高三物理实验全集电学文档格式.docx

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准点约1厘米处再选一个点，在此点将右手拿着的探针跟导电纸接触这时

一般会看到电流表的指针有偏转，左右移动右手探针的位置，直至找到一

点，使电流表的指针没有偏转为止，说明这个点跟基准点的电势相等。

用

探针把这个点的位置印在白纸上。

照上述方法，在这个基准点的两侧，各

探测出五个等势点，每个等势点相距1cm左右。

用同样的方法，探测出

另外四个基准点的等势点。

4、画等势线：

取出白纸，根据五组等势点画出五条平滑的曲线，它们就是等

势线。

⑤误差分析

1、电表灵敏度不够产生误差。

2、作图连线时带来误差。

⑥其它知识

1、G表的探针任意接触导电纸上的两点G表都不转动的可能原因。

（I）G表坏了。

（II）电极接线没有接通。

（III）导电纸有导电物质的一面朝下了。

2、G量程越小，灵敏性越好。

3、操作方法要正确。

二、测定金属的电阻率

①实验原理：

1、R可以通过伏安法测电阻等实验方法求出。

2、L可以用游标卡尺量出。

游标卡尺读数主尺读数（整数格）10+标尺与主尺刻度线对齐前标尺的格数

注意：

1若后部分乘积为0时不能丢，必须填零补齐。

2读出来的数值单位为mm

3用游标卡尺测量长度时，有效数字极易弄错，一定要根据读数公式理解

求解。

3、S可先用螺旋测微器（即千分尺）测出材料的直径，再通过公式

算出。

螺旋测微器读数主尺读数（含半格）+套筒读数（要估读一位）0.01

②误差分析

1、电阻测量产生误差。

2、长度L及直径d测量时产生误差。

③其它知识：

1、读数公式读出来的数值单位是毫米（mm），和答题要求的单位有可能不一

致，因此要注意单位转化。

2、结合不同类型材料的电阻率与温度有关的性质综合求解。

三、用伏安法测电阻

1、认识电表内阻对测量造成的系统误差，掌握减小和修正这种误差的方法。

2、全面认识电学测量中的偶然误差，掌握减小它的方法。

②实验仪器

待测电阻、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线、坐标纸。

1、实验仪器的选取及注意事项。

根据题目信息从电压、电流、电阻等角度出发合理选择电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻、变阻箱等实验仪器。

（I）从灵敏性角度，安全性角度，误差分析角度等综合入手求解为突破口。

例：

电源电动势的选取，太大则容易烧坏电路或电学器件，太小则实验现象

不明显，故要合理选择。

电压表量程，电流表量程的选取，量程太大则偏转不明显实验误差大，

量程太小则容易烧坏电表。

（偏转范围在量程的

为佳）

滑动变阻器的选取，分压式选用阻值较小的，限流式选用阻值较大的（也

不要太大一般情况下是选用几十欧姆的），但如果滑动变阻器有额定电流

等限制则要另外分析求解。

电表量程的选取要匹配

I、当电流表和电压表有选择余地时，应选择电流表和电压表指针能同时接

近满偏或能同时至少超过1/3量程的进行匹配。

II、如果实验中电表没有选择余地，而两表量程又不匹配时，应利用定值电

阻加以协调。

2、电流表的外接与内接

3、滑动变阻器的限流与分压

限流式：

优点是比分压式更加精确，缺点是不可以从0开始多测几组数据且

没有分压式安全。

（a）

滑动变阻器连线时导线应连在接线柱上，而不应该连在滑片上。

题目中若出现“为了精确测量……”并不代表就是用限流式。

分压式：

优点是可以从0开始多测几组数据，缺点是没有限流式精确。

（b）

I、题目要求电路中的电压或电流从零开始连续调节，只有分压式。

II、当用电器电阻大于滑动变阻器全值电阻时，且实验要求电压变化范围

较大，一般选用分压电路。

III、若采用限流电路，电路中的最小电流超过了滑动变阻器等的额定电

流时，必须选用分压电路。

IV、若两种电路都能满足要求时，从减小电能损耗及精确性考虑，应优

先选用限流电路。

负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻）

负载RL上电流调节范围（忽略电源内阻）

相同条件下电路消耗的总功率

限流接法

E≤UL≤E

≤IL≤

EIL

分压接法

0≤UL≤E

0≤IL≤

E（IL+Iap）

比较

分压电路调节范围较大

限流电路能耗较小

经验：

分压比限流考查的更多，因限流式没有分压式安全，约束条件更多。

4、列表作图通过改变滑动变阻器的位置，可以测得多组被测电阻的U、I数

据，作被测电阻的U-I图象，因为恒定电阻的U-I图象为过原点的直线，所

以U-I图象的斜率

（在图象中选取两个较远的点求解可

以减小实验误差）。

（I）在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上（或使各点均匀地分布在

直线的两侧），个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。

这样，就可使偶

然误差得到部分抵消，从而提高精确度。

（II）根据电阻率的性质理解理想情况下被测电阻的U-I图象为一条过原点的

直线，而实际情况被测电阻的U-I图象为一条曲线。

④误差分析

1、由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差。

2、测量时读数带来误差。

（严格按照读数规则读数）

3、在坐标纸上描点、作图带来误差。

（用细铅笔，严格标度）

总结：

对于电表、电学器件等的合理选择，电流表的内接还是外接，滑动变阻

器的分压还是限流，是否设立保护电阻等，要从灵敏性角度，安全性角度，

误差分析角度，题目要求等信息综合求解。

描绘小灯泡的伏安特性曲线

原理：

伏安法测电阻原理。

电路中的小灯泡由于随着工作时间的增长温度会升高，则电阻率会增

大即电阻会增大，因此描绘的小灯泡的U—I图象或I—U图象均为一条

过原点的曲线。

I、描绘小灯泡的伏安特性曲线需要从0开始多测几组数据故滑动变阻器采

用分压式，而灯泡的电阻比较小，因此电流表一般采用外接法。

II、结合图象信息求解有关问题。

作U=EIr路端电压与干路电流的U—I图线与小灯泡的U—I图线的交点

坐标对应着此电源与此灯泡串联接入电路时的路端电压和干路电流的数

值，同时也是小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流所对应的数值。

（若还串联其它的电阻，则可以把其它电阻视为电源的内阻灵活处理求解）

电表的改装

（1）电流表原理和主要参数

电流表G是根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：

即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；

满偏电压U：

即指针满偏时，加在表头两端的电压，故Ug＝IgRg

（2）电流表改装成电压表

方法：

串联一个分压电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n＝

，则根据分压原理，需串联的电阻值

，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。

（3）电流表改装成电流表

并联一个分流电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n＝

，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值

，故量程扩大的倍数越高，并联电阻值越小。

需要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流Ig和满偏电压Ug，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。

其他测电阻的方法

四、测定电源的电动势和内阻

1、了解并掌握测定电源的电动势和内阻的原理和实验方法。

2、学习用图象法处理实验数据。

电压表，电流表、滑动变阻器，待测电源，开关，导线若干。

如图所示，若电压表、电流表作理想电表处理，则电压表测的是路端电压，电流表测的是干路电流。

通过改变滑动变阻器的阻值可测多组路端电压与干路电流U数据，作路端电压与干路电流的U-I图象并延长至与两坐标轴相交。

I、当干路电流I=0时，则对应的路端电压U为电源电动势E

（即U-I图象与U轴的交点纵坐标为电源电动势E）

II、当干路电流IImax最大时，则R外0r内

（即U-I图象的斜率表示电源的内阻，故可以在U-I图象中取两个较远的点

求斜率即r内）

因为R外=

，所以在路端电压与干路电流的U—I图象中某

点与坐标原点连线的直线的斜率表R外

III、伏安法测电源电动势和内阻应选用旧的干电池作为被测电源，因为这样可

使电压表示U的变化更明显。

下图是测某一电源的电动势和内阻而作出的U-I图象，则：

④误差分析（电表有内阻带来实验误差）

路的UI图象如上图丁所示，则：

E测=E真实，r内测>

r内真。

推广1：

根据电路特点，由公式推导再结合数学函数理解

图象、

图

象及

图象的图线性质，同时理解图线的斜率、截距等所代表的物

理意思而灵活解题。

推广2：

计算法求解电源的电动势和内阻

以下为4种测电源电动势的电路，则：

五、练习使用多用表

<

一>

、欧姆表原理（多用电表测电阻原理）

1．构造：

如图1所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成．

图1

欧姆表内部：

电流表、电池、调零电阻串联．

外部：

接被测电阻Rx.

全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx

2．工作原理：

闭合电路的欧姆定律I＝

.

3．刻度的标定：

红黑表笔短接（被测电阻Rx＝0）时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆表调零．

（1）当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．（图甲）

（2）当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．（图乙）

（3）当I＝

时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻．

二>

、多用电表

1．表盘：

多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．外形如图2所示：

上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；

下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和测试笔的插孔．

图2

由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度．

2．挡位：

如图3所示，其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量端，5为电阻测量端，测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过选择开关接入与待测量相对应的测量端．

图3

三>

、二极管的单向导电性

1．晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图4甲所示．

2．晶体二极管具有单向导电性（符号上的箭头表示允许电流通过的方向）．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；

当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．

图4

3．将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极．

四>

、练习使用多用电表

实验目的

1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法．

2．会使用多用电表测电压、电流及电阻．

3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件．

实验器材

多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻（大、中、小）三个．

实验步骤

1．观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程．

2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．

3．将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．

4．按如图5甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．

5．按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．

图5

6．用多用电表测电阻的步骤

（1）调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度．

（2）选择开关置于“Ω”挡的“×

1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞.

（3）将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较．

（4）选择开关改置“×

100”挡，重新进行欧姆调零．

（5）再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较．

（6）测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．

五>

探索黑箱内的电学元件

判断目的

应用挡位

现象

电源

电压挡

两接线柱正、反接时均无示数说明无电源

电阻

欧姆挡

两接线柱间正、反接时示数相同

二极管

正接时示数很小，反接时示数很大

电容器

指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢

电感线圈

示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数

六>

数据处理

1．测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积，指针示数的读数一般读两位有效数字．

2．测电流和电压时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可．

七>

误差分析

1．电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池．

2．欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点．

3．由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针指中值附近（

R中～4R中）．

4．测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值．

5．读数时的观测易形成偶然误差，忘记乘以相应倍率，要垂直表盘正对指针读数．

八>

注意事项

1．表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向应为“红入”，“黑出”．

2．区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；

欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．

3．测电压时，多用电表应与被测元件并联；

测电流时，多用电表应与被测元件串联．

4．刻度线有三条：

上为电阻专用，中间为电流、电压、交流直流共用，下为交流2.5V专用．

5．由于欧姆表盘难于估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率．

6．使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．

7．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．

8．测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零．

9．在研究二极管的单向导电性时，切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器，不能只连接一个二极管，否则极易烧坏二极管．

10．使用完毕，选择开关要置于OFF挡．长期不用，应把表内电池取出．

记忆口诀:

机械调零第一步，断开表笔调螺母，

指针指向∞时，根据阻值来选挡.

短接表笔指零Ω，测时双手勿触阻.

中值附近去读数，测量阻值高精度.

勿忘得数乘倍率，用完拨回“OFF”挡.