电学实验Word文档格式.docx

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（题型：

三大约、

三不知）

已知电阻、待测电阻：

二者串联找分压比

二者并联找分流比

待测电阻、可变可读数电阻，分别接入同一电路，调可变电阻，使电路中电表两次读数相同

以上两法不需电路

电路特点：

电压表电流表各一只

两只电压（或电流）表，一个已知电阻

电阻箱、单刀双掷（或两单刀单掷）

（大象、石头、刻痕关系）

电表的测量（RV=？

RA=？

）（注意“自示”功能即V/A中一个量）

①测电压表内电阻，再需一只电流表与之串联②测电流表内电阻再需一只电压表与之并联。

必用已知电阻

①测电压表内电阻：

二者串联找分压比，再用一电压表

②测电流表内电阻：

二者并联找分流比，再用一电流表

将待测电表与可变可读数电阻分别接入同一电路，调可变电阻电路中另一电表有同一读数

不需电路

待测电表自己示出V/A中一个量，再用一只电表测另一量

待测电表自己示出V/A中一个量X，只需用另一电表测已知电阻的X

半偏法—比例法特例

电源的测量（ε=？

r=？

两表一变阻

（课本：

学生实验）

一表两定阻

例题）

理想电压表直测

课文）

函数：

图像：

函数及图像（两种）

另外：

电流表可换为电压表

三、电学实验中的非理想电表

非理想电表的双重作用：

既是测量仪表又是负载

一、非理想电表（Ig、Rg）遵循欧姆定律

1）非理想电压表内阻已知——可当电流表用

2）非理想电流表内阻已知——可当电压表用

3）非理想电表内阻已知——一表三用

二、非理想电表（Ig、Rg）扩大量程

1）电压表内电阻扩大n倍，量程就扩大n倍

2）电流表内电阻缩小n倍，量程就扩大n倍

四、电学实验中的实验原理

数据处理的两种方法

原理的理解：

一表两定阻测电表内电阻为例

电学实验题目思路分析

以上从新角度（电路、测量、仪表）对电学实验内容的归纳总结，找到电学实验的基本模型，这是分析和解决问题的基础。

实际的考题，往往在“模型”上进行发散，以不同的情景进行“包装”，如果掌握好上述的基本内容，就发现考题是“形散意不散”，在“散中寻意”，找到基本模型，解题思路也就很快确定了。

仪器仪表的读数含在题中进行提示

题目阅读量大了，图象多了，思维大了，计算量小了，短小的题目少了。

请看例题：

例1：

从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻，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　　　　　　　　规格

电流表A1　　　量程10mA内阻r1待测（约40Ω）

电流表A2　　　量程500μA内阻r2＝750Ω

电压表V　　　量程10v　内阻r3＝10kΩ

电　阻R1　　　　阻值约为100Ω，作保护电阻用

滑动变阻器R2总阻值约为50Ω，

电　池E　　　电动势1.5V内阻很小

电　鍵K、导线若干

（1）画出电路图，标明所用器材的代号

（2）若选测量数据中的一组来计算，则所用的表达式为：

＿＿式中各符号的意义是＿＿

例2：

一直流电压表，量程为1V，内阻为1000Ω,现将一阻值为5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6~7V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干线。

（1）为达到上述目的，将给出的图连成一个完整的实验电路图。

（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；

当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V，由此可以计算出改装后电压表的量程为V，电源电动势为V。

1、扩大量程→测目标电压表的内电阻→电阻R1

2、由题目给出的三个“组件”及第二问S2要闭合可知三个组件只能串联。

（不能并联，否则会短路）

3、由已知“当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；

当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V”，可知电路两个状态：

R2不接入电路、R2接入电路，串联可以符合电压高变为电压低。

验证了上一步的正确。

4、电路的两个状态对应外电路有两个不同阻值的电阻R1、（R1+R2）；

∵R1、电动势E为未知

∴“一表两定阻”测电源电动势和内电阻，只需将R1视为内电阻的一部分。

5、由于电路呈串联，所以电压表当电流表用。

两次测量（各一个方程）：

两方程联立计算：

量程扩大倍数：

电动势的大小，由方程①：

例3：

某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。

该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999，当标准电阻用）一只电流表（量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1Ω）和若干导线。

①请根据测定电动势E内电阻r的要求，设计下图中器件的连接方式，画线把它们连接起来。

②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值,读出与对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如最右图所示。

处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数;

再制作

坐标图，如右图所示，图中已标注出了

的几个与测量对应的坐标点，请你将与电流表示数及图中实验数据对应的坐标点也标注在坐标图中。

③把描绘出的坐标点连成图线。

④根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=V,内电阻r=Ω

1、实验目的E=？

r=?

→由实验器材知“一表两定阻”测电源

2、本题中电流表是非理想电表，注意其内电阻为已知，出现等效电源，其内电阻（r+rg）

3、按图象及原理推函数式

4、电流表读数0.5A，其倒数为2。

描图如下图所示。

5、斜率=电源电动势

纵截距值=（r+rg）

读图象与计算得：

E=1.5（1.46~1.54）r=0.3（0.25~0.35）

探究目标的转换→测电源电动势和内电阻——新型电源、阅读分析图象、利用图象计算

例4：

硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。

某同学用图示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。

图中R0为已知定值电阻。

电压表视为理想电压表。

①请根据电路图，用笔画线代替导线将实验器材连接成实验电路。

②若电压表V2的读数为U0，则I=____

③实验一：

用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。

见图4，由此可知电池内阻（填“是”或“不是”）常数，短路电流为mA，电动势为V.

④实验二：

减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。

则实验二中外电路消耗的电功率为mW（计算结果保留两位有效数字）。

得到启发：

硅光电池的电动势、内电阻都是随光强度变化的。

与课本上讲的有区别

测电源电动势和内电阻——新型电源、阅读分析图象、利用图象计算、探究

1、“两表一变阻测电源”的变形。

将电流表用理想电压表V2和一个定值电阻R0代替，按欧姆定律可得“电流表”示数（U0/R0）　实物电路如图。

2、分析阅读U-I曲线a：

斜率有变化—变大→内电阻有变化，不是常数。

短路电流295μA＝0.295mA。

纵截距之值是电动势的大小E＝2.65V。

3、分析阅读U-I曲线a：

当路端电压1.5V时→对应的电流210μA→对应外电路电阻（1.5V/210μA）。

“当路端电压1.5V时”可以改变为“当外电阻（1.5V/210μA）时”。

原题题意为下：

在这样的外电阻（1.5V/210μA）时，“实验二”中外电路消耗的电功率为几？

（抓题意的理解？

硅光电池的电动势、内电阻均是变化的。

两次实验是两个电池。

两次实验的不变量是外电阻！

4、a线表示第1次的实验即第1个电源、b线表示第2次的实验即第2个电源，当两电源有同一个外电阻时，在图象上的表示是什么？

——见下图

5、分析阅读U-I曲线b：

表示外电阻的直线与b的交点两坐标值：

U＝0.7V，I=95μA＝0.095mA。

外电路消耗的电功率

P＝UI＝0.7V×

0.095mA=0.067mW

例5：

2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。

材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。

若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻－磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。

为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。

请按要求完成下列实验。

（l）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响）。

要求误差较小。

由实验原理导出函数表达式是认识新图象的方法！

斜率与截距是解决问题的突破口。

对于无解析式的新图象要注意图象上数据提供的查阅功能。

提供的器材如下：

A．磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150Ω

B．滑动变阻器R，全电阻约20Ω

C．电流表

，量程2.5mA，内阻约30Ω

D．电压表

，量程3v，内阻约3kΩ

E．直流电源E，电动势3v，内阻不计

F．开关S，导线若干

（2）正确接线后，将磁敏电阻置人待测磁场中．测量数据如下表：

根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=＿Ω，结合图l可知待测磁场的磁感应强度B=______T。

图1

（3）试结合图l简要回答，磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？

（4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻~磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？

1、新图象：

①两个坐标轴有三个物理量，其中有R0是定值。

②无解析式的图象注意对图中数据的查阅，找其对应的物理意义。

2、伏安法测电阻电流表内、外接的判断——易错！

被测电阻大约多大？

利用图象的查阅！

→内接

无磁场时阻值Ro=150Ω

内阻约30Ω

内阻约3kΩ

Rx→kΩ

待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T

3、叙述的完整、准确、简洁（非线性、线性）

磁敏电阻的阻值在0~0.2T区间内，阻值随着磁感应强度做非线性变化，在0.4~1.0T磁敏电阻的阻值随磁感应强度做线性变化。

4、阅读新图象---（轴、线），叙述的完整、准确、简洁

磁敏电阻的阻值随磁感应强度的大小而变化，与磁感应强度的方向无关。

题目特点：

①一个没有解析式的图像，我们该怎样利用。

②对于一个陌生的图像我们应该怎样阅读。

点金

近年来考题中频频出现热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、磁敏电阻等等。

均可看成是变阻器，与通常所用的滑线变阻器相比只是变化起因不同而已。

①两图的控制开关不同：

以“电压启动”以“电流启动”

②对控制开关的供电就有：

“分压供电”、“限流供电”

③只要将“分压供电”“限流供电”中的变阻器用光敏电阻替换即可。

例6：

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。

光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。

某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

①根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。

答案：

光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而变小，而且为非线性的变化。

②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。

给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（Lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。

（不考虑控制开关对所设计电路的影响）

电源E（电动势3V，内阻不计）；

定值电阻：

R1=10k，R2=20kR3=40k

（限选其中之一并在图中标出）开关S导线若干。

1）“当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统”、“当天色渐暗照度降低至1.0（Lx）时启动照明系统”

∴1、2之间加光敏电阻，电流通过会有电压→“光控电压”。

查表知光敏电阻阻值20kΩ引发开关启动，由欧姆定律→I=U/R=0.1mA

2）供电电路应由：

电源E、开关S、变阻器RP及Rx组成。

R总=E/I=3/0.1=30kΩ，

附加电阻Rx=30-20=10kΩ

在定值电阻中选择出R1。

连线如图

将光敏电阻视为变阻器，要求的是设计一个“分压供电”。

例7

2009-宁夏卷-实验题电路设计的分析

新：

单一电源-两路供电！

但是在课本上的仪器原理图上不止出现一次。

这要我们引起注意。

一个电源对两路并联的电路！

例8：

如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。

在开关闭合后，发现小灯泡不亮。

现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：

电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。

（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的挡。

在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的挡。

这是近年来较少出现的以检测电路故障为情境的实验题目。

（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明___可能有故障。

（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。

1、安全使用多用电表的基本要求：

被测物带电时绝对不可用Ω档进行测量∴第

（1）问答为：

电压档欧姆档

2、“在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势”，相当于电压表直接接在电源两端并外电路断开，∴第

（2）问答为：

开关、5点、6点这三处有“使电路断开”的现象

3、第（3）问考查欧姆表的使用。

将灯泡拆离电路，使用多用电表的Ω档进行测量。

步骤如下：

①两表笔短接，Ω档调零

②测灯泡电阻，电阻不可为无限大或零