电学实验：1.描绘小灯泡的伏安特性曲线

          2.改表

          3.伏安法测电阻

          4.测电阻率（游标卡尺、螺旋测微器的使用）

          5.测电池的内阻与电动势

一. 基本电路

1.  滑动变阻器的分压、限流接法：

  

分压与限流的选择依据：

1） 题目中明确要求待测电阻两端的电压U，通过待测电阻的电流I从零开始连续可调

2） 若用限流式接法，电路中的最小电流仍大于某个串连在电路中的用电器（比如安培表）的额定电流（或最大量程），则必须用分压式接法。

3） ·待测电阻Rx与变阻器R相比过大，这时，我们可以认为如果采用限流式，变阻器电阻的改变对电路的影响十分微弱，从而起不到改变电流的作用。

·与之相反，如果待测电阻Rx与变阻器R相比过小，则应采用限流式。

   有些题目中采用试触的办法来判断。如果电流表变化较大（这里的变化指的事变化率），说明电压表分压作用明显，说明待测电阻阻值和电压表接近，说明是大电阻。反之，如果电压表变化明显，说明电流表分流作用明显，说明待测电阻是小电阻。

2.  电流表的内接与外接

 总结：大内大，小外小（大电阻用内接，测量结果偏大；小电阻用外接，测量结果偏小）

原因：大电阻内接，测安培表（电阻小）的分压效果不明显，小电阻用外接，则电压表（阻值很大）的分流效果不明显

·当待测电阻Rx＜时，视Rx为小电阻，应选用外接法；当Rx＞时，视Rx为大电阻，应选用内接法；当Rx＝时，两种接法均可。

二. 实验器材的选择

标准：安全（这里所指的应该是用电器的最值，而不是电源与元件的）、达到要求

顺序：电源----电压表----电流表----变阻器

·电源：不超过最大即可

·电表：如果示数不超过量程的1/3，则选用较小的

·滑动变阻器：安全、确定范围是否足够，参考电路（分压与限流对其要求不同）

  分压式：

                           

如图1所示，在滑动变阻器分压式接法中待测部分电压随滑动变阻器调节滑动距离变化图像，图中的k表示滑动变阻器总阻值与待测电阻的比例。

从图中可以看出当滑动变阻器与待测电阻的比值越大时，滑动变阻器先移动较长距离时待测电阻电压变化较小，而后移动很小距离时待测电阻电压却急剧上升，这在实验操作中是难以控制待测电阻取适当电压的；而当滑动变阻器与待测电阻的比值越小，待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化越接近线性关系。

因此，分压式电路中滑动变阻器的阻值应选用阻值较小的（小于待测电阻）。

2、限流式接法中应选择阻值与待测电路电阻接近的滑动变阻器

如图2所示，在滑动变阻器限流式接法中待测部分电压随滑动变阻器调节滑动距离变化图像，图中的k表示滑动变阻器总阻值与待测电阻的比例。

从图2中可以看出：滑动变阻器与待测电阻比值越小，待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化越接近线性变化，但电压变化幅度却很小，不便于取多组有明显差别的数据多次测量；而当滑动变阻器与待测电阻比值越大时，虽然待测电阻上的电压变化幅度很大，但滑动变阻器先移动较长距离电压变化幅度较小，而后移动很小距离电压却急剧上升，这在实验操作中是难以控制待测电阻取适当电压的；而当滑动变阻器与待测电阻阻值相接近时，待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化接近线性关系，且待测电阻上的电压变化幅度较大。

因此，限流式电路中滑动变阻器的阻值应选用阻值与待测电阻相接近的。

三．测电源电动势与内阻

（1）测量电路如图

（2）测量方法

·计算方法

测两组端电压U和电流I值，然后通过以下式子求解。

E＝U1＋I1r

E＝U2＋I2r

·作U——I图象方法

通过调节滑动变阻器，取得多组（U，I）值，然后在坐标中描点，连成直线

纵轴截距的含义：电动势E

横轴截距的含义：短路电流I0

斜率的含义：电阻。求解方法：r= 或用直线上任意两点求解斜率的绝对值。（一定要注意图像是否移轴，要用实际的I0 与E算，而不完全是倾斜角）

·E，r是不会在电表中显示出来的。我们用图像得到的E r是通过作图得到的

两种常见测电动势的电路

法1：（选择这种电路）

 1、误差来源：伏特表分流；

 2、测量值与真实值的关系：  E测 真      r测＜ r真

·得到E是在I=0的情况下的，但是，在这种电路中。即使电流表的示数为0，电压表中仍有电流。所以，我们只有将电压表等效为电源，才能认为电路中没有电流。

法2：

1、若安培表外接，则电流的测量值与总电流相等，而 伏特表的读数则小于路端电压。所以此时的误差来自于安培表分压。

2、测量值与真实值的关系：

E测= E真 , r测＞ r真

      

·原理同上，但是由于r的误差过大，所以我们仍选择第一种

四．测电阻

1.伏安法测电阻（主要方法）

依据欧姆定律，根据选择的元件，先选择滑动变阻器是分压还是限流和电流表内接或外接。在进行计算。

2.半偏法测电阻

方法：选择电阻远大于电流计内阻的变阻器R接入干路（这样，当多一个支路的时候，由于滑动变阻器电阻很大，所以对电路影响不大），首先接通 S1，调节R似电流计满偏；再闭合S2，调节变阻箱R1，使电流计指针半偏；由于并联部分的电阻远小于变阻器R的电阻，所以调节变阻箱R1时，可以近似认为总电流没有发生变化，所以通过表头和R1的电流近似相等，故此时R1的值近似等于表头的内阻。

注意：（1）接入干路的变阻器R阻值必须远大于表头内阻，所以尽量选大的；

     （2）与表头并联的R1必须使用电阻箱，因为电阻箱才可以直接读出阻值；

     （3）实际上，通R1的电流大于总电流的一半，而此法测得的表头内阻偏小。

3.  替代法

五．电表的改装

1、 各种电表的表头均为灵敏电流计，表头指针偏转角度与通过它的电流成正比。

电压表：

2、 电压表 ：Rx＝U/Ig－rg   其中U为改装后的量程，

而改装后电压表的内阻为Rv=U/Ig。

（帮助分压）

3 电流表：Rx= Ig rg/（I－Ig） 其中I为改装后的量程.，

而改装后电流表的内阻为RA= Ig rg/I

      （帮助分流）

六．多用电表

·欧姆档

·欧姆档中有内置电源，所以在不用时将其调整至交流电压最大处或者是OFF档

·无论测量什么，在开始测量前都必须观察电表的指针是否指在最左端的刻度盘上，若不然就必须进行机械调零，机械调零在整个实验过程成只需要调一次；

欧姆调零应在选择好欧姆表倍率之后进行，并且每更换一次倍率，都需要重新调零一次！

·无论测量什么，外部电流总是从红表笔流入表壳，从黑表笔流出表壳；作为欧姆表使用时，黑笔与内置电源的正极相连，红笔与内置电源的负极相连。

·做为欧姆表使用时，若指针偏转过小（既刻度盘上读数过大），则应更换较大的倍率；

·若指针偏转过大（既刻度盘上读数过小），则应更换较小倍率。

欧姆表内阻：，其中R0为调零电阻。

根据闭合电路欧姆定律：

所以Rx=—R内

由上式可知，Rx和Ix之间有种一一对应的关系，所以可以通过计算将电流的刻度转化为电阻的刻度，并且由上式可以看出，电阻刻度应该不均匀。

1、 设欧姆表内阻为R内，表头满偏电流为Ig，则有=，此时指针恰好满偏，指向零刻度。

2、 当时，表头指针半偏，此时的Rx=R内我们称之为中值电阻，当待测电阻阻值与中值电阻比较接近的时候，测得的数据比较准确。

3、 欧姆表刻度盘不均匀，读数大的区域刻度密集，读数小的区域刻度稀疏，既：左密右疏。

按倍率读数

·其他档位

其他档位按比例读数，即最大量程按比例分配。

七．游标卡尺与螺旋测微器

1.游标卡尺

以10分度游标卡尺为例说明。如图所示，将主尺的9小格9毫米长度平均分成10份，做成游标尺，游标尺的每小格即为0.9毫米,比主尺相应小0.1毫米,根据游标尺和主尺的刻度错位可测量不足一毫米的长度。主尺和游标尺上对应的一等份差值，叫做精确度，它体现了测量的准确程度。游标卡尺正是利用主尺和游标尺上每一小格只差，来达到提高精确度的目的，这种方法叫做示差法。

    

如图3所示，游标尺上的第六条刻度线与主尺上的某一条对齐，则被测物体的长度：

同理，当游标上第n条刻线与主尺上的某一条刻线对齐时，被测物体长度为：             

确认游标格数,算出游标卡尺精确度：

·10分度游标卡尺精确度为；

·20分度游标卡尺精确度为；

·50分度游标卡尺精确度为；

·从主尺读出游标尺零刻线前的毫米数；

·看游标尺上第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是,得游标尺示数L2；

·测量结果

·注意单位和有效数字“0”　游标尺不需要估读

2.螺旋测微器

二、螺旋测微器原理

螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，可动刻度有50 个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺。

三、螺旋测微器读数方法

1、先读固定刻度。再读半刻度，若半刻度线已露出，记作 0.5mm；若半刻度线未露出，记作 0.0mm；

2、再读可动刻度（注意估读）。记作 n×0.01mm；

3、读数结果为：固定刻度+半刻度+可动刻度；

        

第二篇：人教版高中物理电学实验要点总结 - 副本

电 学 实 验 小 专 题

考点一、仪表的读数

电流表量程一般有两种——0.1~0.6A，0~3A；电压表量程一般有两种——0~3V，0~15V。如图10-1所示：

1、不需要估读的仪表

2、估读规则

3、螺旋测微器和

游标卡尺的读数

考点二、实验电路的选择

（1）测量电路的选择（安培表内、外接电路的选择）

内大高 外小低

（2）控制电路的选择（即滑动变阻器的接法）

以下几种情况一般选用分压式接法

（1）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法.

（2）当被调控原件的阻值RL远大于滑动变阻器的最大值R0时

（3）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.

（4）利用所测数据画图线时

例1：如图10-3所示，滑动变阻器电阻最大值为R，负载电阻R1=R，电源电动势为E,内阻不计.

（1）当K断开，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？

（2）当K闭合，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？

（3）设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同，a、c间

长度为x，当K接通后，加在R1上的电压U1与x的关系如何？

例2：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约5 Ω,额定功率为1 W）；电流表A1（量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω）;电流表A2（量程0~3 A，内阻0.05 Ω）;电压表V1（量程0~3 V，内阻3 kΩ）;电压表V2（量程0~15 V，内阻15 kΩ）;滑动变阻器R0（0~50 Ω）,蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选 ，并画出实验电路图.

考点三、实验器材和量程的选择

①电路工作的安全性，在能够实现测量时不超过电表量程的条件下，选择量程较小的电表（准确测量的指针偏转范围更大）。

②能使得读数相对准确，能使指针有较大偏转（一般能使得指针在中间刻度附近）。

③滑动变阻器限流接法时选择阻值与被调控原件阻值接近的，分压接法时选择阻值小的。

④电源的选择，在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下，选择电动势较大的电源（以获得更多的测量数据）。在相同电动势情况下，通常选择内电阻较小的电源（以获得较稳定的路端电压）,测电源内阻除外。

例3： 图10-7为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图，器材规格如下：

（1）待测电阻Rx（约100Ω）

（2）直流电源（输出电压4V，内阻可不计）

（3）直流毫安表（量程0~10mA，内阻50Ω）

（4）直流电压表（量程0~3V，内阻5KΩ）

（5）滑动变阻器（阻值范围0~15Ω，允许最大电流1A）

（6）电键一个，导线若干条

根据器材的规格和实验要求，在实物图上连线。并用“↓”标出在闭合电键前，变阻器的滑动触点应处的正确位置。

考点四、电路实物连线

1、电键必须控制全电路，即断开电键后，电路中无电学仪器仍处于通电状态。

2、电表的量程和正负极要正确。

3、滑动变阻器的“两端限流、三端分压”接法，且要求在闭合电键前，必须保证限流接法中滑动变阻器以最大电阻接入电路，分压接法中滑动变阻器输出电压端电压为零。

4、连接实物图时，应该先干路，再支路，有序进行。

5、导线不能接在滑动变阻器的支架或滑动头上，不能穿越用电器，不能有交叉线.

例4：某电压表的内阻在20～50KΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材:

待测电压表V(量程3V)，电流表A1(量程200μA)，电流表A2(量程5mA)，电流表A3(量程0.6A)，滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)，电源E(电源电压为4V)，开关S.

(1)所提供的电流表中应选用 (填字母代号).

(2)为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在图10-9方框中画出符合要求的实验电路(其中电源和开关及连线已画出).

例5：用伏安法测量某一电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：

　　A、待测电阻Rx（阻值大约为5Ω，额定功率为1W）

　　B、电流表A1（0~0.6A，内阻0.2Ω）

　　C、电流表A2（0~3A，内阻0.05Ω）

　　D、电压表V1（0~3V，内阻3KΩ）

　　E、电压表V2（0~15V，内阻15KΩ）

　　F、滑动变阻器R0（0~50Ω）

　　G、蓄电池（电动势为6V）

　　H、电键、导线

　　为了较准确测量Rx的阻值，保证器材的安全，以便操作方便，电压表、电流表应选择 ，并画出实验电路图。

附：

一、电阻测量的方法归类

在高中电学实验中，涉及最多的问题就是电阻的测量，电阻的测量方法也比较多，最常用的有：

（1）欧姆表测量：最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。

（2）替代法：

如图10-13所示。

先把双刀双掷开关S2扳到1，闭合S1，调整滑动变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时的示数I（最好为一整数）。再把开关S2扳到2，调整电阻箱R0，使得电流表指针仍指到示数I。读出此时电阻箱的阻值r，则未知电阻Rx的阻值等于r。

（3）伏安法（略）

（4）安安法

（5）伏伏法

原理:已知内阻的电流表可以当小量程电压表用，已知内阻的电压表可以当电流用。

（6）半值法（半偏法）。

半值法是上面比例法的一个特例，测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法，电路图如图10-15所示。

甲图实验时先断开开关S’，闭合S，调整滑动变阻器R01（限流法连接），使电流表A满度（即指针指满刻度处）；再闭合S’，调整电阻箱R1，使电流表A的指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值R，则电流表A的电阻rA=R。（测量结果偏小）

乙图实验时先闭合开关S’及S，调整滑动变阻器R02（分压法连接），使电压表V满度；再断开S’，调整电阻箱R2，使电压表V的指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值R，则电压表V的电阻rV=R。（测量结果偏大）

二、关于多用电表

1.使用多用表时要注意什么?

(1)使用多用表的电压、电流挡.使用多用表测量电压、电流的方法，与单独使用电压表、电流表的方法基本上是一样的，只不过在使用多用表前要根据待测量的情况(是电流还是电压?是交流还是直流?)调整好选择开关，并调整到合适的量程上，其他如正负接线柱的选用，串联还是并联到电路中去等，就和单独使用电压表、电流表时没什么两样了.

(2)使用多用表的欧姆挡.

①机械调零:使用前先查看指针是否指在左端电阻为无穷大的位置，如不是，则要用螺钉旋具慢慢地调节定位螺钉使指针正确定位.

②量程选择:扳动选择开关到合适的量程上，尽可能使正式测量时指针停留在中间位置附近，以减少测量误差.

③欧姆调零:短接两表笔，调整欧姆档的调零旋钮，使指针指在零欧姆处，注意每改变一次量程，就要重新调零一次.

④数据读取:数据读取时，一要注意不估读；二要注意读得的数据还应乘以量程的倍率；三是测量电路中的某一电阻阻值时，应该先把电源切断，再把待测电阻和其他元件断开，之后再行测量；四是要注意手不要碰到表笔的金属杆，以免人体电阻与待测电阻并联造成误差.

⑤结束工作:测量完毕后，一定要把选择开关切换到交流高压挡或切换到"OFF"挡上。

⑥中值电阻等于欧姆表内阻.

⑦指针偏转不明显换大倍率档，反之异然。