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1、物理3-1电学实验期末复习,高考要求的电学实验,1、描绘小灯泡的伏安特性曲线,2、测定电阻丝的电阻率（测定值电阻）,3、测电源电动势和内阻,4、多用电表的使用（欧姆表）,实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线,考点,一、测量电路和控制电路的选择,二、仪器量程的选择（电流表、电压表、滑动变阻器）,三、画电路图和连接实物图,四、实验步骤及注意事项,五、实验结果的分析,实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线,一、测量电路和控制电路的选择,外接法,内接法,误差来源,测量条件,适合测量大电阻,适合测量小电阻,A表偏大，V表分流,V表偏大，A表分压,电路图,两种电路,1、测量电路：电流表内接法和外接法,选择依据：大内
2、大，小外小,实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线,一、测量电路和控制电路的选择,2、控制电路：滑动变阻器限流式和分压式,限流式电路简单分压式电路复杂,分压式电压可从零开始调节，调节范围大,较高,较低,实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线,一、测量电路和控制电路的选择,2、控制电路：滑动变阻器限流式和分压式,限流式电路简单分压式电路复杂,4、两者皆可，优先考虑用限流式，电路简单又节能,1、实验要求电压从零开始调节或需要较大可调范围，用分压式,2、若滑动变阻器R远小于Rx，用分压式，且R越小效果越好,3、若滑动变阻器R是Rx的2-5倍，可用限流式,实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线,主要依据电源电动势以及所
3、测量的电路电压选择,2、电流表：,依据电路的最大电流值及电流表所在的支路选择,3、滑动变阻器：,依据分压式或者限流式，比较与待测电阻阻值后选择,三、画电路图和连接实物图,（控制在满偏的1/3-2/3且不能超量程）,二、仪器量程的选择,1、电压表：,（如1.5V选3V，4V选3V，9V选15V）,实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线,1、按电路图连接电路（注意量程的选择）,2、闭合开关前把滑动变阻器的滑动片调节到最左端,4、在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系，描点后用平滑的曲线连结起来,3、闭合开关，从左向右移动滑片，测出并记录（注意小数点保留位数）数组不同的电压值U和电流值I,5、拆除电
4、路，整理仪器,四、实验步骤及注意事项,实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线,1、是一条曲线，说明小灯泡是非线性元件,2、图像过原点,3、小灯泡电阻随电压升高而增大，根本原因是灯丝电阻率随温度升高而增大,五、实验结果的分析,（2006年全国）现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1V4V。现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表 V（量程4.5V，内阻约为4104），电流表 A 1（量程250mA，内阻约为2），电流表 A2（量程500mA，内阻约为1），滑动变阻器R（最大阻值约为30），电键S，导线若干。如果既要满足测
5、量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是，下面两个电路应该选用的是。,解答：题目要求电压范围为0.1V4V，因此滑动变阻器采用分压式接法。根据估算通过小灯泡的额定电流为I=0.4A，因此电流表应该选用 A2。在伏安法测量过程中，由于小灯泡电阻较小，因此应该选择电流表外接法即选择甲电路进行测量。,实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线,甲,乙,实验二：测量电阻的阻值,一、公式推导,二、游标卡尺的使用,五、图像分析,考点,六、拓展：其他测量电阻的方法,四、画电路图和连接实物图,三、螺旋测微器的使用,七、拓展：实际应用中安培表和电压表的替换,实验二：测量电阻的阻值,一、公式推导,二、游标卡尺的使用,1
6、、三个分度：,10分度（精度0.1）,20分度（精度0.05）,50分度（精度0.02）,主尺示数+对齐的条数精度=最终读数,2、读数,3、注意：,看清分度，读数结果与精度位数相同,看清单位,不用估读,看清零刻度位置,91mm+7x0.1=91.7mm,实验二：测量电阻的阻值,5,45mm+9x0.05mm=45.45mm,实验二：测量电阻的阻值,主刻度+半毫米+旋转读数0.01=最终读数,1、读数,2、注意：,看清0刻度的位置（上或下）,旋转读数要估读,又名千分尺，以毫米为单位小数点后有三位数,实验二：测量电阻的阻值,三、螺旋测微器的使用,9.270 mm,7.500 mm,5.804 mm
7、,实验二：测量电阻的阻值,五、图像分析,实验二：测量电阻的阻值,四、画电路图和连接实物图,实验过程尽量快速，避免灯丝长时间通电导致电阻率变化,（优先考虑用限流式外接法）,左图可用做定值电阻,中图电阻率随温度升高而升高,右图电阻率随温度升高而降低,用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx（约100）;直流电流表（量程010 mA、内阻50）;直流电压表（量程03 V、内阻5 k）;直流电源（输出电压4 V、内阻不计）；滑动变阻器（015、允许最大电流1 A）；开关1个，导线若干。根据器材的规格和实验要求画出实验电路图。,实验二：测量电阻的阻值,由于Rx，故电流表应采用外接法。在控制电
8、路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin=24 mA10 mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.,图10-5,1、等效替代法,组合举例：,实验二：测量电阻的阻值,六、拓展：其他测量电阻的方法,替换电路,测量电路,实验步骤：,（1）按照电路图连接电路,（2）闭合开关前，调节滑片位于最左端,（3）闭合K1、K3，调节R2，使电压表适当偏转，记下此时电压表示数U,（4）断开K1，闭合K2，保持R2阻值不变，调节R1，使电压表示数为U，此时Rx=R1,（5）断开所有开关，收拾仪器,特点：,（1）需要变阻箱和三个开关,（2）测量结果无
9、系统误差,1、等效替代法,实验二：测量电阻的阻值,2011年全国高考物理试题（新课标1）22 为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：,（1）将S拨向接点1，接通S1，调节_,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时 的读数I；（2）然后将S拨向接点2，调节_,使_,记下此时RN的读数；（3）多次重复上述过程，计算RN读数的_,此即为待测微安表头内阻的测量值。,实验二：测量电阻的阻值,R0,标准电流表A0,RN,A0的示数为I,平均值,R2,保持不
10、变,按图连接电路,调节滑动变阻器R2的触头至最右端,闭合K1，断开K2，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度,闭合 K2，保持 R2 不变，调节电阻箱R1，使电流表指针半偏记录下R1的值，则RA=R1,实验结束，整理好器材,实验二：测量电阻的阻值,2、恒流半偏法测安培表电阻,偏小,保持不变,按图连接电路,调节滑动变阻器R2的触头至最左端,闭合K1、K2，调节R2，使电压表指针偏转到满刻度,断开 K2，调节电阻箱R，使电压表指针半偏，记录下R的值。则RV=R1,实验结束，整理好器材,实验二：测量电阻的阻值,2、恒压半偏法测电压表电阻,偏大,序号,具有测量“电流”的功能的装置,举例,原理,A,V,已
11、知内阻的电压表,R0,已知内阻的电压表,能知电压的定值电阻,1,2,3,4,5,多用电表的电流挡,七、实际应用中，安培表和电压表的替换,实验二：测量电阻的阻值,序号,具有测量“电压”的功能的装置,举例,原理,1,2,3,4,5,七、实际应用中，安培表和电压表的替换,实验二：测量电阻的阻值,V,A,已知内阻的安培表,U=IRA,已知内阻的安培表,U=I（RA+R0）,能知电流的定值电阻,U=IR0,U=IR0,U=（I1-I2）R0,多用电表的电压挡,要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2k。实验室提供的器材有：电压表V2，量程5V，内阻约5k；定值电阻R1，阻值30；定值电阻R2，
12、阻值3k；滑动变阻器R3，最大阻值100，额定电流1.5A；电源E，电动势6 V，内阻约0.5；开关S一个，导线若干。,实验二：测量电阻的阻值,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好），并标出所选元件的相应字母代号；由上问写出V1内阻RV的表达式。,实验三：测电源电动势和内阻,考点,一、伏安法（U-I法）,二、I-R法（需要电阻箱）,三、U-R法（需要电阻箱）,一、伏安法（U-I法）,1、基本公式,：电源路端电压,：流过电源电流（总电流）,、电路图
13、,实验三：测电源电动势和内阻,R,U,I,真实值,测量值,当UV=0时IV=0,“电流表在支路”,结果：E测真 r测r真,真,测,一、伏安法（U-I法）,3、误差分析,即I真=I测,实验三：测电源电动势和内阻,U是准确的,R,U,I,真实值,测量值,当IA=0时UA=0,“电流表在干路”,一、伏安法（U-I法）,3、误差分析,实验三：测电源电动势和内阻,即U真=U测,结果：E测=真 r测r真,真,因电源内阻很小，电流表分压效果明显，误差大，故本实验把电流表接在支路,(E测),I是准确的,一、伏安法（U-I法）,4、图像分析,实验三：测电源电动势和内阻,注意保留有效数字！,用直线拟合！（首尾用虚
14、线）,纵坐标从零开始：,纵坐标不从零开始：,与纵轴交点数值为电动势,二、I-R法（需要电阻箱）,1、基本公式,、电路图,实验三：测电源电动势和内阻,3、误差分析,电压测量值偏小，分析过程类同“电流表接在干路的U-I法”,结果：E测=真 r测r真,与纵坐标交点的绝对值为内阻大小,斜率k=E,二、I-R法（需要电阻箱）,4、图像分析,注意横坐标,实验三：测电源电动势和内阻,三、U-R法（需要电阻箱）,1、基本公式,、电路图,实验三：测电源电动势和内阻,3、误差分析,电流测量值偏小，分析过程类同“电流表接在支路的U-I法”,结果：E测真 r测r真,(2009安徽理综)用如图所示电路，测定一节干电池的
15、电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：,(a)电流表(量程0.6A、3A)(b)电压表(量程3V、15V)(c)定值电阻(阻值1、额定功率5W)(d)定值电阻(阻值10、额定功率10W)(e)滑动变阻器(阻值范围010、额定电流2A)(f)滑动变阻器(阻值范围0100、额定电流1A)那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择_A；R0应选择_的定值电阻，R应选择阻值范围是_的滑动变阻器(2)引起该实验系统误差的主要原因是_,3,0.6,1,010,电压表的分流,(
16、2009北京理综)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个这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig0.6A，内阻rg0.1)和若干导线请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图1中器件的连接方式，画线把它们连接起来,图3,接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录当电阻箱的阻值R2.6时，其对应的电流表的示数如图2所示处理实验数据时，首先计算出每个电阻值I的倒数；再制作R 坐标图，如图3所示，图中已标注出了(R，)的几个与测量对应的坐标点请你将与图2实验数据对
17、应的坐标点也标注在图3上,图2,+,0.50A,在图3上把描绘出的坐标点连成图线根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势E_V，内电阻r_.,+,+,+,+,+,+,E r,rg=0.1,R,E=I（R+r+rg）,1.5,0.3,实验四：练习使用多用电表,一、欧姆表的改装,二、用多用电表测未知电阻,考点,三、多用电表的读数,两表笔断开,实验四：练习使用多用电表,一、欧姆表的改装,两表笔短接,I=0,实验四：练习使用多用电表,二、用多用电表测未知电阻,1、实验步骤,（1）机械调零,（2）根据估算被测阻值选择倍率,（3）欧姆调零,红、黑表笔短接，调节调零旋钮使指针指向最右方0处,（尽可能使指针
18、在中间）,（被测电阻不可接入电路中进行测量）,（4）测量,若发现指针偏角太大，用倍率较小的挡；太小则换用倍率较大的挡,（5）读数,（测量值表盘指针示数倍率）,（6）测量完毕,将选择开关旋转到OFF挡或交流高压挡，拨出表笔，长期不用应取出电池,（整个实验一次即可）,（每次换挡后必须重新调零）,（2011秋汶上县校级月考）使用中值电阻是25欧（“1”挡）的万用表测量两个定值电阻（已知它们的阻值约为R1=15欧和R2=15千欧），在下列的一系列操作中，选出尽可能准确测量，并符合万用表使用规则的各项操作，将它们的序号按合理的顺序填写在横线上的空白处 A转动选择开关使其尖端对准“1k”挡B转动选择开关使
19、其尖端 对准“100”挡C转动选择开关使其尖端对准“10”挡D转动选择开关使其尖端对准“1”挡E转动选择开关使其尖端对准“OFF”挡F将两表笔分别接触R1的两端，读出阻值后，随即断开，G将两表笔分别接触R2的两端，读出阻值后，随即断开，H将两表笔短接，调节调零旋扭，使表针指在刻度线右端的“0”刻度,实验四：练习使用多用电表,DHFAHGE,使用多用表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值()A比真实值大 B比真实值小 C与真实值相等 D可能比真产值大，也可能小多用电表指针如图所示A如果选择开关为“R10”挡，则所测电阻的阻值 B如果选择开关为直流电压250V挡，则对应读数是 VC如果选择开关为直流电流100mA挡，则对应读数是mA,实验四：练习使用多用电表,B,130,135,54,
