较为准确,并使电表能从零值开始读数,根据提供的实验器材,在如图3-99甲的方框内,画出符合要求的实验电路图.图3-99用笔画线代替导线,将如图3-99乙所示的实物图连成实验电路.如果其中一次测量电表的读数如图399丙所示,则由这个测量算得电阻值Rx=.9.现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧).要求:(1)在如图3-100所示的方框中画出实验电路图.(2)简要写出完成接线后的实验步骤:(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=.图3-10010.使用如图3-101所示器材测定小灯泡在不同电压下的电功率,并且作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方(U2)的关系曲线,已知小灯泡标有“6V,3W”的字样,电源是两个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器有两种规格,R1标有“5Ω,2A”,R2标有“100Ω,20mA”.各电表的量程如图3-101所示,测量时要求小灯泡两端的电压从零开始,并测多组数据.(1)把图中实物连成实验电路,滑动变阻器应选用.(2)测量时电压表示数如图3-101所示,则U=V.(3)在如图3-101所示的P-U2图象中,可能正确的是,理由是.图3-10111.在用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为2~20Ω,要求变阻器的滑动头在右端时,其所用阻值最大.线路连接图如图3-102所示,其中连线有错误的导线编号为;应改正的接线端为(说明由哪个接线端改为哪个接线端).图3-10212.利用电压表和电流表测1节干电池的电动势和内阻r,电路如图3-103所示,图中R1为粗调滑动变阻器,R2为微调滑动变阻器,实验得到四组数据如表中所示.(1)表中数据经处理后,可以确定电动势=V,内阻r=Ω.(2)现有滑动变阻器:A(10Ω,1A),B(500Ω,0.5A),C(500Ω,0.1A).那么在本次实验中,滑动变阻器R1应选用,R2应选用.(填“A”、“B”或“C”)I/mAU/V50.0 1.3575.0 1.35100.0 1.20150.0 1.05图3-10313.如图3-104为“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整.(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,那么合上开关后[]图3-104A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零刻线右侧C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下14.用电流表和电压表测1节干电池的电动势和内电阻,如图3-105中给出了A、B两个供选用的电路图,为了较精确地测定电动势和内电阻,实验中应选用电路,正确选用电路后,试根据实验数据画出的U-I图线,得到电池的电动势=V,内电阻R=Ω.图3-10515.如图3-106为“研究电磁感应现象”的装置示意图.已知电流从正接线柱流入电流表时,指针向右偏转.(1)闭合开关S稳定后,将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动,发现电流表指针向右偏转,则可断定电源的正极是.(2)以下做法能使电流表指针向左偏转的是.A.闭合开关S的瞬间B.保持开关S闭合,将原线圈从副线圈中迅速抽出C.将开关S断开的瞬间D.保持开关S闭合,将原线圈中的铁芯迅速抽出图3-10616.如图3-107是研究自感现象的演示电路图,电感线圈L的直流电阻与R相同,A1、A2是相同的电流表,当两电流表中的电流从右端流入时,指针均向右偏;从左端流入时,指针均为向左偏.则当开关S闭合瞬间,A1与A2中电流的大小关系是I1I2(填“>”、“<”或“=”);当开关S闭合一段时间再断开的瞬间,表A1和A2的指针偏转方向是:A1,A2;此时通过A1、A2的电流大小关系是:I1I2.(填“>”、“<”或“=”)图3-10717.一灵敏电流表,当电流从它的正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转.现把它与一个线圈串联,试就如图3-108中各图指出:图3-108(1)图甲中电表指针的偏转方向是.(2)图乙中磁铁下方的极性是.(3)图丙中磁铁的运动方向是.(4)图丁中线圈从上向下看的绕制方向是.18.现有阻值为10.0Ω的定值电阻两个,两个开关,若干根导线和一个电流表,该电流表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电流表内阻可忽略不计,电源内阻约为几欧,电流表量程满足测量要求).(1)在上边方框中画出实验电路图.(2)简要写出完成接线后实验步骤_________________.(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=_________________.19.一同学用如图3-73所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系.已知电流从a接线柱流入电流表时,电流表指针右偏.实验时,磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况均记录在下表中.图3-73实验序号磁场方向磁铁运动情况指针偏转情况1 向下插入右偏2 向下拔出左偏3 向上插入左偏4 向上拔出右偏(1)由实验1、3得出的结论是________.(2)由实验2、4得出的结论是________.(3)由实验1、2、3、4得出的结论是________.20.有一只电压表,量程已知,内电阻为RV,另有一电池组(电动势未知,但不超过电压表的量程,内电阻可忽略),请用这只电压表和电池组,再用一个开关和一些连接导线,设计测量某一高阻值电阻Rx的实验方法.(已知Rx的阻值和电压表的内电阻RV相差不大)(1)在下面方框内画出实验电路.(2)简要写出测量步骤和需记录的数据,导出高阻值电阻Rx的计算表达式.21.用如图3-74所示电路测量电源的电动势和内阻r,改变R的阻值,得到一系列I、U值,最后用U-I图象来处理实验数据,得到和r的值.由于实验原理带来的系统误差,使得求得的值偏________,内阻值r偏________,为了减小误差,必须选用内阻________的电压表和阻值________的电阻R.图3-7422.把一只量程为300μA的电流表改装成一只欧姆表,使电流表表盘上原100μA刻线改为10kΩ;则200μA的刻线改为________kΩ,该欧姆表内电路的电阻是________kΩ,电源电动势是________V.23.如图3-75为测量电源电动势和内阻的一种电路图3-75(1)在图中标出各表符号及正、负接线柱.(2)R0在电路中的作用是________;在合上开关前,变阻器的滑动片应放在________端.(填左、右)(3)用此电路测得的电源电动势和内电阻与真实值比较应该是测________真,r测________r真.(填“大于”、“小于”或“等于”)24.如图3-76所示是打点计时器的简易构造,电源是________压________流电流,分析说明振针打点原理.图3-7625.现有以下器材灵敏电流表:满偏值为6mA,内阻为100Ω;电池:电动势为3V,内阻为10Ω;另有可变电阻分别为R1:0~10Ω的滑动变阻器;R2:0~9999Ω的电阻箱:R3:0~1kΩ的电位器.要求用上述器材组装一个欧姆表,电路如图3-77所示,回答下列问题:图3-77(1)需要的可变电阻是________.(填代号)(2)该欧姆表正中间的刻度值是________.(3)若某次测量中发现指针在1500Ω处,则表明此时流过灵敏电流表的电流值是________.26.如图3-78实物分别为开关,两个电池串联的电源,电压表,电阻箱,还有导线若干(图中未画出).现用这些器材来测量电源的电动势和内电阻r.图3-78(1)在上面右边线框内画出实验电路图并按电路图在实物图上连接导线.(2)若要测得、r的值,电阻箱至少需取________个不同数值.(3)若电压表每个分度表示的电压值未知,但指针偏转角度与电压表两端电压成正比,能否用此电路测量?答:________.能否用此电路测r?答:________.27.发光二极管是电器、仪器上作指示灯用的一种电子元件,正常使用时带“+”号的一端要与电源正极相对(即让电流从元件带“+”号的一端流入).现要求用实验测出该元件两端的电压U和通过的电流I,并据此描绘该元件U-I图线(伏安特性曲线).图3-79(1)在图3-79方框内画出实验电路图(要求二极管两端电压能在0~2.5V间变化)(2)实验测得发光二极管U-I图象如图3-79所示,若发光二极管的正常工作电压为2.0V,而电源是由内阻不计、电动势均为1.5V的两节干电池串联而成,则应该串一个大小为________Ω的电阻才能使发光二极管正常工作.28.利用如图3-80所示电路对电流表进行校对.图中Ax为待校对电流表,A0为标准电流表,E为电源,R1为一限流电阻,R为一可变电阻,S为开关,为这一实验准备了如下器材:图3-80蓄电池(电动势6V,内阻约0.3Ω)待校对电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)标准电流表(量程0~0.6~3A,内阻不超过0.04Ω)定值电阻甲(阻值8Ω,额定电流1A)定值电阻乙(阻值15Ω,额定电流1A)滑动变阻器甲(阻值范围0~15Ω,额定电流1A)滑动变阻器乙(阻值范围0~100Ω,额定电流1A)已知两电流表的刻度盘都将量程均分为6大格,要求从0.1起对每条刻度一一进行校对.为此,定值电阻R0应选用________,变阻器R应选用________.29.如图3-81所示是“用伏安法测量电阻”实验的电路图,只是电压表未接入电路中.图3-82是相应的实验器材,其中待测量的未知电阻Rx阻值约为1kΩ,电流表量程20mA、内阻小于1Ω,电压表量程15V、内阻约1.5kΩ,电源输出电压约12V,滑动变阻器甲的最大阻值为200Ω,乙的最大阻值为20Ω.图3-81(1)在图3-81的电路图中把电压表连接到正确的位置.(2)根据图3-81的电路图把图3-82的实物连成实验电路.图3-82(3)说明本实验电路中两个滑动变阻器所起的作用有何不同?答:________.30.用伏安法测量一个定值电阻的阻值,备用器材如下:待测电阻Rx(阻值约200Ω,额定功率0.05W)电压表V1(量程0~1V,内阻10kΩ)电压表V2(量程0~10V,内阻100kΩ)电流表A(量程0~50mA,内阻30Ω)电源E1(电动势3V,额定电流1A,内阻不计)电源E2(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)滑动变阻器(电阻0~10Ω,额定电流2A)开关及导线若干为使测量尽量准确,要求进行多次测量,并取平均值,请你在方框中画出实验电路原理图,其中,电源选用________,电压表选用________.31.利用电流表和两个阻值不同的定值电阻,可以测定电源的电动势和内电阻.在所用器材中电流表A量程为0~0.6~3A,定值电阻R1和R2的阻值都约在5~10Ω之间.电源为一节干电池,还有开关S1、单刀双掷开关S2及电线若干.图3-83图3-84(1)请按如图3-83所示电路图要求在如图3-84所示实物图上连线.(2)若考虑到电流表内阻rA对测量的影响,那么测量值与真实值相比,有测________真,r测________r真(选填“>”、“<”或“=”)32.用图3-85所示的电路(R1、R2为标准定值电阻)测量电源的电动势和内电阻r时,如果偶然误差可忽略不计,则下列说法中正确的是________.(填字母序号)图3-85A.电动势的测量值等于真实值B.内电阻的测量值大于真实值C.测量误差产生的原因是电流表具有内阻D.测量误差产生的原因是测量次数太少,不能用图象法求和r若将图3-85中的电流表去掉,改用量程适中的电压表来测定电源的电动势和内电阻r.(1)需要读取的数据是___________________.(2)其计算公式是___________________.(3)在下面虚线框内画出实验电路图.33.用如图3-86甲中所给的实验器材测量一个“12V、6W”的小灯泡在不同电压下的功率,其中电流表有3A、0.6A两挡,内阻可忽略,电压表有15V、3V两挡,内阻很大,测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0调到12V.图3-86(1)按要求在实物图上连线.(2)某次测量时电流表的指针位置如图3-86乙所示,其读数为________A.参考答案1.(如图6)①先用电流表与R串联测出通过R的电流IR;②再用电流表与Rx串联测出通过Rx的电流IRx.Px=IRRIRx=IRIRxR2.正,正,变小3.(1)实验电路如图7(甲)、(乙).(2)测量步骤:A.按(甲)图连接实验电路,闭合开关S,读出电压表的示数U1.B.按(乙)图连接实验电路,闭合开关S,读出电压表的示数U2.C.根据闭合电路欧姆定律得=U1,=U2+RxU2/RV,联立求解得Rx=(U1-U2)RV/U2.4.1.74V0.452A 1.834mm5.管长L,管直径D,MN两端电压U,及通过MN的电流I,d=ρIL/πDU6.BCE7.(1)C,D(2)如图8所示(3)0.680图7 图88.实验电路图如图9(甲)所示,实物电路图如图9(乙)所示,Rx=4.58Ω.图99.(1)如图10所示(2)①断开开关,记下电压表偏转格数N1,②合上开关,记下电压表偏转格数N2,③r=R=(N1-N2)/N2.图10 图1110.(1)R1;实验电路如图11(电压表选0~15V,电流表选0.6A)(2)8.0(3)D;电压增大,灯丝温度升高,灯丝的电阻变大.11.③④⑤,D改B,3改0.6,+改0.612.(1)1.5,3(2)B,A13.(1)如图12所示(2)A,D图1214.B,1.50,0.5015.(1)A,(2)A16.>,向左,向右,=17.(1)偏向正极(2)S极(3)向上(4)顺时针绕制18.(1)实验电路如图7所示.图7(2)实验步骤:①合上开关S1、S2,记下电流表指针偏转格数N1;②合上开关S1,断开开关S2,记下电流表指针偏转格数N2.(3)((2N2-N1)/N1-N2)R或((N1-2N2)/(N2-N1)R.或实验电路如图8所示.图8(2)实验步骤:①合上开关S1,断开S2,记下电流表指针偏转格数N1;②合上开关S1、S2,记下电流表指针偏转格数N2.(3)((2N1-N2)/2(N2-N1))R或((N2-2N1)/2(N1-N2))R.19.(1)穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反.(2)穿过闭合回路的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.(3)感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.20.(1)实验电路如图9的甲和乙所示图9(2)测量步骤:A.按(甲)图连接实验电路,闭合开关S,读出电压表的示数U1.B.按(乙)图连接实验电路,闭合开关S,读出电压表的示数U2.C.根据闭合电路欧姆定律:=U1,=U2+(U2/RV)Rx联立解得:Rx=((U1-U2)/U2)RV.21.小小大小22.2.5 5 1.523.(1)略(2)限流作用最右(3)<<24.①当左接线柱为“+”时,由安培定则判断知线圈右端为N极,此时指针落下②当左接线柱为“-”时,由安培定则判断知线圈右端为S极,此时指针抬起由①、②知交流电每变化一个周期,指针将打一个点25.(1)R3(2)500Ω(3)1.5mA26.(1)电路图如图10甲所示实物图如图10乙所示图10(2)2 (3)不能能27.(1)如图11所示图11(2)7728.固定电阻甲滑动变阻器乙29.(1)如图12所示(2)如图13所示(注:实物图只要与答案图2一致)(3)滑动变阻器甲为粗调;滑动变阻器乙为细调.图1330.电路原理图如图14所示E1V231.(1)如图15所示图14图15(2)=>32.A、B、C(1)两次电压表的读数U1和U2(2)E=((U2-U1)R1R2/(U1R2-U2R1))+U1,r=((U2-U1)/(U1R2-U2R1))R1R2(3)电路图略(将电压表接在电源两极上)33.①如图16所示图16②0.28(或0.280)。
物理电学实验专题一、伏安法测电阻及拓展1.下表中选出适当的器材,下表中选出适当的器材,试设计一个测量阻值约为试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。
的电阻的电路。
要求方法简捷,要求方法简捷,R X 两端电压能从0开始变化,要求有尽可能高的精确度。
电流表A 1:量程1mA 内阻约50Ω;电流表A 2:量程300A μ内阻约300Ω电流表A 3:量程100A μ内阻约500Ω;电压表V 1:量程10V 内阻约15K Ω固定电阻:R 0=9990Ω;电流表G :I g =300A μ、R g =10Ω。
滑动变阻器R 1:阻值约50Ω;额定电流为1A滑动变阻器R 2:阻值约100K Ω额定电流为0.001A 电池组:E=3V ;内阻小但不可忽略;开关,导线若干2. 两块电压表测电阻用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值(900~1000Ω):电源E ,具有一定内阻,电动势约为9.0V ;电压表V 1,量程为1.5V ,内阻r 1=750Ω;电压表V 2,量程为5V ,内阻r 2=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。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的31,试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
(3)若电压表V 1的读数用U 1表示,电压表V 2的读数用U 2表示,则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x =_________________。
3. 两块电流表测电阻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。
要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材代号规格电流表(A 1)量程100mA ,内阻r 1待测(约40Ω)电流表(A 2)量程500uA ,内阻r 2=750Ω电压表(V )量程10V ,内阻r 3=10k Ω电阻(R 1)阻值约100Ω,作保护电阻用滑动变阻器(R 2)总阻值约50Ω电池(E )电动势1.5V ,内阻很小开关(K )导线若干(1)画出电路图,标明利用器材的代号。
高中物理电学实验专题(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高中物理电学实验专题实验专题一:伏安法测电阻一. 伏安法测电阻基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律RUI,只要测出元件两端电压和通过的电流,即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
二.认识电流表和电压表:1.理想表:理想电流表内阻=0, 理想电压表内阻 =∞,用理想电表测量电路,对电路不产生影响。
2.实际表:实际电流表内阻很小,但不为零;实际电压表内阻很大,但不会是无穷大。
因此,电流表和电压表对测量电路造成影响,产生误差。
为了减小误差,必须考虑电流表和电压表的接法。
三.电流表的两种接法(一)电流表外接法1、电路如图所示电压表示数= R电流表示数=+>测量值 ,小于R的真实值只有当R<<时,才有≈R,因此外接法适合测小电阻2、“小外”的含义:在实际应用中,如果推导整个过程很费时,若形象地用“小外”来描述电流表外接法的特点,学生记忆起来很方便。
“小外”含义:小电阻用外接法。
(二)电流表内接法 1.电路图如图所示 电压表示数=+电流表示数= R 测量值 ,大于R 的真实值 只有当R >>时,才有≈R,因此外接法适合测大电阻2、“大内”的含义:在实际应用中,如果推导整个过程很费时,若形象地用“大内”来描述电流表外接法的特点,学生记忆起来很方便。
“大内”含义:大电阻用内接法。
四.电流表内、外接法的选择为了达到减小误差的目的,小电阻用电流表外接法,大电阻用电流表内接法。
但电阻阻值为多大算是大电阻电阻阻值大小依什么电阻为标准下面我们一起探讨:(一) 定量判定法:当被测电阻R 的大约值和R A 、R V 已知时,可用比较和大小来确定1. 若>,则说明R 远大于,选用电流表内接法。
2. 若>,则说明R 远小于, 选用电流表外接法。
3. 若= ,选用两种接法都可以。
(二)试触法:在利用伏安法测电阻的实验中,若不知道被测电阻的大约值,可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图所示组成电路,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,如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即UU I I ∆>∆),说明接M 点时电压表分流作用引起的误差大于接N 点时电流表分压作用引起的误差,这时应采用内接法(即电压表接N 点);如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即UU I I ∆<∆),说明接N 点时电流表分压作用引起的误差大于接M 点时电压表分流作用引起的误差,这时应采用外接法(即电压表接M 点).五.总结所谓内、外接法是相对电流表的位置而言的.无论哪种接法,都会由于电表的内阻影响而带来测量误差.从下表的分析可以看出,合理的选择接法有利于减小误差.比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因 由于电流表内阻分压的影响,电压表测量值偏大,结果偏大由于电压表内阻分流的影响,电流表测量值偏大,结果偏小测量结果 I UR =测>RxIUR =测<Rx 适用条件 Rx 远大于RARx 远小于RV六. 同步训练1.如图所示,电压表和电流表的读数分别为10V 和 ,已知电流表的内阻为Ω,那么待测电阻的 测量值比真实值 ,真实值为2.某同学在利用伏安法测电阻时,由于不知待测电阻的阻值范围,而无法确定电流表是内接还是外接,他利用试触法进行确定.当如下图(a)所示,○V 的示V ARxV ARx数为,○A的示数为;改为如右图(b)所示,○V的示数为,○A的示数为.该同学要获得较精确的测量结果,应选取 ; 被测量电阻的阻值是(a) (b)3.某待测电阻估值在100左右,电压表内阻为3000,电流表内阻为,采用伏安法测电阻时,电流表选择何种接法,测量误差小()A.内接B.外接C.内接、外接均可D.无法确定4.一只小灯泡,标有“3V、”字样。
电学实验 1. 测定金属的电阻率实验目的:用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率;练习使用螺旋测微器。
实验原理:根据电阻定律公式R=Sl ρ,只要测量出金属导线的长度l 和它的直径d ,计算出导线的横截面积S ,并用伏安法测出金属导线的电阻R ,即可计算出金属导线的电阻率。
实验器材:被测金属导线,直流电源(4V ),电流表(0-0.6A),电压表(0-3V ),滑动变阻器(50Ω),电键,导线若干,螺旋测微器,米尺。
实验步骤:①用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d ,计算出导线的横截面积S 。
②按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
③用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l 。
④把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键S 。
改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U 的值,断开电键S ,求出导线电阻R 的平均值。
⑤将测得的R 、l 、d 值,代入电阻率计算公式lIU d l RS 42πρ==中,计算出金属导线的电阻率。
⑥拆去实验线路,整理好实验器材。
注意事项:①测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度,测量时应将导线拉直。
②本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。
③实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
④闭合电键S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置⑤在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I的值不宜过大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
电学实验汇总1、伏安法测电阻为了测量一个“6.3V,1W〞的小电珠正常工作时的电阻,给出以下器材:A.电流表〔3A,0.004Ω〕B.电流表〔0.6A,0.02Ω〕C.电压表〔10V,1kΩ〕D.电压表〔15V,15kΩ〕E.电源〔6V,2A〕F.电源〔9V,1A〕G.滑动变阻器〔0-20Ω,0.8W〕H.滑动变阻器〔0-50Ω,0.5W〕I.导线假设干,开关一个〔1〕为测量安全和尽量准确,应选用器材〔2〕画出电路图。
2、用电压表替代电流表测电阻用以下器材测量电阻R x的阻值(900~1000Ω):电源E: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S,导线假设干.(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻R x的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注).(2)假设电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,如此由量和测得量表示R x的公式为R x=3、用电流表替代电压表测电阻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r1为5Ω);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2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,导线假设干.(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= 。
4、伏安法测电阻的误差消除用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,测量结果总存在系统误差。
按如下图所示的电路进展测量,可以消除Array这种系统误差。
该实验的第一步是:闭合电键S1,将电键S2接2,调节滑动变阻器R P和r,使电压表读数尽量接近量程,读出这时电压表和电流表的示数U1、I1。
电学实验第一部分 电学实验基础知识一、电路设计或器材选择原则1、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。
2、准确性: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。
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(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。
3、便于调节:实验应当便于操作,便于读数。
二、内、外接法的选择1、外接法与外接法对比2、内、外接法的确定方法:①将待测电阻与表头内阻比较R R V x x xAR R R >⇒⇒ 为小电阻 外接法R R V x x xAR R R ⇒⇒< 为大电阻 内接法②试触法触头P 分别接触A 、B电压表示数变化大⇒电流表分压作用大⇒外接法 电流表示数变化大⇒电压表分流作用大⇒内接法三、分压、限流接法的选择1限流接法分压接法电路图电压调节范围 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下列情况必须用分压接法A .调节(测量)要求从零开始,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,调不动或调节范围很小)。
C .用限流,电路中最小的电压(或电流)仍超过用电器的额定值或仪表量程。
四、实物图连接的注意事项和基本方法⑴注意事项:①连接电表应注意量程选用正确,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对于滑动变阻器的连接,要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻,在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。
⑵基本方法:①画出实验电路图。
②分析各元件连接方式,明确电流表与电压表的量程。
2012年高中物理经典电学实验题大全(含答案)Zengqing整理一、选择题1. 图示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的偏电流IR=300A,色,接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx= k.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,(填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。
该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999,科当标准电阻用)一只电流表(量程IR=0.6A,内阻rg0.1)和若干导线①请根据测定电动势E内电阻r的要求,设计图4中器件的连接方式,画线把它们连接起来。
②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读处与R对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值R 2.6时,其对应的电流表的示数如图5所示。
处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数制作R-1I1I;再1I坐标图,如图6所示,图中已标注出了(R,)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。
③在图6上把描绘出的坐标点练成图线④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V, 。
)3. 某同学利用多用电表做了以下实验:(1)使用多用电表测电阻,他的主要实验步骤如下①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上;②把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转较小;④换用“×10”的欧姆档,随即记下欧姆数值;⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用表放回桌上原处,实验完毕。
这个学生在测量时已注意到:待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆,那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的?(三个错误)错误一:_______________错误二:_______________错误三:___________ (2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是×100量程,这时表针所示被测电阻的阻值应为_________ 欧;测直流电流时,用的是100mA的量程,指针所示电流值为_________毫安;测直流电压时,用的是50V量程,则指表针所示的电压值为_________伏。
电学实验(经典)实验设计的基本思路(一)电学实验中所用到的基本知识在近年的电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。
它们所用到的原理公式为:Ir U E IUR +==,。
由此可见,对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样,在此往往也是高考试题的着力点之处。
因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法,做到以不变应万变。
1.电路设计原则:正确地选择仪器和设计电路的问题,有一定的灵活性,解决时应掌握和遵循一些基本的原则,即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,灵活运用。
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。
2.电学实验仪器的选择:⑴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(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。
⑵根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器,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。
⑶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:方法误差尽可能小;间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过仪表的量程;实现较大范围的灵敏调节;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。
物理必修三电学实验全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:物理实验在学习物理知识的过程中起着至关重要的作用。
电学实验是物理学习中的重要组成部分。
在物理必修三中,电学实验是不可缺少的一部分。
通过电学实验,我们可以深刻理解电的性质和规律,提高自己的动手能力和实验操作能力。
下面就让我们来一起了解一下物理必修三中的电学实验吧。
一、电压和电流的关系实验1. 实验原理:这个实验是为了研究电压和电流之间的关系。
根据欧姆定律,电压和电流是成正比的关系,即电流大小与电压大小成正比。
实验的过程中我们会通过改变电压大小,观察电流的变化,来验证这一定律。
(1) 直流电源(2) 电流表(3) 电压表(4) 电阻丝(5) 电压表(6) 开关(1) 将直流电源的正负极分别连接到电流表和电压表上。
(2) 将电流表和电压表与电阻丝相连,电阻丝的两端连接开关。
(3) 关闭电源,调节电源的电压大小,观察电流表和电压表的读数。
(4) 改变电压大小,继续观察电流表和电压表的读数。
(5) 将实验数据整理,画出电压与电流的关系图。
二、串联和并联电路实验这个实验是为了研究串联和并联电路的特性。
串联电路是电路中元件依次排列在一条线上,而并联电路是电路中元件并列排列的,不同电路的连接方式会影响电流和电压的分布。
(1) 搭建串联电路:将灯泡依次排列在一条线上,连接电源和开关。
(2) 搭建并联电路:将灯泡并列排列连接到电源和开关上。
(3) 关闭电源,开启开关,观察灯泡的亮度和电压电流的表现。
(4) 拔掉某一个灯泡,观察其他灯泡的表现。
(5) 将实验数据整理,分析串联和并联电路的特性。
通过这个实验,我们可以得出结论:串联电路中电流相等,而电压之和等于总电压;而并联电路中电压相等,电流之和等于总电流。
这说明电路中元件的连接方式会对电流和电压的分布产生影响。
三、电能转换实验这个实验是为了研究电能的转换规律。
电能可以通过不同元件进行转换,例如电阻丝转换为热能,电能转换为光能等。
电学实验一、内容概述1、掌握电流表、电压表的改装原理,掌握伏安法测电阻的两种解法,并能够分析测量误差。
2、掌握滑动变阻器的两种用法。
3、理解多用电表的原理和读数方法。
二、重点知识讲解(一)电表的改装1、电流表:把表头G改装成电流表,即把表头的量程I g扩大到电流表的量程I,这时应并联一个电阻R,起分流作用。
若电流表的扩大倍数为,由并联电路的特点得:电流表的内阻:2、电压表:把表头G改装成电压表,即把表头的量程U g扩大到量程U,应串联一个电阻起分压作用。
若电压表的扩大倍数为,由串联电路的特点得:电压表的内阻为:R V=R+R g=nR g量程:U=nU g=I g R V例1、有一块满偏电流Ig=1mA、线圈电阻Rg=1kΩ的小量程电流表;(1)把它改装成满偏电压U=10V的电压表;(2)把它改装成满偏电流I=10mA的电流表。
要求画出电路图,算出有关数据。
(二)电阻的测量1、伏安法测电阻的两种电路形式(如图所示)2、实验电路(电流表内外接法)的选择测量未知电阻的原理是R=,由于测量所需的电表实际上是非理想的,所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时,必然存在误差,即系统误差,要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差,必须依照以下原则:(1)若>,一般选电流表的内接法。
如图(a)所示。
由于该电路中,电压表的读数U表示被测电阻R x与电流表A串联后的总电压,电流表的读数I表示通过本身和R x的电流,所以使用该电路所测电阻R测==R x+R A,比真实值R x大了R A,相对误差a=(2)若<,一般选电流表外接法。
如图(b)所示。
由于该电路中电压表的读数U表示R x两端电压,电流表的读数I表示通过R x与R V并联电路的总电流,所以使用该电流所测电阻R测=也比真实值R x略小些,相对误差a=.例2、某电流表的内阻在0.1Ω~0.2Ω之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下:A.待测电流表A1(量程0.6A);B.电压表V1(量程3V,内阻约2kΩ)C.电压表V2(量程15V,内阻约10kΩ);D.滑动变阻器R1(最大电阻10Ω)E.定值电阻R2(阻值5Ω)F.电源E(电动势4V)G.电键S及导线若干(1)电压表应选用_____________;(2)画出实验电路图;(3)如测得电压表的读数为V,电流表的读数为I,则电流表A1内阻的表达式为:R A=______________。
高中物理常考的电学实验满分知识点总结+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。
(3)准确:选择的仪器使实验误差尽量小,电流表、电压表量程的选择原则是使指针指在满刻度的2/3以上,欧姆表量程的选择的原则是应使指针指在中心刻度附近。
高中物理电学实验复习22道经典例题及详细分析高中物理教育-恒定电流实验复题(44道电学实验题)一、电阻的测量1.“XXX”法安安”法是一种利用两块电流表测电阻的方法。
它的创新思维是运用电流表测电压(或算电压)。
这种方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。
在设计电路时,除了要考虑电流表的量程外,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。
2.1 利用“XXX”法测电流表的内阻1、从以下器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1.要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并测量多组数据。
1)画出实验电路图,标明所用器材的代号。
2)若选取测量中的一组数据来计算r1,则所用的表达式为r1= I2r2 / I1,其中I1、I2、r1、r2分别表示通过电流表A1、A2的电流和它们的内阻。
器材(代号)与规格如下:电流表A1,量程10mA,内阻待测(约40Ω);电流表A2,量程500μA,内阻r2=750Ω;电压表V,量程10V,内阻r2=10kΩ;电阻R1,阻值约为100Ω;滑动变阻器R2,总阻值约50Ω;电池E,电动势1.5V,内阻很小;电键K,导线若干。
分析与解:大多数考生看到此题,第一感觉考虑的就是伏安法,由于没有考虑电表的量程,当然做不正确。
少数考生想到要满足“有尽可能高的精确度”的条件,认为电压U的测定,不能选量程是10V的电压表。
因为电流表两端允许施加的最大电压约为0.4V,因而电压表不能准确测出电流表的两端的电压,但由于缺乏创新精神,想不出其他方法,也做不正确。
只有极少数有“XXX”法新思路的考生才能做正确。
答案:将电流表A2并联在电流表A1的两端,利用电流表测量电压。
要满足“多测几组数据”,滑动变阻器R2采用分压接法。
实验电路如图3所示,其表达式为r1= I2r2 / I1,式中I1、I2、r1、r2分别表示通过电流表A1、A2的电流和它们的内阻。
2.2 利用“XXX”法测定值电阻的阻值2、用以下器材测量一待测电阻的阻值。
高中物理电学实验专题知识点回顾一、描绘小灯泡的伏安特性曲线:二、电流表和电压表的改装:三、测定电源电动势和内阻:四、测定金属电阻和电阻率:五、器材选择:六、电路纠错:七、示波器的使用:八、用多用电表探索黑箱内的电学元件九、传感器知识点和考点一、描绘小灯泡的伏安特性曲线U=原理:欧姆定律IR处理方法:内接和外接(都有误差)例1、某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件。
图Array为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。
(以上均填器材代号) ②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号。
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点?相同点: , 不同点: 。
二、电压表和电流表 (1)电流表原理和主要参数电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的,且指什偏角θ与电流强度I 成正比,即θ=kI ,故表的刻度是均匀的。
电流表的主要参数有,表头内阻R g :即电流表线圈的电阻;满偏电流I g :即电流表允许通过的最大电流值,此时指针达到满偏;满偏电压U :即指针满偏时,加在表头两端的电压,故U g =I g R g(2)半偏法测电流表内阻Rg :方法:合上S1,调整R 的阻值,使电转到满流表指针刻度 再合上开关S2,调整R ′的阻值(不可再改变R ),使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半,可以认为Rg = R ′。
条件: 当 R 比R ′大很多(3)电流表改装成电压表方法:串联一个分压电阻R,如图所示,若量程扩大n 倍,即n =gU U,则根据分压原理,需串联的电阻值g g gRR n R U U R )1(-==,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值越大。
高考电学重点实验一、螺旋测微器的使用1.构造:如图1所示,B 为固定刻度,E 为可动刻度.2.原理:测微螺杆F 与固定刻度B 之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm ,即旋钮D 每旋转一周,F 前进或后退0.5 mm ,而可动刻度E 上的刻度为50等份,每转动一小格,F 前进或后退0.01 mm ,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺. 3.读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm).如图2所示,固定刻度示数为2.0 mm ,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm +15.0×0.01 mm =2.150 mm.二、游标卡尺1.构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图3所示)2.用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径.3.原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,其规格见下表: 刻度格数(分度) 刻度总长度每小格与1 mm 的差值 精确度(可精确到)4.读数:若用x 表示从主尺上读出的整毫米数,K 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x +K ×精确度) mm.三、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可.(1)0~3 V 的电压表和0~3 A 的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V 和0.1 A ,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.(2)对于0~15 V 量程的电压表,精确度是0.5 V ,在读数时只要求读到小数点后面一位,这时要求“15格估读”,即读到0.1 V.(3)对于0~0.6 A 量程的电流表,精确度是0.02 A ,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A.四、测量电路1.电压表和电流表的内、外接法①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大,小外偏小”. ②临界值计算法:R x <R V R A 时,用电流表外接法;R x >R V R A 时,用电流表内接法.③实验试探法:按图14所示接好电路,让连接电压表的导线P 先后与a 、b 处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.五、控制电路(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况: ①要求电压表能从零开始读数;②当待测电阻R x ≫R (滑动变阻器的最大阻值)时;③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流.(3)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,优先使用限流式. 1.电学实验器材的选取选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等,一般要考虑四方面因素: (1)安全因素:通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流. (2)误差因素:选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差,电压表、电流表在使用时,其指针应偏转到满偏刻度的13以上;使用欧姆表时应选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位. (3)便于操作:选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又便于调节.在调节滑动变阻器时,应使其大部分电阻线都被用到.(4)实验实际:除以上三个因素外,还应注重实验实际,如所用的电源与滑动变阻器的匹配问题等. 2.实物图连接的注意事项 (1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来;其次将要并联的元件再并联到电路中去. (2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉.(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出各类重要实验实验一:测电阻率实验1.实验原理(如图1所示)由R =ρl S 得ρ=RS l,因此,只要测出金属丝的长度l 、横截面积S 和金属丝的电阻R ,即可求出金属丝的电阻率ρ.2.实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(0~50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺. 3.实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d .(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路.(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l .(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置. (5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,填入记录表格内.(6)将测得的R x 、l 、d 值,代入公式R =ρl S 和S =πd24中,计算出金属丝的电阻率.1.数据处理(1)在求R x 的平均值时可用两种方法①用R x =U I分别算出各次的数值,再取平均值.②用U -I 图线的斜率求出. (2)计算电阻率将记录的数据R x 、l 、d 的值代入电阻率计算公式ρ=R x S l =πd 2U4lI .2.误差分析(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一.(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小.(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差. (4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差.3.注意事项(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法.(2)实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路,然后再把电压表并联在被测金属丝的两端.(3)测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值.(4)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值. (5)闭合开关之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置.(6)在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0~0.6 A 量程),通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大. (7)若采用图象法求电阻阻值的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地通过较多的点,其余各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑.各种实验方法1.伏安法电路图⎩⎨⎧外接法内接法特点:大内小外(内接法测量值偏大,测大电阻时应用内接法测量,外接法测量值偏小,测小电阻时应采用外接法测量). 2.伏伏法若电压表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用. (1)如图11甲所示,两电压表的满偏电流接近时,若已知V 1的内阻R 1,则可测出V 2的内阻R 2=U 2U 1R 1.(2)如图乙所示,两电压表的满偏电流I V1≪I V2时,若已知V 1的内阻R 1,V 1并联一定值电阻R 0后,同样可得V 2的内阻R 2=U 2U 1R 1+U 1R 0.3.安安法若电流表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用. (1)如图12甲所示,当两电流表所能测得的最大电压接近时,如果已知A 1的内阻R 1,则可测得A 2的内阻R 2=I 1R 1I 2. (2)如图乙所示,当两电流表的满偏电压U A2≫U A1时,如果已知A 1的内阻R 1,A 1串联一定值电阻R 0后,同样可测得A 2的电阻R 2=I 1R 1+R 0I 2.4.半偏法(1)实验原理(如图14): (2)实验步骤:①R 1阻值调至最大,闭合S 1,调节R 1的阻值使示数达满偏值.②保持R 1阻值不变,闭合S 2,调节R 2使示数达满偏值的一半,同时记录R 2的值. ③R g 测=R 2. (3)误差分析:闭合S 2后,R 2与R g 的并联值R 并<R g ,所以I 总>I g ,而此时的示数为I g2,所以I R2>I g2,所以R 2<R g ,即R g 测<R g .只有当R 1≫R g (R 1≫R 2)时,R g 测≈R g .说明:R 1≫R g 、R 1≫R 2为选择器材提供了依据,即R 1应选阻值大的电阻;在安全范围内电源应选电动势大的. 5.替代法(1)实验原理(如图16):(2)实验步骤:S 先与2连接,记录的示数,再与1连接,调节R 值使的示数与原值相等,则R x =R . (3)说明 对的要求,只要有刻度且不超过量程即可,与指针是否超23无关,因为电流表示数不参与运算.实验二:测电源E 与r1.实验原理闭合电路欧姆定律. 2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺. 3.实验步骤(1)电流表用0.6 A 的量程,电压表用3 V 的量程,按图1连接好电路.(2)把滑动变阻器的滑片移到接入电路阻值最大的一端. (3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I 1,U 1).用同样的方法再测量几组I 、U 值,填入表格中. (4)断开开关,拆除电路,整理好器材.1.用实验数据求E 、r 的处理方法 (1)列方程求解:由U =E -Ir 得⎩⎨⎧U 1=E -I 1r U 2=E -I 2r,解得E 、r .(2)用作图法处理数据,如图2所示.图2①图线与纵轴交点为E ; ②图线与横轴交点为I 短=E r;③图线的斜率表示r =|ΔUΔI|.2.注意事项(1)为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池. (2)电流不要过大,应小于0.5 A ,读数要快.(3)要测出不少于6组的(I ,U )数据,变化范围要大些.(4)若U -I 图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r =|ΔUΔI|确定.3.误差来源(1)偶然误差:用图象法求E 和r 时作图不准确. (2)系统误差:电压表分流.(3)本实验中测量结果是:E 测<E 真,r 测<r 真. 一、电流表与电压表的改装(1)电压表的校正电路如图1所示,电流表的校正电路如图2所示.图1 图2 (2)校正的过程是:先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端,然后闭合开关,移动滑动触头,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值,每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)的示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正.二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.构造如图3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:电流表、电池、调零电阻串联. 外部:接被测电阻R x .全电路电阻R 总=R g +R +r +R x . 2.工作原理闭合电路欧姆定律,I =ER g +R +r +R x.3.刻度的标定红、黑表笔短接(被测电阻R x =0)时,调节调零电阻R ,使I =I g ,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.(1)当I =I g 时,R x =0,在满偏电流I g 处标为“0”.(图甲) (2)当I =0时,R x →∞,在I =0处标为“∞”.(图乙) (3)当I =I g2时,R x =R g +R +r ,此电阻值等于欧姆表的内阻值,R x 叫中值电阻.实验三、练习使用多用电表1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程.2.外形如图4所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程.3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔). 四、二极管的单向导电性1.晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图5甲所示.图52.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示. 3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极. 1.实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个. 2.实验步骤(1)观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程. (2)机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置.若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零. (3)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔. (4)测量小灯泡的电压和电流.①按如图6甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压.②按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流. (5)测量定值电阻①根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处; ②将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;③读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果;④测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF ”挡.1.多用电表使用注意事项 (1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”、“黑出”. (2)区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮. (3)欧姆表读数时注意乘以相应挡位的倍率.(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆.(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表.(6)测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零. (7)使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF ”挡.长期不用,应把表内电池取出.2.多用电表对电路故障的检测 (1)断路故障的检测方法 ①用直流电压挡:a .将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏.b .在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点. ②用直流电流挡:将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路. ③用欧姆挡检测将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路. (2)短路故障的检测方法①将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路. ②用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路.。
高中物理电学实验习题大全(含答案)电学实验:测定金属的电阻率在测定金属的电阻率实验中,先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
实验中需要用米尺测出金属丝的长度L,用螺旋测微器测量金属丝直径的刻度位置。
1)从图中读出金属丝的直径为______mm。
2)实验器材包括两节新的干电池、开关、若干导线和电压表、电流表、滑动变阻器等。
为了较准确地测出金属丝的电阻值,电压表应选内阻为10 kΩ的3 V表,电流表应选内阻为0.05 Ω的0.6 A表,滑动变阻器应选10号。
①要较准确地测出该金属丝的电阻值,电压表应选_______________,电流表应选______________,滑动变阻器选_____________(填序号)。
②实验中,某同学的实物接线中有两处明显错误。
错误1:_____________________________;错误2:_____________________________。
为了测量某根金属丝的电阻率,需要测量长为L的金属丝的直径D和电阻R。
直径测量时,将金属丝放于螺旋测微器两测量杆间进行测量。
欧姆表粗测电阻时,需根据读数精度选择合适的档位,并进行调零操作。
伏安法测电阻时,需要选择电路误差较小且便于调节的备选电路。
在测定金属电阻率的实验中,某同学连接电路如图(a)所示,但闭合开关后发现电路有故障。
若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是断路。
需要检查待测金属丝、滑动变阻器或开关是否存在问题。
金属丝的直径示数可通过螺旋测微器测量得到。
测得接入电路的金属丝的长度为L,金属丝的直径d,已知其电阻大约为25Ω。
在使用伏安法测量电阻时,需要选择电流表、电压表和滑动变阻器。
可供选择的器材包括:必选的电源(电动势 1.5V,内阻很小)、导线和开关,以及A1电流表(量程40mA,内阻约0.5Ω)、A2电流表(量程10mA,内阻约0.6Ω)、V1电压表(量程6V,内阻约30kΩ)、V2电压表(量程1.2V,内阻约20kΩ)、R1滑动变阻器(范围0-10Ω)和R2滑动变阻器(范围0-2kΩ)。
高中物理电学实验【知识梳理】一、描绘小灯泡的伏安特性曲线1、实验原理在纯电阻电路中,电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系,但在实际电路中,由于各种因素的影响,U— I 图像不再是一条直线。
读出若干组小灯泡的电压 U和电流 I ,然后在坐标纸上以 U为纵轴,以 I 为横轴画出 U—I 曲线。
2、实验步骤( 1)、适当选择电流表,电压表的量程,采用电流表的外接法,按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。
( 2)、滑动变阻器采用分压接法,把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的 A 端,电路经检查无误后,闭合电键S。
( 3)、改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和 U,记入记录表格内,断开电键S;( 4)、在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流 I ,横轴表示电压U,用平滑曲线将各点连接起来,便得到伏安特性曲线。
( 5)、拆去实验线路,整理好实验器材。
3、注意事项( 1)、因本实验要作出I —U 图线,,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此,变阻器要采用分压接法;(2)、本实验中,因被测小灯泡电阻较小,因此实验电路必须采用电流表外接法;(3)、电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,使小灯泡的电压逐渐增大,可在电压表读数每增加一个定值(如 0.5V )时,读取一次电流值;调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压;(4)、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A 端;(5)、坐标纸上建立坐标系,横坐标所取的分度例应该适当,尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。
连线一定用平滑的曲线,不能画成折线。
4、误差分析( 1)、测量电路存在系统误差,未考虑电压表的分流,造成测得的I 值比真实值偏大;( 2)、描绘 I — U 线时作图不准确造成的偶然误差。
5、知识延伸电流表的解法:V R( 1)内接法:如图所示,待测电阻的测量值R测:RURxI测R测U 测U A U R U A U RR R 显然 R测>R 所以 R R测RAUAUI 测I 测I A I RAx x x A当 R x >>R A时, R x R测,系统的相对误差很小,可以忽略不计,所以内接IV RV法适用于测量高阻值电阻。
高中物理电学实验大全———含最全知识点和典型例题知识点一:误差与有效数字1、误差1.以下说法中,正确的是( )A.采用伏安法测电阻时,只要仪器选得正确,可保证没有系统误差B.用伏安法测电阻,不论是用电流表外接法,还是电流表内接法,都存在系统误差C.用欧姆表测电阻,既准确又方便D.伏安法测电阻,存在系统误差的原因是由于电流表的分压答案 B解析伏安法测电阻不可能没有系统误差,只能减小,故B正确、A错误;欧姆表测电阻方便但由于刻度不均匀读数误差较大,电池用久了误差更大,因而C错误;不同的测量电路引起误差的原因不同,故D错误。
2、有效数字:从数字的左边起第一个不为零的数字算起:如0.0125为3位有效数字知识点二:不需要估读的仪器:游标卡尺、欧姆表、电阻箱等需要估读的仪器:刻度尺、螺旋测微器、弹簧秤、电压表、电流表等一、测量规范游标卡尺的读数方法:d=主尺读数(mm)+游标尺上对齐刻度线的数值(mm)*精度注意:20分度的游标卡尺,其读数要精确的0.05mm,读数的最后一位为0或5;50分度的游标卡尺,其读数要精确到0.02mm,读数的最后一位为0,2,4,6,81.如图为10分度的游标卡尺测量钢管内径时的示数,其示数为________mm。
答案22.7解析22 mm(主尺)+7(游尺)×0.1 mm=22.7 mm。
2.下图游标卡尺的读数为________cm。
答案 1.340螺旋测微器的读数方法:测量值=固定刻度值+可动刻度(估读一位)*0.01(mm)1、螺旋测微器的读数为________ mm。
答案8.117(8.116~8.118均正确)解析固定刻度8 mm 可动刻度11.7×0.01 mm,8 mm+11.7×0.01 mm=8.117 mm。
3.某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图甲和乙所示。
该工件的直径为________cm,高度为________mm。
答案 1.205 6.663(6.662~6.664均正确)解析游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数:12 mm+1×0.05 mm=12.05 mm=1.205 cm。
螺旋测微器读数=固定刻度+可动刻度:6.5 mm+16.3×0.01 mm=6.663 mm。
电压表、电流表的读数(1)若刻度盘上每一小格为:1,0.1,0.001…时,需估读到最小刻度值的下一位。
(2)若刻度盘上每一小格为:0.2,0.02,0.5,0.05…时,只需估读到最小刻度值的位数。
图甲用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________ A,表针的示数是________ A;当使用3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________ A,图中表针示数为________ A。
答案:0.02 0.44 0.1 2.201.电压表量程一般有两种——0~3 V,0~15 V;电流表量程一般有两种——0~0.6 A,0~3 A。
如图所示:(1)接0~3 V量程时读数为________ V。
(2)接0~15 V量程时读数为________ V。
(3)接0~3 A量程时读数为________ A。
(4)接0~0.6 A量程时读数为________ A。
答案:(1)1.88 (2)9.4 (3)0.82 (4)0.16考查点一:实验仪器的使用和选择仪器使用规范量程规范读数规范电流表有正负极的电表,电流由正极流入,负极流出指针至少要偏过表盘的一半注意估读规范电压表欧姆表指针尽量在表盘的中间位置左右“ⅹ1”档需要估读一位◆器材选取原则:1、安全性原则:保证所选仪器要在测量时要在最大量程以内;2、精确性原则:在安全性的前提下保证所选仪器满足量程规范,如3V和15V的电压表都能满足安全性,则选3V的电压表;3、方便性原则:体现调节方便、便于调节。
如滑动变阻器分压式接法中,应选小阻值滑动变阻器,方便调节4、灵活性:如实验时没有量程合适的电表可以变通一下,已知内阻的电流表可以当作电压表使用,已知内阻的电压表可当作电流表使用◆电路的连接:a)先画出电路图,再连接实物图b)先画串联部分,再画并联部分c)电表的连接注意电流方向从电表的正极进、负极出,还要注意电表的量程对应的旋钮d)滑动变阻器的实物连接注意规范◆数据的处理:列表法、图像法考查点二:1.两种接法的比较电路图误差原因电流表分压U测=U x+U A电压表分流I测=I x+I V电阻测量值R测=U测I测=R x+R A>R x,测量值大于真实值R测=U测I测=R x R VR x+R V<R x,测量值小于真实值2.两种接法的选择(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若R x较小,宜采用电流表外接法;若R x较大,宜采用电流表内接法。
简单概括为“大内偏大,小外偏小”。
(2)临界值计算法R x< R V R A时,用电流表外接法;R x> R V R A时,用电流表内接法。
(3)实验试探法:按如图所示接好电路,让电压表一根接线柱P 先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则R x为小电阻,宜采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则R x为大电阻,宜采用电流表内接法。
3.滑动变阻器的连接方式有分压式和限流式(1)图甲为限流式,滑动变阻器与待测电阻串联,滑动变阻器右半部分被短路,滑片向右移动,电流变小,待测电阻电压变小,但是电压和电流最小都无法减小到0。
(2)图乙为分压式,滑动变阻器左半部分与待测电阻并联,后与滑动变阻器右半部分串联,滑片向右滑动,待测电阻的电压和电流增大,向左移动,待测电阻的电压和电流逐渐减小,当滑片移动到最左端时,待测电阻被短路,待测电阻的电压和电流均为0。
与限流式不同之处在于电压和电流可以从零开始调节。
小练习1、一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用图a、b两种电路各测一次,用a图所测数据为3.0 V,3.0 mA,用b图测得的数据是2.9 V,4.0 mA,由此可知,用________图测得R x的误差较小,测量值R x=________。
解析 由题意可知,ΔI I =4-33=13,ΔU U =3-2.93=130,ΔI I >ΔUU ,电流变化量大,电压表分流对实验的影响大,因此电流表应采用内接法,即应采用图a 所示实验电路进行实验;电阻测量值为:R x =UI=30.003=1000 Ω。
2.欲测量一未知电阻R x ,现采用如图甲、乙所示两电路进行测试,闭合开关,甲图中电压表示数为2.9 V ,电流表示数为4 mA ,乙图中电压表示数为3 V ,电流表示数为3 mA ,则下面对于R x 的叙述不正确的是________。
(填选项前字母)A .采用甲图误差较小,R x 的测量值为725 ΩB .采用乙图误差较小,R x 的测量值为1000 ΩC .R x 的真实值应在725~1000 Ω之间D .若电源内阻不计,可知R x 的真实值为975 Ω 答案 A解析 电压表读数差别不大,说明电流表分压作用小,即电流表内阻较小,所以用乙图测量误差小,测量值R x =UI =1000 Ω,采用甲图的测量值R x =UI=725 Ω,R x 的真实值应在725~1000 Ω之间,若电源内阻不计,由闭合电路欧姆定律对甲图E =U 甲+I 甲R A ① 对乙图E =U 乙=I 乙(R A +R x )② 由①②得R x =975 Ω。
3.如下图所示,用伏安法测电阻,若电流表内阻1 Ω,电压表内阻5000 Ω,R x 约为10 Ω,则下图中哪个测量结果较为准确?测量值比真实值偏大还是偏小( )A .甲电路,偏大B .甲电路,偏小C .乙电路,偏大D .乙电路,偏小答案 B解析 因为R 2x <R V R A ,应采用电流表外接法,由于电压表分流,使I A >I x ,R x 的测量值比真实值偏小。
考点3 电表的改装1.表头常用的电压表和电流表都是由表头改装而成的,表头是一个小量程的电流表G。
(1)表头内阻R g:指电流表G的内阻,一般为几百欧到几千欧。
(2)满偏电流I g:指电流表G指针偏转到最大刻度时的电流(即电流表G所能测量的最大电流值),一般为几微安到几十微安。
(3)满偏电压U g:指电流表G通过满偏电流时其两端的电压,一般为几毫伏到几十毫伏。
U g=I g R g。
2.电压表、电流表的改装及比较改装成电压表改装成电流表内部电路改装原理串联分压并联分流改装后的量程U=I g(R+R g)I=R+R gR I g量程扩大的倍数n=UU g n=II g接入电阻的阻值R=UI g-R g=(n-1)R g R=I g R gI-I g=R gn-1改装后的总内阻R V=R g+R=nR g RA=R·R gR+R g=R gn校对电路改装成的电流表1.(2016·海南高考)某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为100 μA,表头上标记的内阻值为900 Ω。
R1、R2和R3是定值电阻。
利用R1和表头构成1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表。
若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V。
则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1=________ Ω,R2=________Ω,R3=________Ω。
(2)用量程为3 V,内阻为2 500 Ω的标准电压表○V对改装表3 V 挡的不同刻度进行校准。
所用电池的电动势E为5 V;滑动变阻器R 有两种规格,最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。
为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。
(3)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近________(填“M ”或“N ”)端。
(4)若由于表头G 上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G 内阻的真实值________(填“大于”或“小于”)900 Ω。
[解析] (1)根据题意,R 1与表头G 构成1 mA 的电流表,则I g R g =(I -I g )R 1,得R 1=100 Ω;若使用a 、b 两个接线柱,电压表的量程为1 V ,则R 2=U ab -I g R g I=910 Ω;若使用a 、c 两个接线柱,电压表的量程为3 V ,则R 3=U ac -I g R g I-R 2=2 000 Ω。
(2)电压表与改装电表并联之后,电阻小于2 500 Ω,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大阻值小于并联部分,同时还要便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50 Ω的电阻。