高三物理《电学实验专题复习》精选Word下载.docx

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转化为测量m、v

电阻（精确测量）

①根据

转化为测量U、I（伏安法）；

②电阻箱（半偏、替代）

电功率

根据P=UI转化为测量U、I

电源电动势

根据E＝U＋Ir转化为测量U、I然后联立方程求解或运用图像处理

三、常用实验误差的控制方法

为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法控制实验误差.

1．多次测量求平均值，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想.

2．积累法.一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差.“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成30~50次全振动的时间.

四、常用实验数据的处理方法

1．列表法：

在记录和处理数据时，常将数据列成表格.数据列表可以简单而又明确的表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律性的联系.列表的要求是①写明表的标题或加上必要的说明；

②必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位；

③表中的数据要正确反映测量结果的有效数字.

2．作图法：

用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一.用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均的效果，由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系，找出规律.作图的规则是：

①作图一定要用坐标纸．坐标纸的大小要根据测量数据有效数字的多少和结果的需要来定；

②要标明坐标轴名、单位，在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值；

③图上连线要是光滑曲线（或直线），连线时不一定要通过所有的数据点，而是要使数据点在线的两侧合理的分布；

④在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较远的两点，不一定要取原来的数据点；

⑤作图时常设法使图线线性化，即“化曲为直”.

3．平均值法：

将测定的若干组数相加求和，然后除以测量次数．必须注意，求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数.

4．逐差法：

这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果.

五、有关误差分析的问题

要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；

知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；

能在某些实验中分析误差的主要来源；

不要求计算误差.要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法.

第二部分　　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

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

1．两种接法及对比

限流接法

分压接法

电路图

电压调节范围

电路消耗总功率

闭合K前

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.

③画线连接各元件.（用铅笔画线，以便改错）连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路.

一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等.按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来；

然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去.连接完毕，应进行检查，检查电路也应按照连线的方法和顺序.

第三部分　　测量电阻的方法

一、欧姆表粗测

二、伏安法（电压表＋电流表）

原理：

部分电路欧姆定律

，测出电阻两端的电压和通过电阻的电流后，便可求得其阻值

.

三、伏安法的拓展（电表的选取应注意安全性、准确性）

（1）利用已知内阻的电压表:

利用“伏伏”法测定值电阻的阻值（用电压表算电流）

　　【例题1】用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：

电源E，具有一定内阻，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；

滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω；

单刀单掷开关K，导线若干.

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Rx的一种实验电路原理图.

（2）利用已知内阻的电流表：

利用“安安”法测定值电阻的阻值（用电流表算电压）

【例题2】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，导线若干.

⑴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.

⑵需要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1＝________.

　　　（3）电压表、电流表混合用

【例题3】有一电阻Rx，其阻值在100～200Ω之间，额定功率为0.25W.要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有：

安培表A1，量程为50mA，RA1=100Ω　　　安培表A2，量程为1A，RA2=20Ω

电压表V1，量程为5V，RV1=10kΩ　　　　电压表V2，量程为15V，RV2=30kΩ

变阻器R1，变阻范围0～20Ω，2A　　　　变阻器R2，变阻范围0～1000Ω，1A

9V电源，电键，导线.

⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是：

.

⑵画出所用实验电路图.

四、电表内阻的测量方法

1、互测法：

①电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻：

②两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻：

③两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻：

2、替代法：

3、半偏法：

恒流半偏：

合上开关S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度.再合上开关S2，保持R1的滑动片位置不动，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半.当R1>

>

R2时，可认为合上S2后，整个电路的电阻几乎没有发生改变，即总电流几乎没有发生改变，故可近似认为RA=R2.

误差分析：

合上开关S2后，电路的总电阻减小，干路上的电流增大，流过R2的电流大于流过电流表A的电流.故电流表内阻的测量值小于真实值.在电流表不超过量程的前提下，电压越高，测量误差越小.故电源电动势宜选大些.

恒压半偏：

合上S1、、S2，调节R1，使电压表指针偏转到满刻度.再断开开关S2，保持R1的滑动片位置不动，调节R2的阻值，使电压表的指针偏转到满刻度的一半.当R1<

<

R2时，可认为断开S2后，整个电路的电阻几乎没有发生改变，即从分压器分出的电压几乎没有发生改变，故可近似认为RV=R2.

合上开关S2后，电路的总电阻增大，干路上的电流减小，滑动变阻器右端电阻上的分压减小，滑动变阻器左端电阻上的电压增大，加在R2两端的电压大于加在电压表两端的电压.故电压表内阻的测量值大于真实值，在变阻器不超过额定电流的前提下，变阻器的阻值越小，测量误差越小.

4、电表的改装及校正：

（1）用“半偏法”测量电流表内阻

（2）电流表改装为伏特表

电流表的满偏电流为Ig，内阻为rg，根据部分电路欧姆定律，满偏电压

，将电流表的表盘刻度改变为相应的标度，则电流表就变为一个可以直接读出电压数值的电压表.由于电流表的满偏电压很小，所以这样改成的电压表的测量范围不大.如果要扩大它的测量范围（即量程），可以在电流表上串联一个分压电阻方法来实现.如下图所示，设改装好的伏特表量程为U，与电流表串联的电阻为R，则U=Ig（rg+R）,解得

即给电流表串联一个阻值为

的电阻，就可以将电流表改装成量程为U的伏特表.

（3）校核：

即把改装的电压表跟标准电压表进行核对.实验电路如图所示，V是标准电压表，改变变阻器R2的滑片位置，使V的示数分别为0．5V、1V、1．5V、2V，并核对改装的电压表的示数是否正确.核对时要注意搞清楚改装后电流表刻度盘上的每一小格表示多大电压.最后算出改装的伏特表满刻度时的百分误差.例如改装的电压表在满刻度2V时，标准电压表的读数为2．1V，满刻度时的百分误差就是|2.1-2|/2.1＝4．8%.

【例题4】某型号电池的电动势约为3.7V，内阻约2Ω，允许通过的最大电流为300mA.现欲测定其电动势E和内阻r，给定的器材有：

待测电池E；

电阻箱R（阻值0～999.9Ω）；

定值电阻R0（阻值为3Ω）；

直流电压表（量程3V，内阻约为6kΩ）；

直流电流表（量程0.3A，内阻约2Ω）；

开关S一个；

导线若干.

①如果在上述两个电表中只选用一个电表与其它器材组成测量电路，为使测量结果有尽可能高的精确度，应选用的电表是，请在虚线框中画出测量电路图.（要求电路中各器材用题中给定的符号标出.）

②某同学用设计的电路读取两组数据（R1、U1，R2、U2或R1、Ⅰ1，R2、Ⅰ2），利用这两组数据列方程组，求得待测电池电动势和内阻分别为E、r.现为了使测量结果更精确，在不改变实验器材、实验电路的前提下，请你提出一条建议：

课后习题

1．

为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图甲为其实验装置示意图.该同学在实验中的主要操作有：

A．用弹簧秤测出木块A的重力为G=6.00N；

B．用弹簧秤测出木板B的重力为Gˊ=9.25N；

C．按图甲的装置安装器材，安装过程中用手按住木块和木板；

D．松开按住木块和木板的手，让其运动，并即刻读出弹簧秤的示数.

①该同学的上述操作中有一个步骤是多余的，有一个步骤存在错误.多余的步骤是，存在错误的步骤是.（填步骤序号）

存在错误的步骤应该修改为

.

②在听取意见后，该同学按正确方法操作，读数时弹簧秤的指针位置如图乙所示，其示数为　　　　N.

根据该同学的测量数据，可得到木块A和木板B之间的动摩擦因数为.

2．某同学用一游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得结果如下图所示，则该工件的长度为L=cm．

3．如图是打点计时器打出的纸带，图中A、B、C、D、E、F等是按时间顺序先后打出的计数点（每两个计数点间有三个实验点未画出），用刻度尺量出AB、EF之间距离分别为2.40cm和0.84cm，那么小车加速度大小是m/s2，方向是．

4．某同学想用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，实验室提供的器材如下：

电源E：

电动势3V

待测电阻Rx

电流表A1：

量程为0～5mA，内阻不详，但不超过10

电流表A2：

量程为0～1mA，内阻50

滑动变阻器R：

最大阻值为50

电阻箱Rˊ：

阻值0～9999.9

开关S

导线若干

该同学先将其中一只电流表改装成了量程为0～3V的电压表，然后分别利用电流表外接法和内接法对电阻Rx进行试测，测量的数据记录如下表

接法、次数

物理量

接法一

接法二

1

2

3

A1：

I1/mA

1.50

2.00

2.50

A2：

I2/mA

0.50

0.67

0.84

0.43

0.57

0.71

①该同学是用电流表（填表的代号）进行改装的，与该表串联的电阻箱的电阻应该调到

②由试测结果可知：

接法采用的是电流表外接法；

接法测量的结果较为准确.

③该同学的测量电路中，变阻器能否作为限流器串接在电路中？

请简述理由.

5．如图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化的关系，图中R0表示0℃时的电阻，K表示图线的斜率．若用该电阻与电池（E，r），电流表Rg，变阻器R’串连起来，连接成如图乙所示电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻温度计”．

（1）实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值．若温度t1<

t2，则t1的刻度应在t2的侧（填“左”、“右”）；

（2）在标识“电阻温度计”的温度刻度时，需弄清所测温度和电流的对应关系，请用E、r、R0、R’、K等物理量表示所测温度t与电流I的关系式：

t=；

（3）由

（2）知：

计算温度和电流的对应关系，需要测量电流表内阻（约为200Ω），已知实验室有下列器材：

滑线变阻器（R1），电阻箱（R2）．此外还有电动势合适的电源、开关、导线等，请在方框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻的电路．

6．有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示.此金属材料重约

，长度约为

，电阻约为

.已知这种金属的电阻率为

，密度为

.因管内中空部分截面形状不规则，无法直接测量．请设计一个实验方案，测量中空部分的截而积

.现有如下器材可供选择：

A．毫米刻度尺　　　　　　　　　B．螺旋测微器

C．电流表（

）　　　　D．电流表（

）

E．电压表（

）　　　　　　F．滑动变阻器（

G．滑动变阻器（

）　　　　H．蓄电池（

I．开关一个，带夹子的导线若干

①除待测金属管线外，还应选用的器材有（只填器材的代号字母）.

②在方框中画出你所设计方案的实验电路图，并在右图中把所选仪器连成实际测量电路.

③实验中要测量的物理量有：

④计算金属管线内部中空部分截面积

的表达式，

7．有一只小灯泡，额定电压为6V，额定功率约为3W，请用下列器材测定小灯泡的额定功率：

电流表A：

量程0~0.6A、内阻约为0.5Ω

电压表V：

量程0~3V、内阻RV=5kΩ

滑动变阻器R:

：

阻值范围0~20Ω、额定电流为1A

定值电阻R0：

阻值R0=10kΩ

电动势约为10V、内阻很小

开关S一个,导线若干

（1）画出实验电路图

（2）实验中，电压表的示数应调为_______V，若此时电流表示数为0.48A，则小灯泡的额定功率为__________W

8．实验室有如下器材：

满偏电流约500μA，内阻约500Ω;

量程0~300μA，内阻1000Ω;

电流表A3：

量程0~1mA,内阻100Ω;

量程0~15V，内阻13kΩ

定值电阻：

阻值1kΩ滑动变阻器：

0~5Ω，额定电流2A

电池：

电动势2V，内阻不计.另有电键，导线若干

要较精确地测出A1表的内阻和满偏电流

在方框内画出测量所使用的电路.

应读取的物理量是：

用这些量表示的A1表的满偏电流Ig=，

A1表的内阻rg=_____________________.

9．发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件，在电路中的符号是.只有电流从标有“＋”号的端流入，从标有“一”号的一端流出时，它才能发光，这时可将它视为一个纯电阻.现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示.

①己知该型号的发光二极管的正常工作电压为2．0V.若用电动势为9V，内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为Ω的定值电阻.

②己知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56mA，请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致.可选用的器材有：

待测发光二极管

直流电源E（电动势4．5V，内阻可以忽略不计）

滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）

电压表V1（量程l0V，内阻约50kΩ）

电压表V2（量程5V，内阻约20kΩ）

电流表Al（量程100mA，内阻约50Ω）

电流表A2（量程60mA，内阻约100Ω）

电键S、导线若干

为准确、方便地进行检测，电压表应选用，电流表应选用.（填字母符号）

③画出利用②中器材设计的实验电路图.

10．用如图所示的装置可以测量棱镜的折射率，ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的两个锐角是已知的，紧贴直角边Ac是一块平面镜，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，使从AB面的出射光线与SO重合,这种情况下仅需要测出就可以算出棱镜的折射率.写出计算折射率的表达式

=

11．待测电阻Rx的阻值约为80

~

，现要准确测定其电阻值，给出的器材有：

电源E（电动势18V，内电阻未知），

定值电阻R2=200

，

滑动变阻器R3，总阻值20

滑动变阻器R4，总阻值200

电流表A，量程0~0.1A，内电阻未知，

单刀双掷开关一个，导线若干.

①试设计一个能准确测量Rx阻值的电路，在右边方框中画出电路图，并在图上标明所选器材的符号.

②简要说明测量步骤.

答：

③写出用测量的物理表示Rx的表达式：

____________

新课标物理考试大纲要求学生分组实验主要知识点及误差来源分析

实　验　名　称

需掌握（注意）的知识点

误差来源

一：

研究匀变速直线运动

（必修1）

打点计时器及使用

利用纸带求瞬时速度；

逐差法求加速度

刻度尺测点距误差（测量误差）

二：

探究弹力和弹簧伸长的关系

弹簧原长测量；

、

图象的描绘；

图象法处理数据

读数误差；

作图误差

三：

验证力的平行四边形定则

等效性；

力的图示中大小、方向的确定；

操作步骤；

两分力不共面；

结点O及两分力确定不准确；

作图误差；

四：

验证牛顿运动定律

控制变量法及具体操作；

纸带处理；

平衡摩擦理由及操作；

的理由；

图象

质量、纸带点距测量误差；

的系统误差；

平衡摩擦不准；

五：

探究动能定理

（鲁科版）

实验原理；

纸带求瞬时速度；

数据处理（合外力做功与

的关系）

g的取值不准确；

（人教版）

（必修2）

实验原理（W）的确定；

等效的思想；

计算法、图象法处理数据；

纸带点距测量误差；

橡皮筋不一致；

六：

验证机械能守恒定律

实验原理（3种方法）；

纸带的选取及处理；

列表法处理数据；

纸带与限位孔摩擦；

空气阻力；

原因分析；

七：

测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

（选修3－1）

螺旋测微器的使用；

电路图；

多次测量取平均值；

电流过大

变化；

直径、长度测量误差；

电表读数误差；

八：

描绘小电珠的伏安特性曲线

伏安特性曲线的描绘；

外接法电流表读数偏大；

九：

测定电源的电动势和内阻

实验原理（4种常见方法）；

电路图（4种）；

U－I图线的描绘及坐标轴的处理；

外接、一电阻箱一电压表（

内接、一电阻箱一电流表（

十：

练习使用多用电表

表盘读数区域及方法；

欧姆表原理及正确使用；

二极管特性及判断方法；

十一：

传感器的简单使用

（选修3－2）

热敏电阻、光敏电阻、光电读数器、力电传感器；

十二：

探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度（含游标卡尺的使用）

（选修3－4）

控制变量法探究单摆的运动；

摆长的测量；

时间测量及周期的确定；

图象法处理数据；

秒表的使用；

游标卡尺的使用；

摆长、周期测量误差；

空气浮力影响（T变大，g变小）；

摆球形成圆锥摆（g偏大）

十三：

测定玻璃的折射率

实验步骤；

插针的方法；

求折射率的方法（数据处理）；

插针不准；

入射角选取不当；

操作不当；

十四：

用双缝干涉测光的波长

仪器摆放顺序；

共轴调节；

条纹间距的测量；

观察误差；

十五：

验证动量守恒定律

（选修3－5）

光电门；

挡光板测瞬时速度；

动量守恒列式；

挡光板测出的不是瞬时速度；

质量测量误差；

挡光板宽度测量；