高考电学实验讲义电学实验其实非常简单Word文件下载.docx

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∵I真=I测+IV，而

，U越大，IV越大，U趋于零时，IV也趋于零。

∴它们的关系可用图乙表示，测量图线为AB，真实图线为A’B

由图线可看出测量图线AB的斜率的绝对值和在纵轴上的截距都小于A’B，因此内阻r和电动势E都小于真实值。

对于测量值小于真实值也可以由电路上解释：

由于实验中把变阻器的阻值R看成是外电路的电阻。

因此电压表应看成内电路的一部分（如图甲中的虚线方框所示），故实际测出的电池和电压表这一整体的等效电动势E测和等效内阻r测。

∵电压表和电池并联，∴等效内阻

∵外电阻R断开时ab两点间的电压Uab等于等效电动势E测，此时电压表与电源构成回路。

∴

二．对于电源而言电流表内接法

测量电源的电动势的内阻的第二种如图所示。

由于电流表的分压作用：

∵U真=U测+UA=U测+IRA，RA为电流表的内阻。

这样在U—I图上对应每一个I应加一个修正值UA=IRA，由于RA很小时，UA趋于零，I增大，UA也增大。

理论与测量值的差异如图所示。

由图可知：

E测=E理，r测=r真+RA>

r真。

当然可也以从电路上解释，E测=E真，电流表电阻RA与内阻r测串联，r测=r真+RA>

三、如何选择分压与分流电路

如果实验中要求被测元件的电压是从零伏调起的，或者是要求电压调节范围较大的情况，就应该选择分压电路，其分压电阻尽量选择阻值较小并且允许电流较大的滑线变阻器。

如果没有上述电压的限制，分压电路与限流电路都可以的情况下，应该首选限流电路。

可得到如下结论：

（1）若需要被测电阻R两端电压变化范围较大，或需要从零开始连读可调电压，应选图乙的分压电路；

（2）若采用限流电路时，如果电路中最小电流大于或等于被测电阻Ｒ的额定电流，必须采用分压电路；

（3）当

时，为使被测电阻中电流有明显变化，也应选分压电路；

（4）当

时（或两者相差不多），虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制．或两种电路都满足实验要求时．但图甲的限流电路具有节省电能、电源负担轻、电路连接简便等优点，应选图甲的限流电路较好。

四、两种半偏法测电阻

1限流半偏法　　

（1）实验原理如图1所示，其中R为电位器（或滑动变阻器），R′为电阻箱，G为待测电表。

（2）实验操作顺序

　　①按原理图连结好电路，断开S1、S1，将R阻值调到最大；

　　②合上S1，调节R，使电表G达到满偏；

　　③保持R阻值不变，再合上S2，调节R′，使G达到半偏；

　　④断开S1，记下R′的阻值；

⑤在R>

>

R′时，Rg=R′。

　　（3）误差分析

　　本实验是在R>

R′的情况下，并入R′后，对总电阻影响很小，即认为干路电流仍等于Ig时，近似认为Rg=R′。

但实际上并入R′后，总电阻减小，干路电流I>

Ig，通过R′的电流IR'

Ig/2，因此，Rg>

R′。

所以测量值比真实值偏小，而且Rg越小，测量误差越小。

2分压半偏法

（1）实验原理如图2所示，其中R为滑动变阻器，R′为电阻箱，V为待测电表。

（2）实验操作顺序

　　①连结电路，断开S，并将滑片置于最右端，调节R′=0；

　　②合上S，调节滑动变阻器R，使电表达到满偏；

　　③保持滑片位置不动，调节电阻箱R′的阻值，使电表半偏；

　　④断开S，记下R′的读数；

　⑤在RR′时，Rv=R′。

　　本实验是在R<

<

R′的情况下，串入R′后，对回路总电阻影响很小，可以忽略不计，即分压部分的电压保持不变，所以当电表半偏时，认为：

Rv=R′。

实际上串入了R′之后，并联部分的电阻增大，分得的电压增加了，R′两端的电压UR′>

Ug/2，因此，R′>

Rv。

所以测量值大于真实值，而且Rv越大，测量误差越小。

　　综上所述，用半偏法测电表内阻时，一般需要一个滑动变阻器和电阻箱，而且滑动变阻器的电阻与待测电阻悬殊较大。

当待测电阻阻值远大于滑动变阻器的总电阻时，用分压半偏法，测量值偏大；

当待测电阻远小于滑动变阻器的总电阻时，用限流半偏法，测量值偏小。

简记为“大大小小”（即测大电阻，用分压半偏，测量值偏大；

测小电阻，用限流半偏，测量值偏小）。

五、电表、电表的改装

1.灵敏电流表G

（1）三个主要参数

①内阻Rg:

电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。

②满偏电流Ig:

指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。

③满偏电压Ug:

电流表通过Ig时两端的电压，大约零点几伏。

（2）三个参数间的关系：

由欧姆定律可知Ug=IgRg

注意：

电表就是电阻。

2.电压表

（1）电压表的改装

电流表G的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压U-Ug，电阻R叫分压电阻。

（2）电压表的内阻：

Rv=Rg+R

3.电流表的改装

电流表G的电压量程Ug=IgRg，当改装成量

程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流I-Ig，电阻R叫分流电阻。

（2）电流表的内阻：

RA=Rg×

R/（R+Rg）

4.电流表改装成欧姆表

①原理：

闭合电路的欧姆定律

②如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R，使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。

这时有：

③当两表笔间接入电阻Rx时，

电流表的电流为：

多用电表读数

【例1】（1998上海·

19）图21-2表示用多用电表测电路中电流的实验，图中多用表测定的是_____（填甲电阻的电流、乙电阻的电流或总的电流），测得的值是___________。

析与解：

根据电路可以看出：

多用表和乙电阻串联，它们再和甲电阻并联。

所以测量的肯定是乙电阻的电流。

测直流电流对应中间标示“

”的刻度线，选择开关指在量程100mA，应读0-2-4-6-8-10一组数字（看成0-20-40-60-80-100），而且精度为

可以读出的准确示数为48mA，估读的方法是：

将一小格进行十等分，再看指针在一小格的位置（本题中指针在

位置处），尾数估读为

（±

0.1）×

2（精度）。

即：

2=1.4±

0.2mA，故测量结果为48+（1.4±

0.2）=（49.4±

0.2）mA。

读数为49.4mA（只要在49.2mA～49.6mA即可）。

使用多用表时应该注意：

①表笔到实物不同的接法对应不同的功能（测电阻时，对象应从工作电路断开）；

②不同的挡位对应表盘上不同的刻度线；

③看清精度，确保电流或电压值估读正确。

解答本题时错误的情况有：

①不能看清电路实质，认为是测甲和乙的总电流；

②未掌握估读原则，粗略地读作49mA或者50mA；

③不能合理选择表盘对应刻度，导致精度判断失误，测量结果表达混乱。

【例2】

（2008年宁夏理综）

图1为一正在测量中的多用电表表盘.

（1）如果是用×

10

档测量电阻，则读数为

。

（2）如果是用直流10mA档测量电流，则读数为mA。

（3）如果是用直流5V档测量电压，则读数为V。

【解析】

（1）电阻读数要用刻度乘以档位的倍率，即6×

10=60

；

（2）用10mA档测量电流，每格刻度为0.2mA，读数为6mA+5.9×

0.2mA=7.18mA；

（3）用直流5V档测量电压，每格刻度为0.1V，读数为3V+5.9×

0.1V=3.59V。

答案:

（1）60

（2）7.18（3）3.59

课堂训练

1、（天津卷）9.（3）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ。

实验室提供的器材有：

电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；

电压表V2，量程5V，内阻为5KΩ；

定值电阻R1，阻值30Ω；

定值电阻R2，阻值为3KΩ；

滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；

电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；

开关S一个，导线若干。

①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV。

该方案实际上不可行，其最主要的原因是

②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。

要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。

试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号：

③由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。

2、（北京卷）21．（18分）（１）甲同学要把一个量程为200

的直流电流计

，改装成量度范围是0～4Ｖ的直流电压表。

①她按图１所示电路、用半偏法测定电流计

的内电阻rg，其中电阻Ｒ0约为１

为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源Ｅ应选用______________，电阻器Ｒ1应选用______________，电阻器Ｒ2应选用______________（选填器材前的字母）

Ａ．电源（电动势1.5Ｖ）　　　　　　　　　Ｂ．电源（电动势6Ｖ）

Ｃ．电阻箱（0～999.9

）　　　　　　　Ｄ．滑动变阻器（0～500

）

Ｅ．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～5.1

Ｆ．电位器（0～51

②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将Ｒ２的阻值调至最大。

后续的实验操作步骤依次是______________，______________，______________，______________，最后记录Ｒ1的阻值并整理好器材。

（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）

Ａ．闭合Ｓ１

Ｂ．闭合Ｓ２

Ｃ．调节Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

Ｄ．调节Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

Ｅ．调节Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

Ｆ．调节Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

③如果所得的Ｒ１的阻值为300.0

，则图１中被测电流计

的内阻ｒ的测量值为______________

，该测量值__________实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

④给电流计

__________联（选填“串”或“并”）一个阻值为__________

的电阻，就可以将该电流计

改装为量程４Ｖ的电压表。

（2）乙同学要将另一个电流计

改装成直流电压表，但他不仅借到一块标准电压表

、一个电池组Ｅ、一个滑动变阻器

和几个待用的阻值准确的定值电阻。

①该同学从上述具体条件出发，先将带改装的表

直接与电压表

校准。

请你画完图２方框中的校准电路图。

②实验中，当定值电阻Ｒ选用17.0

时，调整滑动变阻器

的阻值，电压表

的示数是4.0Ｖ时，表

的指针恰好指到满量程的五分之二；

当Ｒ选用7.0

时，调整

的示数是2.0Ｖ时，表

的指针又指到满量程的五分之二。

由此可以判定，表

的内阻ｒｇ是_______

，满偏电流

是_______ｍＡ。

若要将表

改装为量程是15Ｖ的电压表，应配备一个_______

的电阻。

3、（重庆卷）22.

（2）在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：

灯泡1，量程恰当的电流表示A和电压V，直流电源A,滑动变阻器R，电键S等，要求灯泡两端电压从OV开始变化，

①实验中滑动变阻器应采用____________接法（填“分压”或“限流”）

②某同学已连接如题22图2所示的电路，在连接最后一根导线的C端到直接电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改下

A．__________________________________________

B．_______________________________________________

③电路连接正确后，分别测得两只灯泡

和

的伏安特性曲线，如题22图3中Ⅰ和Ⅱ所示。

然后将灯泡

、

与电池组（电动势和内阻均恒定）连成题22图4所示电路。

多次测量后得到通过

的电流平均值分别为0.30A和0.60A。

A.在题22图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。

B.由该曲线可知电池组的电动势为_________V，内阻为_________

（取2位有效数字）

4、（上海物理）29.（6分）某同学利用DIS，定值电阻

、电阻箱

等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的

关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b.

（1）由图线a可知电池a的电动势

=______V，内阻

=____

（2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b链接，则两电池的输出功率

_______

（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率

_____

（填“大于”、“等于”或“小于”）。