电学实验小结

一. 知识要点：

1. 电阻的测量

伏安法测电阻：

（1）电流表内接法和外接法的比较

（2）伏安法测电阻中内接法与外接法的选择

所谓伏安法测电阻中的内、外接法是相对电流表而言。不论内接法，还是外接法，由于电表内阻的影响，都会给测量带来误差，但合理选择接法就可以减小误差。

2. 滑动变阻器的限流接法和分压接法

（1）两种电路的比较

      

         限流接法                          分压接法

以上两种电路都能调节负载的电压电流，但在相同条件下，它们调节的效果不同。

（2）两种电路的选择

① 在通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，结构连接简单，因此，优先考虑以限流电流为主。

② 有几种情况应选用分压接法

a. 要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有分压电路才能满足。

b. 如果实验所提供的电压表，电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流法时，无论怎样调节，电路中实际电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（压），为了保证电表和电阻元件免受损坏，必须采用分压法连接电路。

c. 伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值，采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑到另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，这不利于多次测量求平均值或图象法处理数据。

为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值时也能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器的分压接法。

3. 描绘小电珠的伏安特性曲线

4. 测定金属的电阻率

5. 电压表和电流表

（1）电流表（表头）改装成电压表

原理：利用串联电路的分压作用

分压电阻的计算：

设电流表满编电流为，内阻为，满偏电压为，利用串联电阻的分压作用，可将电流表串一电阻，使电流表改装成电压表。

若电压表的量程为U：则

分压电阻：

（2）电流表扩大量程

原理：利用并联电阻的分流作用

分流电阻的计算，将电流的量程扩大到I，要并联的电阻为

∵       ∴

（3）把电流表改装成电压表的实验

① 要找到电流表的三个参数，，和

② 用半偏法测电流表的内阻

③ 把改装的电压表跟标准电压表进行核对

6. 测定电源的电动势和内阻

（1）实验原理

由闭合电路欧姆定律    代入测量数据

得

（2）实验电路

           

甲                                乙

甲电路：因的分流作用，所测的电流小于电源的总电流，而引起实验误差，要减小误差，应满足内阻。E和r均偏小。

乙电路：因的分压作用，所测得电压值小于电源的路端电压而引起实验误差，要减小误差，应满足电流表内阻，E准确，r偏大。

（3）误差分析

二.【典型例题】

[例1] 闭合电路的U—I图象。

下图中a为电源的U—I图象；b为外电阻的U—I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。

如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线．若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为______Ω。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_______W。

解：由图象可知蓄电池的电动势为20V，由斜率关系知外电阻阻值为6Ω。用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2Ω，因此输出功率最大为50W。

[例2] 滑动变阻器的两种特殊接法。

在电路图中，滑动变阻器有两种接法要特别引起重视：

（1）下图电路中，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以电流表A的示数先减小后增大；可以证明：A₁的示数一直减小，而A₂的示数一直增大。

（2）下图电路中，设路端电压U不变。当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流I逐渐增大；R_X两端的电压逐渐增大，电流I_X也逐渐增大（这是实验中常用的分压电路的原理）；滑动变阻器r左半部的电流I ^/ 先减小后增大。

[例3] 如图示电路中，电源电动势为，内电阻不计，电容器的电容为C，电阻，，开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则通过电阻的电量为      。

分析与解答：S断开时，、，电源构成闭合回路。C与并联，共。

且上极板带正电，S闭合时，串后与并，跟电源构成闭合回路。C，并联，，上极板带负电。

∴ 流过的电量为

[例4] 如图示，a、b两端的电压U恒定，若c、d间接电压表，则示数为60V，若c、d间接电流表，则示数为3.0A，若c、d间接电阻，则三个电阻上消耗的电功率相等，求电阻、、的值和电压U？

分析与解答：cd间接电压表有：

cd间接电流表，被短路有

cd间接电阻   ∵  由得

由，得

∴ 可得          

[例5] 如图所示电路，电源电动势，内电阻，两平行金属板水平位置，相距，当变阻器的滑片P恰好移到中点时，一带电量的液滴刚好静止在电容器两板的正中央，此时电流表的读数为2A，已知定值电阻，求：

（1）滑动变阻器阻值的最大值；

（2）带电液滴的质量；

（3）当把滑动变阻器的滑动片P迅速移到C点后，液滴将如何运动？到达金属板时的动能多大？

分析与解答：

（1）      

∵     ∴

（2）液滴静止在极板中央：     ∴

（3）后，

         ∵

     ∴

     ∴ 油滴向上以作匀加速直线运动

则

第二篇：20xx年高中物理电学实验专题

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高考物理知识总结（五）

------------------------电学实验专题

测电动势和内阻

(1)直接法：外电路断开时，用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E

(2)通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法；

①单一组数据计算，误差较大

②应该测出多组(u，I)值，最后算出平均值

③作图法处理数据，(u，I)值列表，在u--I图中描点，最后由u--I图线求出较精确的E和r。

(3)特殊方法 （一）即计算法：画出各种电路图

E?I1(R1?r)

E?I2(R2?r)

E?u1?I1r E?IR-IRI1I2(R1-R2) r?1122(一个电流表和两个定值电阻) I2-I1I2-I1Iu-Iu E?1221 rE?u2?I2rI1-I2

u1rR1 E

uE?u2?2rR2E?u1??u2-u1 (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) I1-I2(一个电压表和两个定值电阻) ?u1u2(R1-R2)(u-u)RR r?1212u2R1-u1R2u2R1-u1R2

（二）测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法，如图

甲法中所测得ε和r都比真实值小，ε

乙法中，ε测=ε真，且r测= r+rA。

（三）电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定，单独使用A表时，读数是UA，单独使用B表时，读数是UB，用A、B两表测量时，读数是U，则ε=UAUB/（UA－U）。 /r测=ε测/r真；

电阻的测量

AV法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u，I)值，列表由u--I图线求。怎样用作图法处理数据 欧姆表测：测量原理

两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 Ig＝E/(r+Rg+Ro)

接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)

由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小

使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、

拨off挡。

注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 电桥法测：RRRR1?3?R?23

R2RXR1

半偏法测表电阻： 断s

使表满偏; 闭s2,调

2；

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当Rv、RA及Rx末知时，采用实验判断法：

动端与a接时(I1；u1) ，I有较大变化（即u1-u2?I1-I2）说明v有较大电流通过，采用内接法

u1I1动端与c接时(I2；u2) ，u有较大变化（即u1-u2?

I1-I2）说明A有较强的分压作用，采用内接法 u1I1

测量电路( 内、外接法 )选择方法有（三）

①Rx与 Rv、RA粗略比较 ② 计算比较法 Rx 与RARv 比较 ③当Rv、RA及Rx末知时，采用实验判断法：

电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便 R滑唯一：比较R滑与Rx Rx<R滑<10 Rx

RX

?确定?

控制电路

R滑不唯一：实难要求?确定控制电路?R滑 实难要求：①负载两端电压变化范围大。

②负载两端电压要求从0开始变化。 ③电表量程较小而电源电动势较大。

有以上3种要求都采用调压供电。 无特殊要求都采用限流供电

?限流方式

R滑?Rx?分压接法

R滑≈Rx两种均可，从节能角度选限流

三、选实验试材(仪表)和电路,

按题设实验要求组装电路,画出电路图,能把实物接成实验电路,精心按排操作步骤,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义.

(1)选量程的原则：测u I,指针超过1/2， 测电阻刻度应在中心附近.

(2)方法: 先画电路图,各元件的连接方式(先串再并的连线顺序)

明确表的量程,画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填,

先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上.

(3)

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用伏安法测小电珠的伏安特性曲线：测量电路用外接法，供电电路用调压供电。

(4)实物图连线技术

无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；即：先接好主电路(供电电路). 对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。 对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。

实物连线的总思路分压（滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端） 限流（一般连上一接线柱和下一接线柱）

（两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位

总开关一定接在干路中

微安表改装成各种表：关健在于原理

首先要知：微安表的内阻、满偏电流、满偏电压。

采用半偏法先测出表的内阻；最后要对改装表进行较对。

(1)改为V表：串联电阻分压原理

ug

Rg?u-ugR?R?(u-ug

ug)R?(n-1)Rg (n为量程的扩大倍数)

(2)改为A表：串联电阻分流原理

IgRg?(I-Ig)R?R?

(3)改为欧姆表的原理 IgI-IgRg?1Rg (n为量程的扩大倍数) n-1

两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 Ig＝E/(r+Rg+Ro)

接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)

由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小

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