高中物理电学实验专题总结

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高中物理电学实验专题总结 1 / 11

高中物理电学实验专题

知识点回首

一、描述小灯泡的伏安特征曲线:

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、器械选择:

六、电路纠错:

七、示波器的使用:

八、用多用电表研究黑箱内的电学元件

九、传感器

知识点和考点

一、描述小灯泡的伏安特征曲线

原理:欧姆定律 U IR

办理方法:内接和外接(都有偏差)

例 1、某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要采纳一电器元件。图

为该电器元件的伏安特征曲线, 有同学对其提出怀疑, 先需进一步考证该伏安特征曲线, 实

验室备有以下器械:

器械(代号) 规格

电流表( A1) 量程 0~50mA,内阻约为 50

电流表( A2) 量程 0~200mA,内阻约为 10

电压表( V1) 量程 0~3V,内阻约为 10k

电压表( V2) 量程 0~15V,内阻约为 25k

滑动变阻器( R1) 阻值范围 0~15 ,同意最大电流 1A

滑动变阻器( R2) 阻值范围 0~1k ,同意最大电流 高中物理电学实验专题总结 2 / 11

直流电源(

E)

100mA

开关( S) 输出电压 6V,内阻不计

导线若干

①为提升实验结果的正确程度,电流表应采纳 ;电压表应采纳

滑动变阻器应采纳 。(以上均填器械代号)

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,并注明所用器械的代号。

③若发现实验测得的伏安特征曲线与图中曲线基本符合,

请说明该伏安特征曲线与小电珠的伏安特征曲线有何异同

点?

同样点: ,

不一样点: 。

二、电压表和电流表

(1)电流表原理和主要参数

电流表 G 是依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

Rg:即电流表线圈的电阻;满偏电流 Ig:即电流表同意经过的最大电流值,此时指针达到满

偏;满偏电压 U:即指针满偏时,加在表头两头的电压,故 Ug= IgRg

(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(不行再改变 R),使电流表指针偏转到正好是满刻度

的一半,能够以为 Rg = R′。

条件 : 当 R比 R′大好多

(3)电流表改装成电压表

方法:串连一个分压电阻

R,以下图,若量程扩大

n

倍,即

n=

U

,则依据分压原理,需串连的电阻值 U g

R

U R

Rg

(n

1) Rg

,故量程扩大的倍数越高,串连的电阻值越大。

U g 高中物理电学实验专题总结 3 / 11

(4)电流表改装成电流表

方法:并联一个分流电阻

R,以下图,若量程扩大

n 倍,

即 n=

I

,则依据并联电路的分流原理,需要并联的电阻值 I g

R

I g

I R

Rg

Rg

n 1

,故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越

小。

注意:改装后的电压表或电流表, 固然量程扩大了, 但经过电流表的最大电流或加在电

流表两头的最大电压仍为电流表的满偏电流 Ig 和满偏电压 Ug,不过因为串连电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。

三、丈量电源电动势和电阻

原理:闭合电路欧姆定律: E U 外 Ir

例 1、某同学经过查找资料自己着手制作了一个电池。该同学想丈量一下这个电池的电动势

E 和内电阻

r

,可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

I R =0.6A,内阻

rg

0.1

)和若干导线。

①请依据测定电动势

E 内电阻

r

的要求, 设计图

4 中器件的连结方式,

画线把它们连结

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。办理实验数据时

第一计算出每个电流值

I 的倒数

1

;再制作

R-

1 坐标图,如图

6 所示,图中已标明出了 (

R,1)

I I I

的几个与丈量对应的坐标点,请你将与图

5 实验数据对应的坐标点也标明在图

6 中上。

③在图

6 上把描述出的坐标点练成图线。 高中物理电学实验专题总结 4 / 11

④依据图 6 描述出的图线可得出这个

电池的电动势 E= V,内电阻 r

例 2、( 1)某同学用螺旋测微器丈量一铜丝的直径,测微器的示数以下图,该铜丝的直径

为 mm

(2)右图为一电学实验的实物连线图。该实验可用来丈量特测电阻 Rx 的

阻值(约 500Ω)。图中两个电压表量程同样,内阻都很大。实验步骤如

下:

①调理电阻箱,使它的阻值 R0 与待测电阻的阻值靠近;将滑动变阻

器的滑动头调到最右端。

②合上开关 S。

③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动,使两个电压表指针都拥有显然偏转。

④记下两个电压表

和 的读数

U1 和 U2。

⑤多次改变滑动变阻器滑动头的地点,记下

和 的多组读数

U1 和

U2。

⑥求

Rx 的均匀值。

回答以下问题:

(Ⅰ)依据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图, 此中电阻箱的符号为

滑 动 变 阻 器 的 符 号 为,其余器械用通用的符号表示。 高中物理电学实验专题总结 5 / 11

(Ⅱ)不计电压表内阻的影响,用 U12 0 x

的公式为

、 U 和 R 表示 R

(Ⅲ)考虑电压表内阻的影响,且 U1、 U2 、 R0、 的内阻 r1、 的内阻 r2 表示 Rx

的公式

四、电阻的丈量

电阻的丈量有多种方法,主要有伏安法、欧姆表法,除此之外,还有半偏法测电阻、电桥法测电阻、等效法测电阻等等 .

(一)、下边主要介绍伏安法测电阻的电路选择

1.伏安法测电阻的两种电路形式(以下图)

2.实验电路(电流表内外接法)的选择

丈量未知电阻的原理是

R= U

,因为丈量所需的电表其实是非理想的,因此在丈量

I

未知电阻两头电压

U 和经过的电流

I 时,必定存在偏差, 即系统偏差, 要在实质丈量中有效

地减少这类因为电表丈量所惹起的系统偏差,

一定依据以下原则:

( 1)若 Rx > RV ,一般选电流表的内接法。如图( a)所示。因为该电路中,电压表

RA Rx

的读数 U 表示被测电阻 Rx 与电流表 A 串连后的总电压,电流表的读数 I 表示经过自己和 x

R

的电流,因此使用该电路所测电阻 R 测= U = Rx+ RA,比真切值 Rx 大了 RA,相对偏差 a=

I

R测 Rx RA

Rx Rx

( 2)若 Rx < RV ,一般选电流表外接法。如图( b)所示。因为该电路中电压表的读

RA Rx

数 U 表示 Rx 两头电压, 电流表的读数 I 表示经过 Rx 与 RV 并联电路的总电流, 因此使用该电流所测电阻

U RV Rx 略小些,相对偏差 a= R测 Rx RV R = 也比真切值 R .

测 x

IRV Rx Rx RV Rx