电学实验专题

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。

高中物理电学实验【知识梳理】一、实验设计的基本思路二、电学实验中所用到的基本知识 1、原理公式2、电路设计原则：即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等 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。

3、电学实验仪器的选择：（1）电路工作的安全性，即不会出现电表和其它实验器材因过载毁坏现象。

（2）能否满足实验要求（常常要考虑便于多次测量求平均值）。

（3）选择器材的一般思路是：首先确定实验条件，然后按电源—电压表—电流表—变阻器顺序依次选择。

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（一般取满偏度的32左右），以减少测读误差.根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动变阻器，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.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： ①方法误差尽可能小.②实现较大范围的灵敏调节.③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. 根据以上原则，电学仪器的选择有如下建议：①电源的选择：选择直流电源，应根据用电器的需要来确定，一般考虑用电器所需的电压、电路中的电流、电源电动势和允许电流等.在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下，选择电动势较大的电源（以获得更多的测量数据）。

电学实验专题（测电动势和内阻）(1)直接法：外电路断开时，用电压表测得的电压U 为电动势E ;U=E (2)通用方法：伏安法测要考虑表本身的电阻,有内外接法；①单一组数据计算，误差较大②应该测出多组(u ，I)值，最后算出平均值③作图法处理数据，(u ，I)值列表，在u--I 图中描点，最后由u--I 图线求出较精确的E 和r 。

(3)特殊方法（一）即计算法：画出各种电路图r)(R I E r)(R I E 2211+=+=122121I -I )R -(R I I E =122211I -I R I -R I r =(一个电流表和两个定值电阻)rI u E r I u E 2211+=+=211221I -I u I -u I E =2112I -I u -u r =(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)rR uu E r R u u E 222111+=+=21122121R u -R u )R -(R u u E =21122121R u -R u R )R u -(u r =(一个电压表和两个定值电阻)（二）测电源电动势ε和内阻r 有甲（内接）、乙（外接）两种接法，如图甲法中：不考虑电流表分压的影响，但是要考虑电压表分流。

所测得ε和r 都比真实值小，ε/r 测=ε测/r 真；乙法中：不考虑电压表分流的影响，但是要考虑电流表分压。

ε测=ε真，且r 测=r+r A 。

（三）电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A 、B 测定，单独使用A 表时，读数是U A ，单独使用B 表时，读数是U B ，用A 、B 两表测量时，读数是U ，则ε=U A U B /（U A －U ）。

结论：电源内阻小的时候，用内接法；用外接法测的误差总比内接法测来得大。

测电源内阻用内接法如图甲；测电动势用外接法，如图乙。

电阻的测量①伏安法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u ，I)值，列表由u--I 图线求。

怎样用作图法处理数据②欧姆表测：测量原理两表笔短接后,调节R o 使电表指针满偏，得I g ＝E/(r+R g +R o )接入被测电阻R x 后通过电表的电流为I x ＝E/(r+R g +R o +R x )＝E/(R 中+R x )由于I x 与R x 对应，因此可指示被测电阻大小使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off 挡。

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。

电学实验专题班级 姓名 学号一．测量类实验【一】测电阻1.伏安法测电阻① 伏安法测电阻的原理是根据___________ 。

② 在右边虚线框内画出此实验的电路图，并连接好实物图。

③ 连接电路时，开关应________，要求使用滑动变阻器的A 接线柱，闭合开关前, 滑动变阻器的滑片P 应滑到______(填“A”或“B”)，这是为了_____ 。

④ 滑动变阻器在此实验中的作用是______________________________________________ 。

⑤ 若实验时，将变阻器的滑片P 从B 端滑到某位置时，电流表示数变大，电压表示数变小，原因是_________________________________。

⑥若电路连接正确，实验中突然电压表示数变大，电流表示数没有，你认为故障可能是 。

⑦若某次电流表、电压表示数如图所示，则电路中的电流是__________安, 电阻两端的电压是_________伏,被测电阻阻值是___________欧。

⑧同学晓璐正确连接电路后，设计了如下的表格记录测量的数据，她这样记录多组数据的目的是__________________________________；她将三次测量的电压和电流分别求平均值，根据IU R 计算出电阻值为11.3Ω。

老师看完她的结果后认为她的做法和结果是错误的，请帮助她计算出正确的结果并填入下表的空格内。

⑨从上述的实验结果可以得出晓璐的实验结论是：_____________________________。

⑩同学小玲用小灯泡代替电阻做“伏安法”测电阻的实验。

正确连接电路后，小玲先后让滑动变阻器的滑片P 在不同位置上做了三次实验，得出三组数据，并根据每组数据正确计算出三个相应的电阻值，比较发现它们之间有较大差异，通过分析可知：产生这种差异的原因是 。

2.安阻法测电阻： 小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R 0测量电阻R X 的阻值。

电学实验专题1. 引言电学实验是电子工程、电气工程等相关专业中不可或缺的实践环节之一。

通过进行电学实验，学生可以深入了解电路原理、熟悉仪器设备的使用方法，并掌握实际工程中电路设计与故障排除的技能。

本文将介绍几个常见的电学实验，包括电路基础实验、电源实验和电路测量实验。

每个实验将依次介绍实验目的、实验原理、实验步骤和实验结果等内容。

希望通过本文的阅读，读者能够对电学实验有更深入的了解。

2. 电路基础实验2.1 配电箱电路实验2.1.1 实验目的通过配电箱电路实验，了解电路连接的基本原理，熟悉电路元件的使用方法。

2.1.2 实验原理配电箱电路实验是通过使用配电箱以及电路连接线、电阻、电容等元件，搭建一个简单的电路实验装置。

通过改变电路的连接方式，实验者可以观察到不同的电路行为，如电阻、电容的作用以及电路中电流、电压的变化。

2.1.3 实验步骤1.在配电箱上找到合适的插孔，并插入所需的电阻、电容等元件。

2.使用电路连接线连接各个元件，构建一个完整的电路。

3.接通电源，观察电路中的电流、电压等参数的变化。

2.1.4 实验结果根据所选用的电阻、电容等元件不同，实验结果可能有所差异。

可以通过实验记录仪器测得的数据，绘制电流、电压随时间的变化曲线，进一步分析电路的特性。

2.2 滤波电路实验2.2.1 实验目的通过滤波电路实验，了解滤波器的基本原理，掌握滤波电路的设计与调试方法。

2.2.2 实验原理滤波电路实验是通过搭建一定类型的滤波电路，将输入信号中的某些频率成分滤除或衰减，获得所需的信号。

根据滤波器类型的不同，可以实现低通滤波、高通滤波、带通滤波或带阻滤波等功能。

2.2.3 实验步骤1.根据所需的滤波器类型，选择合适的滤波电路结构。

2.搭建滤波电路，连接输入信号源和输出信号接收器。

3.调整滤波电路的参数，如电阻、电容等数值，直到满足滤波要求。

4.输入不同频率的信号，观察输出信号的波形。

2.2.4 实验结果根据滤波电路设计的不同，实验结果可能有所差异。

(一)描绘小灯泡的伏安特性曲线1.（08年高考各天津卷理综）（1）用螺旋测微器测测量金属导线的直径，其示数如图所示，该金属导线的直径为_______________ mm。

（2）用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。

微安表μA（量程200μA，内阻约200Ω )；电压表V（量程3V，内阻约10kΩ）；电阻R0（阻值约20kΩ）；滑动变阻器R（最大阻值50Ω，额定电流1A ) ；电池组E（电动势3V ，内阻不计）；开关S 及导线若干。

3．(2011·盐城模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按下图所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是________导线断路．(2)某同学测出电源和小电珠的U－I图线如右图所示，将小电珠和电阻R串联后接到电源上，要使电路中电流为1.0 A，则R＝________Ω.(3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如下图所示中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是()A．a可以作为标准电阻使用B．b能作为标准电阻使用C．b的阻值随电压升高而减小D．c的阻值随电压升高而增大(二)测量导体的电阻率4.（2011天津）（4）某同学测量阻值约为25kΩ的电阻R x，现备有下列器材：A．电流表（量程100 μA，内阻约为2 kΩ）；B．电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）；C．电压表（量程15 V，内阻约为100 kΩ）；D．电流表（量程50 V，内阻约为500 kΩ）；E．直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；F．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）；G．电键和导线若干。

电流表应选，电压表应选。

（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：5.(08年高考江苏卷物理)某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示，读得直径d= mm(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由：若不满足，请写出R与S应满足的关系。

高中物理选修3-1电学实验专题第二章恒定电流（电学实验）本章主要研究内容：1、恒定电流——电流电动势闭合电路的欧姆定律电功率2、电学实验常用仪器介绍3、实验一测定金属的电阻率4、实验二描述小电珠的伏安特性曲线5、实验三测定电源的电动势和内阻6、实验四练使用多用电表7、实验五电表内阻的测量8、实验六传感器的简单使用一、恒定电流1.电源1)、电源的作用：提供持续的电压2)、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压3)、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。

2.电流强度：I＝q单位时间内通过导体横截面积的电荷量｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的t电量(C），t:时间(s）｝（1）电荷的定向移动形成电流。

2）电流有方向，但它是标量。

划定：导体内正电荷定向挪动的偏向为电流偏向。

3）金属导体中电流的计算式：I=nqSvn为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。

3.电动势和内阻4.闭合电路欧姆定律：I＝E或E＝Ir+ IR（纯电阻电路）；r RE＝U内U外E＝U外I r；（普通适用）I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝5.部分电路欧姆定律：I＝3.电阻定律：R＝ρUI:导体电流强度(A)，U:导体两头电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝RL2｛ρ:电阻率(Ω•m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m)｝S5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:工夫(s)，P:电功率(W)｝26.焦耳定律：Q＝IRt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝7.纯电阻电路和非纯电阻电路8.电源总动率P总IE；电源输出功率P出IU；电源效率η＝P出P总I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)。

U:路端电压(V)，η：电源效率｝9.电路的串/并联：串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)10.伏安法测电阻1）、电压表和电流表的接法2）、滑动变阻器的两种接法：注：（1)单位换算：1A＝10mA＝10μA；1kV＝10V＝10mV；1MΩ＝10kΩ＝10Ω2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大；半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小。