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专题热点七 电学实验问题一、电学实验的三个选择 1．电学仪器的选择以“安全性”“精确性”“方便性”为前提，综合考虑．选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件．(1)选择电表以不使电表受损和尽量减小误差为原则，即加在电表上的最大电压或电流不得超过其最大量程，实验过程中指针可移动范围最好在13至23量程这一段．(2)选择滑动变阻器要考虑它的额定电流，然后对采用分压法的滑动变阻器选总阻值较小的，对采用限流法的滑动变阻器的总阻值选比电路中的电阻稍大些为好．对于滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用．(3)对器材选择的一般步骤是：①找出唯一性的器材；②草画电路图(暂不把电表画入)；③估算电流最大值和最小值；④考虑电表是否安全画(该用分压法还是限流法)，以及能否使电表达到满偏的13以上．(4)在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，前者可方便调节，因为电阻丝的电阻很小；后者可减小误差，因为它与大阻值的电压表并联，使流过电压表的电流较小，电流表测的值更接近干路上的总电流．另外这两个实验的电压与电流都不大，电表量程一般取3 V 与0.6 A 的量程．2．电流表内接法和外接法选择要想精确测量电阻，选用好的实验方法很重要，如果电压表或电流表都是理想化电表，两种方法都能准确地测量出电阻的大小，但如果电压表和电流表都有电阻，选择好的方法能大大减小误差．下面我们以电压表内阻为R V ，电流表内阻为R A ，待测电阻为R x ，待测电阻R x 的测量值为R 测＝U 测I 测进行说明，准确度取决于电压表与电流表读数.电流表内接法电流表外接法当R x ≫R A 时采用误差小或当R x >R V R A 时采用 当R V ≫R x 时采用误差小或当R x <R V R A 时采用 电压表读数偏大，电流表读数准确 电流表读数偏大，电压表读数准确测量值大于真实值(多了电流表内阻)R 测＝R 真＋R A测量值小于真实值(与电压表内阻并联值)1R 测＝1R 真＋1R V试触法：通过改变电表的连接方式，观察两个电表的读数变化情况，如果电流表变化明显，应采用电流表内接法，这样可以避免在外接法中读数偏离真实值太多；如果电压表变化明显，应采用电流表外接法，这样电压表读数会精确些3.滑动变阻器接法的选择为保证用电器的安全以及读数的精确性，滑动变阻器有两种接法，它们各有优缺点，选用哪种接法很有讲究，以安全第一、准确第二、能耗小第三的顺序考虑问题，这是高考实验考查的重点内容．下面我们假设用电器电阻为R x ，滑动变阻器的最大电阻为R ，电源电动势为E ，内阻为r.限流法分压法闭合开关前要使滑动变阻器的电阻处于最大值，对应上图中应是滑动头移至最下端 闭合开关前要使用电器两端的电压最小，对应上图中滑动变阻器的滑动头应移到最左端 实物图中只用到上下两个接头实物图中用到上面一个下面两个接头 用电器的电压调节范围ER x R ＋R x ＋r ～ER xR x ＋r用电器的电压调节范围0～ER x RR x R ＋rR x ＋rR滑动变阻器的电阻与用电器的电阻差不多大时电压调节作用最理想滑动变阻器的电阻越小调节用电器电压的作用越好说明：有下列几种情况的一定要用分压法：(1)被调节的用电器的电压或电流一定要从0开始连续调节(2)采用限流电路时，电路中的最小电流仍超过电表量程或超过元件允许的最大电流时 (3)在给予的滑动变阻器的电阻远小于用电器的电阻时，在可用分压法也可用限流法时，用限流法一般节省能耗，连线方便．不过在不强调能耗的情况下，绝大多数都可用分压法．不过分压法更要考虑变阻器的最大电流不得超过其限度手边现有如图7－1所示的器材：图7－1电源E(电动势12 V ，内阻为0.5 Ω)； 电压表(0～3 V 、0～15 V ，内阻约10 kΩ)；电流表(0～0.6 A 、0～3 A ，内阻约为1 Ω)； 滑动变阻器R 1(阻值0～10 Ω，额定电流2 A )； 滑动变阻器R 2(阻值0～1 700 Ω，额定电流0.3 A )； 开关S 和导线若干．(1)电压表的量程应选________，电流表的量程应选________，滑动变阻器应选用________；(2)请画出实验电路图；(3)用笔画线代替导线，在实物图上连好实验电路．【解析】 (1)因为电源电动势为12 V ，所以R x 两端电压的最大值约为12 V ，故电压表的量程应选0～15 V ．电路中电流最大值约为I m ＝1240 A ＝0.3 A ，所以电流表的量程应选0～0.6 A ．分别将待测电阻与电压表内阻、电流表内阻相比较可知，R V R >RR A ，属于R ≪R V 的情况，所以测量电路应采用电流表外接法．滑动变阻器若选用R 2，图7－2由于它的阻值比待测电阻的阻值大得多，不论采用分压式还是采用限流式接法，调节滑动变阻器改变电路中的电流或电压都不方便，所以本题中选用R 1.因为R 1<R4.若采用串联限流接法，电流(电压)调节范围比较小，不便于操作和进行数据处理，故应采用分压式接法．(2)实验电路图如图7－2所示．(3)在实验图上连线应按下列顺序，如图7－3所示，从电源正极开始，依次画线①②③，然后再依次画线④⑤⑥，最后画线⑦⑧.即按照“先串后并”的原则进行．图7－3【答案】 (1)0～15 V 0～0.6 A R 1 (2)如图7－2所示 (3)如图7－3所示 二、电阻的测量测定金属的电阻率和描绘小灯泡的伏安特性曲线这两个实验的关键是测量电阻．设计实验电路测量电阻成为高考命题的热点和重点．这类问题考查形式多样，变化无穷，但考查的原理均为欧姆定律R ＝UI，重点都是在用各种方法寻找电压U 和电流I.1．伏安法测电阻(1)测量电阻的原理：R ＝UI .(2)电流表的内、外接法 2．欧姆表测量电阻(1)测量原理I x ＝ER x ＋R 中，由于I x 随R x 非线性变化，所以表盘上刻度是非均匀的．(2)测量步骤：选挡、调零、测量、归位．(3)测量结果：读出指针指示的读数后必须再乘以旋钮指示的挡位倍率． 3．替代法测电阻(1)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)．图7－4(2)电路原理图：如图7－4所示．(3)测量步骤：在图中，S 接2，记下电流值I ，S 接1，调节电阻箱R ，使电流值仍为I ，则待测电阻R x ＝R.【例】 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10 mA ，内阻r 1待测(约40 Ω) 电流表A 2 量程500 μA ，内阻r 2＝750 Ω 电压表V 量程10 V ，内阻r 3＝10 kΩ 电阻R 1 阻值约100 Ω，作保护电阻用滑动变阻器R 2总阻值约50 Ω 电池E 电动势1.5 V ，内阻很小开关S 导线若干(2)若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式r 1＝________，式中各符号的意义是________________．【解析】 分析题意知道需测量电流表A 1的电阻，按常规思想应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析该电流表满偏时两端电压仅为0.4 V ，远小于10 V 量程．这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”．根据所列仪器的特点，电流表A 2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由I 1r 1＝I 2r 2得r 1＝I 2r 2I 1.图7－5【答案】 (1)如图7－5所示(2)I 2r 2I 1式中I 1、I 2分别表示通过电流表A 1和A 2的电流；r 2是电流表A 2的内阻。
知识就堤力量高考物理电学实验如何选择仪器和电路在电学实验中，例如用伏安法测电阻. 测量电源的电动势和内电阻，测某一用电器的伏安特性图线，都存在如何选择电学实验器材，如何选择测量电路、控制电路的问题.合理地选择实验器材和实验电路，可以使实验顺利进行，而且实验操作方便，实验误差较小.正确地选译议器和电路的问题，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”、“精确性”、“方便性”和“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面要综合考虑.灵活运用.一、实验仪器的选择根据教学大纲及高考考试的要求，选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面人手：1. 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（一般取满偏刻度的2/3左右），以减少测读的误差.2•根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器•注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值.对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的, 不宜采用.3.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.【例1】有一电阻R其阻值大约在40Q至50Q之问，需进一步测定其阻值，现有下列器材：电池组，电动势为9V,内阻忽略不计；电压表V,量程为0至10V,内阻20 Q ;电流表A1,量程为0至50m A,内阻约20Q ;电流表A2,量程为0至300mA内阻约4Q;滑动变阻器R1,阻值范围为0至100Q，额定电流1A;滑动变阻器R2,阻值范围为0至1700Q, 额定电流0.3A，开关S及导线若干.实验电路图如图1所示，实验中要求多测几组电流、电压.在实验中应选_______________________ 电流表和______________ 滑动变阻器.【分析与解】首先估算电路中可能达到的最大电流值，假设选电流表，超过了A1的量程，及假设选电流表A2,则,未超出A2的量程，故应选电流表A2，这一选择遵循了安全性原则.对滑动变阻器的选择。
2021年高考专题复习：电学实验中仪器的选择及电路设计问题精品教育 doc----f7284015-6ea2-11ec-95ef-7cb59b590d7d2021年高考专题复习：电学实验中仪器的选择及电路设计问题精品教育doc 电工实验仪器的选择与电路设计一、内容概述：1.主要问题类型：填空、连线、画图2命题特征(1）分析近几年的高考，考查的方向基本不变，主要体现在：①基本仪器的使用及读致.②电表的改装、仪器的选择。
②以测量电阻、电源电动势为核心的电学实验.①实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计方面。
（2）基本仪器的使用仍然是未来高考的重点。
同时，要注意实验操作过程的考核和创新设计实验。
3.思维方式常用方法：等效替代法、控制变量法、累积法。
滑动变阻器的接法：分压式、限流式。
电流表的接法：内接法、外接法。
题型一：多用电表的使用：核心知识1.多用表的电流多用表的电压和电流2.“机械零点”与“欧姆零点”“机械零”位于刻度盘左侧的“0”位置，调节拨盘下侧中部的定位总览线；“欧姆零点”位于刻度盘右侧电阻刻度的“0”位置，用于调整欧姆档的零点设置按钮。
3.欧姆表刻度不均匀的原因当红黑表笔短接时，调节滑动变阻器r0（即欧姆调零），使灵敏电流计满偏，ig?erg？r0？r、此时，当两个探针连接到电阻Rx时，电阻Rx与电路中的电流相连流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀。
常规方法：“使用多用电表测电阻”的步骤第1页步骤一：机械调零。
第二步：选择放大率，放大率通常比测量电阻的估计值低一个数量级，例如200Ω的估计值，您应该选择×10，以便指针的偏转角度在完全偏差范围内步骤三：进行欧姆调零。
第四步：将红色和黑色探针连接到待测电阻的两端进行测量，并将指针指示乘以放大倍数，得到测量值。
步骤五：测量结束后，将选择开关旋至off或交流电压最高挡。
特别注意：使用欧姆块测量电阻时，如果指针旋转角度太小（即指针指示的欧姆刻度值太大），应适当增大放大倍数，并在测量前重新调零；如果指示器的偏转角度太大（即指针指示的欧姆刻度值太小），应适当减小放大倍数，并在测量前重新调零。
高考物理一轮专题复习—实验器材选取与电路设计命题点一测量电路与控制电路的选择1.电压表和电流表的内、外接法(1)两种接法比较内接法外接法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 V R x ＋R V ＜R x 测量值小于真实值适用条件R A ≪R x R V ≫R x 适用于测量大阻值电阻小阻值电阻(2)两种电路的选择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实验试触法：按图1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，说明电流表分压更明显，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，说明电压表分流更明显，则可采用电流表内接法。
图12.滑动变阻器两种连接方式(1)滑动变阻器两种接法的对比限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R 上电压调节范围(不计电源内阻)RE R ＋R 0≤U ≤E 0≤U ≤E 分压电路调节范围大负载R 上电流调节范围(不计电源内阻)E R ＋R 0≤I ≤E R 0≤I ≤E R 分压电路调节范围大闭合S 前滑片位置b 端a 端都是为保护电路元件(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。
中学物理复习专题--电学试验学问点归纳一、电路设计或器材选择原则1、平安性：试验方案の实施要平安牢靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。
要留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、精确性：在试验方案、仪器、仪器量程の选择上，应使试验误差尽可能の小。
保证流过电流表の电流和加在电压表上の电压均不超过运用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度の1/3），以削减测读误差。
3、便于调整：试验应当便于操作，便于读数。
二、内、外接法の选择 1、外接法与外接法对比2、内、外接法の确定方法： ①将待测电阻与表头内阻比较R R V xx x AR R R >⇒⇒ 为小电阻 外接法 R R V x x x ARR R ⇒⇒＜ 为大电阻 内接法 ②试触法触头P 分别接触A 、B电压表示数变更大⇒电流表分压作用大⇒外接法 电流表示数变更大⇒电压表分流作用大⇒内接法三、分压、限流接法の选择1．两种接法及对比限流接法分压接法电路图电压调整范围 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下列状况必需用分压接法A ．调整（测量）要求从零起先，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，调不动或调整范围很小）。
C ．用限流，电路中最小の电压（或电流）仍超过用电器の额定值或仪表量程。
四、实物图连接の留意事项和基本方法⑴留意事项：①连接电表应留意量程选用正确，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对于滑动变阻器の连接，要搞清晰接入电路の是哪一部分电阻，在接线时要特殊留意不能将线接到滑动触头上。
⑵基本方法：①画出试验电路图。
②分析各元件连接方式，明确电流表与电压表の量程。
电学实验（1）——高考物理二轮复习实验清单大全实验十一：观察电容器的充放电现象考点平均卷面分：6；考查频次：中。
【知识梳理】一、实验原理通过观察连接在回路中的电流表和电压表示数变化，得出电容器充、放电过程的特点。
二、实验器材直流电源、导线、单刀双掷开关、电容器、定值电阻、电流表(电流传感器)、电压表(电压传感器)。
三、实验步骤(1)按图连接好电路．(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1与触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中．(3)将单刀双掷开关S打在下面，使触点3与触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中．(4)记录好实验结果，关闭电源．四、数据处理五、注意事项(1)连接电路时注意电流表和电压表的正、负极和量程。
(2)对电解电容器也要注意正、负极。
(3)要选择电容较大的电容器。
(4)实验过程要在干燥的环境中进行。
处理实验数据的方法【试题练习】1．在做“观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图所示。
（1）当开关S接到“1”时，电容器处于_____过程（选填“充电”或“放电”）；电容器所带的电荷量逐渐_____（选填“增加”或“较少”）。
（2）下面说法正确的是( )A.电容器充电时，电压表示数先迅速增大，然后逐渐稳定在某一数值B.电容器充电时，灵敏电流计G的示数一直增大C.电容器放电时，电阻R中的电流方向从右到左D.某时刻电容器正在放电时，电容器两极板的电荷量正在减少1．答案：（1）充电;增加（2）AD解析：当开关S接到“1”时，电容器处于充电过程；电容器所带的电荷量逐渐增加。
（2）A.电容器充电时，电压表示数先迅速增大，然后逐渐稳定在某一数值，A项正确；B.电容器充电时，两极板间的电压逐渐增大，电路中的电流逐渐减小，灵敏电流计G的示数一直减小，B项错误；C.电容器上极板充电时与电源正极相连，带正电，电容器放电时，电阻R中的电流方向从左到右，C项错误；D.某时刻电容器正在放电时，电容器两极板的电荷量正在减少，D项正确。
