电学实验基础(学生)
14.电学探究性实验(学生)
1 实验名称探究串、并联电路的电流、电压规律探究电流规律的电路图:探究电压规律的电路图:器材电流表、电压表、电源、开关、小灯泡、导线有关的考点(1)画电路图或连接实物图(2)连接电路时的注意事项(开关断开)(3)电流表、电压表量程的选择(4)电流表、电压表的分度值及读数(5)电路故障分析(6)更换不同类型的小灯泡多次测量的目的:排除结论的偶然性,使探究规律具有普遍性(7)实验评价和数据分析(8)实验改进方案结论(1)串联电路:串联电路中电流处处相等;电路的总电压等于各部分电路两端电压之和(2)并联电路:并联电路中干路电流等于各支路电流之和;各支路两端的电压相等电学实验专题1电学探究性实验2实验名称探究电流与电压、电阻的关系电路图:数据图像:器材电流表、电压表、电源、开关、电阻、滑动变阻器、导线备注(1)探究电流与电压的关系:保持定值电阻的阻值不变,多次调节滑动变阻器,改变定值电阻两端的电压,测出对应的电流,总结电流与电压的关系(2)探究电流与电阻的关系:分别接入三个不同的电阻,控制对应的电压不变,测出对应的电流,总结电流与电阻的关系有关的考点(1)画电路图或连接实物图(2)连接电路前,断开开关;开关闭合前,滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处(否则会发生连完最后一根导线,闭合开关后,灯泡马上异常亮或电路中电流很大的现象)(3)电压表及电流表的使用和读数(4)实验操作:分别接入阻值不同的定值电阻,调节滑动变阻器,保持定值电阻两端的电压不变(控制变量法)(5)滑动变阻器的作用:①探究电流与电阻的关系时,保持电阻两端的电压不变;②探究电流与电压的关系时,改变定值电阻两端的电压;③保护电路(6)电路故障判断(7)数据分析和处理(8)多次测量的目的:为了探究电流与电压、电阻的规律(排除结论的偶然性,使探究的规律具有普遍性)(9)实验设计与评价结论(1)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比(2)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比3实验名称电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关原理图:器材两个透明密闭容器、三根5Ω的电阻丝、一根10Ω的电阻丝、U形管有关的考点(1)转换法的应用:通过U形管液面高度的变化反映产生电热的多少(2)控制变量法的应用①探究电热与电流大小的关系时,控制电阻丝的阻值和通电时间相同,改变通过两电阻丝的电流大小②探究电热与电阻的关系时,控制通过电阻丝的电流和通电时间相同,选择两个电阻不同的电阻丝③探究电热与通电时间的关系时,控制电阻丝的阻值和通过的电流相同,改变通电时间(3)焦耳定律在生活中的应用:电饭锅、电熨斗等结论(1)电阻和通电时间相同时,通过电阻的电流越大,产生的热量越多(2)电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多(3)电阻和通过电阻的电流相同时,通电时间越长,产生的热量越多1.(2014)图25是“探究电压一定时电流与电阻关系”的电路图.(1)按电路图在图26中连接实物图(电压表选用0~3V量程)(2)正确连接电路后,实验步骤如下①闭合开关,记录定值电阻的阻值及电流表示数;②断开开关,换阻值不同的定值电阻;③闭合开关,记录定值电阻的阻值及电流表示数;重复②、③步骤.按上述步骤操作,观察到更换阻值不同的定值电阻,电压表示数分别如图27、28、29所示;图27电压表的示数为_________________.根据各电压表显示的正确示数,指出实验的失误之处_______________________________.中考真题1. (二中)小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。
初中物理实验——电学基础实验
初中物理实验——电学基础实验随着时代的发展,科技的进步,我们的生活已经离不开电,而电学也成为了我们学习的重点之一。
初中阶段的物理教学,也会重点讲解电学相关的知识,而电学基础实验则是巩固学生对电学知识的掌握的重要一环。
一、欧姆定律实验欧姆定律是当前电路中最基本的电学定律之一。
进行欧姆定律实验的方法,可以借助电流表和电压表来测试电流和电压的数据,并进行简单的计算。
首先准备一根电阻丝,接上电流表,然后通过电阻丝来调整电流的大小。
然后再通过电压表,测试电阻丝两端的电压,通过计算,即可得到电路中的电阻值。
二、基本电路实验基本电路实验是学习电学的基本操作之一,主要是通过实验来了解电路的组成和原理。
学生需要先了解电路的基本组成部分,如电源、导线、开关等,然后就可以进行电路的组装和实验操作。
通过实验可以掌握电路中电流的流向、电源电压与电路中的元器件的组合的关系等基本原理。
三、串联和并联电路实验串联和并联电路实验是学习电路的进阶知识之一,也是初学者需要了解的基本内容。
这种实验的方法,需要用到串联和并联的电路,在一个电路中加入多个元器件,可以大大扩展学生的学习范围。
通过实验来了解串联电路、并联电路中电路的原理,了解不同位置上的电阻,并可以通过实验现象来进一步理解。
四、测量电池电动势实验测量电池电动势实验是一种重要的实验操作,它可以让学生更深入地了解电池中电动势的原理和内部构成。
学生需要准备一些基本的电器学知识,包括电池的组成和结构等。
然后通过操作电路和测量电压等方法,来了解电池电动势的大小,进一步了解电池电动势的内部构成。
五、磁场对电流的影响实验磁场及其对电流的影响也是电学基础中重要的实验之一,开展这种实验可以让学生加深对磁场和电场的理解,并更好地理解“电”和“磁”的基本规律。
学生需要准备如:磁体、电流表、导体等实验器材,在进行实验的过程中可以观察到磁场对电流的影响,并评估各种状态下的磁场的强度,深入理解电流和磁场之间的关系。
电学实验基础实验报告
电学实验基础实验报告《电学实验基础实验报告》摘要:本实验报告介绍了电学实验基础实验的设计、实施和结果分析。
通过测量电路中的电压、电流和电阻的变化,验证了欧姆定律和基尔霍夫定律。
实验结果表明,实验数据与理论计算结果相符,证明了电学基础实验的可靠性和准确性。
引言:电学实验是电子工程和电气工程专业学生的基础实验之一,通过实验可以加深学生对电路原理和电学定律的理解。
本次实验旨在验证欧姆定律和基尔霍夫定律,并通过实验数据与理论计算结果的对比,验证实验的准确性和可靠性。
实验设计与方法:本次实验使用直流电源、电阻、导线和电压表、电流表等仪器。
首先搭建简单的电路,测量电路中的电压和电流,然后根据测量结果计算电路中的电阻。
接着改变电路中的元件,再次测量电压和电流,并重新计算电阻。
最后,将实验数据与理论计算结果进行对比分析。
实验结果与分析:实验结果表明,根据欧姆定律,电路中的电压和电流成正比,且电阻不随电压和电流的变化而改变。
通过实验数据的测量和计算,验证了欧姆定律的正确性。
同时,根据基尔霍夫定律,电路中的电压和电流满足节点电流守恒和环路电压守恒的原理。
实验数据与理论计算结果的对比分析表明,实验结果与理论计算结果吻合,证明了实验的准确性和可靠性。
结论:通过本次电学实验基础实验,验证了欧姆定律和基尔霍夫定律的正确性,加深了学生对电路原理和电学定律的理解。
实验结果表明,实验数据与理论计算结果相符,证明了电学基础实验的可靠性和准确性。
这些实验结果对于学生进一步学习和研究电子工程和电气工程方面的知识具有重要意义。
电学实验基础实验报告(2021年整理)
电学实验基础实验报告(2021年整理)一、背景电学实验是电子科学与技术专业必修的实验之一,它以电学理论为基础,运用实验手段,对电路中电流、电压、电阻、电感、电容等相关物理量进行测量,并验证相关的理论。
通过实验可以加深对电路中物理量和元件特性的理解和掌握,提高学生实验操作技能和解决实际问题能力。
二、实验目的1. 熟悉常见的测量仪器和使用方法;2. 理解欧姆定律、基尔霍夫定律、电压分压定律、电流分流定律等电学基本定律;3. 掌握串、并联电路的基本特性及相关量的测量方法;4. 学会应用模拟仪器(如万用表、示波器等)进行电路电流、电压等基本参数的测量。
三、实验仪器及材料1. 直流电源;2. 两个电阻分别为100 Ω 和470 Ω,一个可变电阻;3. 电容和电感器各一个;4. 万用表和示波器各一个。
四、实验步骤1. 搭建串联电路(图1),使用万用表测量电路中的电流和电压,计算并比较实际电阻值和理论值(欧姆定律)。
4. 搭建电压分压电路(图4),通过调整可变电阻,测量电路中不同位置的电压值,验证电压分压定律。
6. 使用示波器观察电容放电过程,测量电容器的电压与时间的关系,并记录实验数据。
五、实验数据及分析本次电学实验中测得的实验数据如下:1. 测量串联电路中的电流和电压实际电阻值:R₁ = 99.7 Ω,R₂ = 470.2 Ω。
实际电阻值:R = 65.6 Ω。
理论电阻值:1/R = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/100 + 1/470 = 0.0158;R = 1/0.0158 = 63.3 Ω。
电流:I₁ + I₂ = 0.007 A + (0.009 - 0.007) A = 0.009 A。
电压:U₁ = 5 V,U₂ = 0.002 V,U₃ = U₁ - U₂ = 4.998 V。
实验结果:U₀ = 10 V,U₁ = 7 V,U₂ = 3 V。
理论值:U₁ = U₀ × R₁/(R₁ + R₂) = 7.092 V;U₂ = U₀ × R₂/(R₁ + R₂) = 2.908 V。
高三实验复习--电学实验基础
G
Ug
Ig :满偏电流(几十微安~几毫安) Rg:电流表的内阻(100欧左右) Ug:满偏电压( Ug = Ig Rg )
改装为电压表
Ig Rg
G
Ug
G
V
R
串联电阻分压 例1. 有一个小量程电流表G(表头),满偏电流为 1mA,内阻为30Ω。把它改装成3V量程的电压 表,要串联多大的电阻?改装后电压表的内阻 是多大?
(填“串联”或“并联”)
(2)已知二极管允许的最大电流为56 mA。选用下列器材可验 证这种元件的U—I曲线与厂家提供的是否一致。 A.1.5V的干电池两节; B.0~50Ω的滑动变阻器一个; C.量程为15V、内阻为50kΩ的电压表一只; D.量程为3V、内阻为20kΩ的电压表一只; E.量程为3mA、内阻为0.01Ω的电流表一只; F.量程为100mA、内阻为5Ω的电流表一只; G.待测发光二极管一只; H.导线、开关等。 为准确、方便地进行检测,电压表应采用 ,电流表应采用 。 (填字母符号) (3)在下面方框中画出检测 二极管所用的电路图。 (4)连接实物图。
①画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或 字母标出。 ②实验中,当电流表读数为 I1 时,电压表读数为 U1 ;当电流表 读数为I2时,电压表读数为U2。则可以求出E= , r= 。(用I1,I2,U1,U2及R表示)
A V
0.5A
I1U 2 I 2U1 E I1 I 2
3V 约4.5V,1.5Ω
两种控制电路
比较项目 限流式接法 分压式接法
电路
RX电流调节范围 RX电压调节范围 灯泡电流相同时 电路消耗总功率
闭合前触头的位置
E E ~ RX R RX RX E~E RX R
2024年中考物理电学基础实验讲解
2024年中考物理电学基础实验讲解对于即将参加 2024 年中考的同学们来说,电学基础实验是物理学科中的重要组成部分。
掌握好这些实验,不仅能够帮助我们更好地理解电学知识,还能在考试中取得优异的成绩。
接下来,就让我们一起深入探讨一下中考中常见的电学基础实验。
一、探究串联电路中电流的规律串联电路中电流处处相等,这是一个重要的电学规律。
在进行这个实验时,我们需要用到电流表、灯泡、电源、开关、导线等器材。
首先,按照电路图连接好电路,注意连接时开关要断开,并且要检查电路连接是否正确,避免短路等情况的发生。
连接好电路后,闭合开关,分别测量电路中不同位置的电流。
我们会发现,无论电流表测量的是串联电路中的哪个位置,电流值都是相等的。
通过这个实验,我们可以得出结论:串联电路中电流处处相等。
二、探究并联电路中电流的规律与串联电路不同,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
在这个实验中,同样需要准备好电流表、灯泡、电源、开关、导线等器材。
按照电路图连接好并联电路,闭合开关后,分别测量干路和各支路的电流。
实验结果会表明,干路电流等于各支路电流之和。
这就帮助我们理解了在并联电路中电流的分配规律。
三、探究串联电路中电压的规律在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和。
实验器材包括电压表、灯泡、电源、开关、导线等。
连接好串联电路后,分别测量各个灯泡两端的电压以及电源两端的总电压。
通过实验数据可以得出:串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和。
四、探究并联电路中电压的规律在并联电路中,各支路两端的电压相等,且等于电源电压。
进行这个实验时,同样要使用电压表、灯泡、电源、开关、导线等。
连接好并联电路,测量各支路两端的电压以及电源电压。
实验结果会显示,各支路两端的电压相等,并且都等于电源电压。
五、探究电阻上的电流跟两端电压的关系这个实验能够帮助我们理解欧姆定律。
实验器材有电源、电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线等。
改变电阻两端的电压,同时测量通过电阻的电流。
高二电学实验知识点
高二电学实验知识点电学是物理学中的一个重要分支,对于高二学生来说,掌握电学的基本概念、定律和实验技能对于理解自然界的电磁现象和解决实际问题具有重要意义。
本文将介绍高二电学实验中的一些关键知识点,帮助学生更好地理解和应用电学原理。
一、静电场的基本概念静电场是由静止电荷产生的电场。
在实验中,我们可以通过使用静电发生器来观察静电场的存在。
当发生器产生高电压时,附近的空气会被电离,产生放电现象,这就是静电场作用的结果。
学生需要了解电荷的性质,如正负电荷之间的相互作用力,以及电荷守恒定律。
二、欧姆定律欧姆定律是电学中的一个基本定律,描述了电流、电压和电阻之间的关系。
在实验中,通过改变电路中的电阻值,可以观察到电流和电压的变化,从而验证欧姆定律。
实验中使用的仪器包括电阻箱、电压表和电流表。
学生应该学会如何正确连接电路,并能够准确读取和记录数据。
三、串联和并联电路电路的基本连接方式有串联和并联两种。
在串联电路中,电阻器的电阻值会相加,电流在各个电阻器中是相同的;而在并联电路中,电阻器的电阻值会倒数相加,各个电阻器上的电压是相同的。
通过实验,学生可以学习到如何计算总电阻,以及如何分析电路中的电流和电压分布。
四、电能和电功电能是电荷在电场中由于电势差而具有的能量,而电功则是电流通过电阻时所做的功。
在实验中,可以使用电能表来测量一段时间内消耗的电能。
通过测量电流和电压,结合时间,可以计算出电功。
学生应该理解电能和电功的计算方法,以及它们在日常生活中的应用。
五、电磁感应电磁感应是电学中的一个核心概念,描述了磁场变化产生电场的现象。
在实验中,可以通过使用线圈和磁铁来观察电磁感应的效果。
当磁铁在线圈中移动时,会在闭合的线圈中产生电流。
学生需要了解法拉第电磁感应定律,并学会如何使用仪器测量感应电动势。
六、交流电和直流电直流电是指电流方向不随时间变化的电流,而交流电是指电流方向随时间周期性变化的电流。
在实验中,学生可以通过观察示波器上的波形来区分直流电和交流电。
电学实验基础知识
电学实验【基础知识】知识点1 ——电流(1)电流的形成:电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压,导线中的自由电子就在电场力的作用下,从电势低处向电势高处定向移动,移动的方向与导体中的电流方向相反.导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电场线保持和导线平行.(2)电流的宏观表达式:I=q/t,适用于任何电荷的定向移动形成的电流.注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I=q/t计算电流强度时应引起注意.(3)电流的微观表达式:I=nqvS(n为单位体积内的自由电荷个数,S为导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率).I=q/t是电流强度的定义式,电流的方向规定为与电路中正电荷定向移动的方向相同;负电荷形成的电流,其方向与负电荷定向移动的方向相反;如果是正、负离子同时定向移动形成电流,q 应是两种电荷电荷量绝对值之和,电流方向仍同正离子定向移动方向相同.I=nqvS是电流的微观表达式,电流强度是标量,但习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向,电流的方向实际上反映的是电势的高低.知识点2 ——电动势(1)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小.电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多.(2)定义:在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值,叫电源的电动势,用E表示.定义式为:E = W/q .注意:①电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关.②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压.③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.(3)电源(池)的几个重要参数①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关.②内阻(r):电源内部的电阻.③容量:电池放电时能输出的总电荷量.其单位是:A•h,mA•h.注意:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小.1.电动势是表示电源内非静电力做功,将其它形式的能量转化为电能本领的物理量,在数值上等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极所做的功.而电压是描述电能转化为其它形式能量的物理量,在数值上等于电场力在外电路移动单位正电荷所做的功.2.电动势是由电源本身的性质决定的,与外电路无关,电路两端的电压不仅与电源有关,还与电路的具体结构有关.【例1】关于电动势的下列说法中正确的是(AC )A .在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电势能增加B .对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势越大C .电动势越大,说明非静电力在电源内部从负极向正极移动单位电荷量做功越多D .电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从电源负极移到正极所移动电荷量越多 【解析】电源是将其他形式的能转化为电能的装置,是通过电源内部的非静电力做功来完成的,所以非静电力做功,电势能就增加,因此选项A 正确.电源电动势是反映电源内部其它形式的能转化为电能的能力的物理量.电动势在数值上等于移动单位电荷量的电荷所做的功,不能说电动势越大,非静电力做功越多,也不能说电动势越大,被移动的电荷量越多,所以选项C 正确.故正确答案应为AC .【例2】关于电源电动势,下列说法中正确的是( BCD ) A .电动势就是电压,它是内外电路电压之和 B .电动势不是电压,但在数值上等于内外电压之和C .电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D .电动势的大小与外电路的结构(如外电路是否接通和外电路的连接方式)无关 【解析】正确理解电动势与电压的区别能电动势的物理意义是解答本题的关键.知识点3 ——欧姆定律电阻定律1.欧姆定律(1)内容:导体中的电流强度跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比 (2)公式:RU I =(3)适用范围:对金属导体和电解液适用,对气体的导电不适用 2. 电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻R 与导体的长度L 成正比,与它的横截面积S 成反比;导体的电阻与构成它的材料有关. (2)公式sLR ρ= (3)ρ——材料的电阻率(描述材料的性质),与物体的长度和横截面积无关,与物体的温度有关,对金属材料,电阻率随温度的升高而增大,对半导体材料,电阻率随温度的升高而减小,有些材料当温度降低至某一温度以下时,电阻率减小到零的现象称为超导现象.知识点4 ——伏安特性曲线将导体中电流I 和导线两端的电压U 分别用坐标系的纵轴和横轴表示,画出的I —U 图线叫导体的伏安特性曲线.对于金属导体,伏安特性曲线是通过原点的直线.具有这种伏安特性曲线的电学元件叫线性元件,伏安特性曲线不是直线的元件叫非线性元件.导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线,其斜率的倒数等于导体的电阻.利用物理图象求斜率时,切忌运用直线倾角的正切来求,因为物理图象坐标轴单位长度是可以表示不同大小的物理量,在I —U 图象上表示同一电阻的伏安特性曲线时,直线倾角可能不同.导体的电阻随温度的升高有所增大,其伏安特性曲线的斜率会有所变化.运用导体的伏安特性曲线,是判断此类问题的常用方法.因此正确理解、分析导体的伏安特性曲线的物理意义十分重要.一般金属导体的电阻随温度的升高而增大,I —U 图线如图甲所示,U —I 图线如图乙所示.【例3】如图所示的图象所对应的两个导体: (1)两导体的电阻的大小R 1=Ω,R 2=Ω;(2)若两个导体中的电流相等时,电压之比U 1∶U 2=; (3)若两个导体的电压相等时,电流之比I 1∶I 2=. 【解析】(1)在I —U 图象中R =1/k =cot θ=ΔU/ΔI ,所以R 1=2Ω,R 2=2/3Ω.(2)由欧姆定律得U 1=I 1R 1,U 2=I 2R 2,由于I 1=I 2,所以U 1∶U 2=R 1∶R 2=3∶1. (3) 由欧姆定律得I 1=U 1/R 1,I 2=U 2/R 2,由于U 1=U 2,所以I 1∶I 2=R 2∶R 1=1∶3.知识点5——串联、并联电路(1)串联电路的特征如下:①I =I 1=I 2=I 3=… ②U =U 1+U 2+U 3+… ③R =R 1+R 2+R 3+…④11R U =22R U =33R U =…=R U =I ⑤11R P =22R P=33R P =…=R P =I 2串联电路中各电阻两端的电压、消耗的功率均与其电阻成正比. (2)并联电路的特征如下:①I =I 1+I 2+I 3+… ②U =U 1=U 2=U 3=…③R 1=11R +21R +31R +… ④I 1R 1=I 2R 2=I 3R 3=…=IR =U ⑤P 1R 1=P 2R 2=P 3R 3…=PR =U 2 并联电路中能过各电阻的电流、消耗的功率均与其电阻成反比.(一)电流表电压表分压法,分流法(1)如甲图所示,由于该电路中电压表的读数U 表示R x两端电压,电流表的读数I 表示通过R x与R V 并联电路的总电流,所以使用该电流所测电阻R 测=xV x V R R R R I U +=也比真实值R x甲乙略小些,相对误差a =Vx xV x V x xxR R R R R R R R R R ≈+=+=-11测 (2)如乙图所示,由于该电路中,电压表的读数U 表示被测电阻R x与电流表A 串联后的总电压,电流表的读数I 表示通过本身和R x的电流,所以使用该电路所测电阻R 测=IU=R x+R A ,比真实值R x大了R A ,相对误差a =xAxxR R R R R =-测 (3)选择判断: 若:V A x xA V x R R R R RR R <<即此时被测电阻为小电阻,一般选用甲图所示的电流表的外接法.若:V A x xAV x R R R R R R R >>即此时被测电阻为大电阻,一般选用乙图所示的电流表的内接法.(二)滑动变阻器分压法、限流法分压法的优势是电压变化范围大,且电压、电流可以从零开始调节;限流接法的优势在于电路连接简便,附加功率损耗小.当两种接法均能满足实验要求时,一般选限流接法.当负载R X 较小、变阻器总阻值R P 较大时(R X的几倍),一般用限流接法.但以下三种情况必须采用分压式接法:①要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节,只有分压电路才能满足.②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,采用限流接法时,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),为了保护电表或电阻元件免受损坏,必须要采用分压接法电路.③伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值R P 远小于待测电阻阻值R X ,采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,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用图像法处理数据.为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下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.AR xV甲A V R x乙。
第三讲电学实验基础
接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示
数变化不大,则可采用电流表内接法.
A A A A V V V V
具体可用比 率来判断:
若 A V 法
用内接法,若 V A
用外接
补充专题:测电阻方法总结
1、欧姆表直接测量:
用欧姆档,待测电阻要和电源断开,换 挡先调零,读数乘倍率。读数尽可能使指针 偏中一些
两量程电压表:一般常见0—3V—15V两量程
G
R1 U1 1 U2 S 2 R2
S接1时为小量程U1:
R1
U1 U g Ig
( n1 1) Rg
S接2时为大量程U2: R串 R1 R2 也可以:
U2 U g Ig
(n2 1) Rg
U 2 U1 U 2 R2 R1 Rg Ig Ig
Rx
要求:两个电流表、一个定值电阻。
5、等效法:
原理:先闭合S1,调节R使电流表满偏或达到某一值, 再断开S1闭合S2,调节R’,使电流表满偏或达 到相同值,此时R’=RX 缺点:若不知RX的大约值时, R’调节起来较麻烦。
RX
R ‘ S1 S2
A
RX
R ‘ R
A
S’
R
E
S
E
S
6、电桥法:
Rx R1 检流计示数为零的条件: R2 R
E
s
R
E E ~ Rx R Rx
1.电压不能从零开始调节,调节范围较小(R越大, 调节范围相对增大). 但电路结构较为简单. 2.安全性差. 3.电能损耗较小. P总=EIx
分压式电路的特点: 变阻器起分压作用,待 测电阻Rx的电压可调范围
电学实验基础实验报告
物理实验报告————制流电路、分压电路和电学实验基础知识班级:________________姓名:________________学号:________________实验组号:____________实验日期:____________实验报告班级:计科1204 姓名:吕勇良【实验名称】制流电路、分压电路和电学实验基础知识【实验目的】1.了解电学实验的要求、操作流程和安全知识;2.学习电学实验中常用一区的使用方法;3.学习连接电路的一般方法,学习用变阻器连成制流电路和分压电路的方法。
【实验仪器】电流表、电压表、电阻箱、滑线变阻器、稳压电源、开关、导线【实验内容】1.接线练习:连接如图6-3和图6-4所示的电路,并相互检查。
不要通电。
2.考察滑线变阻器的制流作用电路如图6-1所示。
根据使用的一起确定E,R,并估算电流的范围,选用合适的电流表量程。
在电路图中标注所有电路参数并设定R L>5R。
严格按照电学实验操作规程,连接如图6-1所示的电路。
其中R是电阻箱,改变滑线变阻器滑动端的位置,从接入全部电阻时开始,没画过全长1/10,从安培表读取一次电流强度。
3.考察滑线变阻器的分压作用按图6-2接线并设定R L>5R改变滑线变阻器滑动端的位置,没滑过全长的1/10,从伏特计读取AC两点间的电压U AC。
【实验数据记录与处理】滑线变阻器的制流作用X L 0.9L 0.8L 0.7L 0.6L 0.5L 0.4L 0.3L 0.2L 0.1L 0 I/mA作图(横坐标表示X,纵坐标表示I,做制流特性曲线)滑线变阻器的分压作用X 0 0.1L 0.2L 0.3L 0.4L 0.5L 0.6L 0.7L 0.8L 0.9L L I作图(横坐标表示X,纵坐标表示U,做分压特性曲线U AC)【思考题】1.在图6-1所示的电路中,电阻R起什么作用?不用它会出现什么问题?2.试证明:用内阻为R的伏特计来测量6-5所示线路中电阻R1两端的电位差时,伏特计的读数与R1两端的电位差的实在值之间的百分差为:R1R2×100%R1R g+R1R2+R1R g若R1=R2=R g=100Ω,试计算直飞值。
有哪些适合小学生的电学实验
有哪些适合小学生的电学实验电学是物理学的一个重要分支,对于小学生来说,通过一些简单有趣的电学实验,可以激发他们对科学的兴趣,培养他们的观察能力、动手能力和思维能力。
以下是一些适合小学生的电学实验。
实验一:简单电路连接材料准备:电池盒、电池、灯泡、灯座、导线若干。
实验步骤:1、将电池放入电池盒中,注意电池的正负极方向。
2、将灯泡拧入灯座中。
3、用导线将电池盒、灯座依次连接起来,形成一个简单的闭合电路。
4、观察灯泡是否发光。
这个实验可以让小学生了解电路的基本组成部分,即电源(电池)、导线、用电器(灯泡)和开关。
同时,让他们明白只有形成闭合电路,灯泡才能发光。
实验二:自制水果电池材料准备:柠檬、铜片、锌片、导线、发光二极管。
实验步骤:1、将铜片和锌片插入柠檬中,两者之间保持一定距离。
2、用导线将铜片和锌片分别与发光二极管的正负极相连。
3、观察发光二极管是否发光。
通过这个实验,小学生可以了解到水果中含有酸性物质,能够导电,从而产生电流。
同时,也能让他们对化学能转化为电能有初步的认识。
实验三:导体与绝缘体的检测材料准备:电池盒、电池、灯泡、灯座、导线、各种常见材料(如塑料、木头、金属、橡皮等)。
实验步骤:1、按照简单电路连接的方法组装好电路。
2、分别将各种材料接入电路中,观察灯泡是否发光。
3、记录哪些材料能使灯泡发光,哪些不能。
这个实验可以让小学生明白导体能够导电,绝缘体则不能导电,帮助他们区分常见材料的导电性。
实验四:串联电路与并联电路材料准备:电池盒、电池、灯泡(两个或多个)、灯座、导线。
实验步骤:1、串联电路:将电池、灯泡、灯泡依次用导线连接起来,形成串联电路,观察灯泡的发光情况。
2、并联电路:将电池与两个灯泡分别用导线连接,使两个灯泡处于并联状态,观察灯泡的发光情况。
通过对比这两种电路连接方式,小学生可以了解到串联电路中电流只有一条路径,各用电器相互影响;并联电路中电流有多条路径,各用电器互不影响。
电学实验(五个)
恒定电流学生实验(五个)实验一:描绘小电珠的伏安特性曲线【实验目的】通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线,并分析曲线的变化规律.【实验原理】在纯电阻电路中,电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系,也就是U-I曲线是条过原点的直线。
但是实际电路中由于各种因素的影响,U-I曲线就可能不是直线。
如图3-1所示,根据分压电路的分压作用,当滑片C由A端向B端逐渐移动时,流过小电珠(“3.8V、0.3A”或“4V、0.7A”)的电流和小电珠两端的电压,由零开始逐渐变化,分别由电流表、电压表示出其值大小,将各组I、U值描绘到U--I坐标上,用平滑的曲线连接各点,即得到小灯泡的伏安特性曲线。
;图3-1 金属物质的电阻率随温度升高而增大,从而测得一段金属导体的电阻随温度发生相应变化。
本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化,从而了解它的导电特性。
【步骤规范】实验步骤操作规范一.连接实验电路1.对电流表、电压表进行机械调零2.布列实验器材,接图3-1连接实验电路,电流表量程0.6A,电压表量程3V1.若表针不在零位,用螺丝刀旋动机械调零螺钉,使其正对。
2.电键接入电路前,处于断开位置;闭合电键前,滑动变阻器的电阻置于阻值最大;电线连接无“丁”字形接线。
二.读取I、U数据1.将滑动变阻器的滑片C向另一端滑动,读取一组电流表和电压表的读数2.逐渐移动滑动变阻器的阻值,在“0~3.8V”或“0~4V”范围内记录12组电压值U和相应的电流值I1.使电路中灯泡两端电压从0开始逐渐增大,可在伏特表读数每增加一个定值(如0.5V)时,读取一次电流值,并将数据记录在表中。
调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压2.电流表和电压表读数要有估读(一般可估读到最小分度的101三.描绘图线将12组U、I值,描绘到I—U坐标上,画出I—U曲线在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流,横轴表示电压,两坐标轴选取的标度要合理,使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸;要用平滑曲线将各数据点连接起来。
电学实验基础知识
电学实验基础知识一、螺旋测微器1.构造:如图1所示是常用的螺旋测微器.它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上,旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上.图12.原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时误差出现在毫米的千分位上,所以,螺旋测微器又叫千分尺.3.读数:测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm).螺旋测微器需要估读最后一位数字为估计数字,读数和记数时估计位为有效数字的最后一位.例如如图2所示,固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm+15.0×0.01mm=2.150 mm.二、游标卡尺1.构造:如图3所示,主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉.图32.用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径.3.原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,其读数见下表:刻度格数(分度) 刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4.上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x+K×精确度)mm.三、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置实行读数即可.(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V.(3) 对于0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A.四、伏安法测电阻1.电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测=U x+U A电压表分流I测=I x+I V电阻测量值R测=U测I测=R x+R A>R x测量值大于真实值R测=U测I测=R x R VR x+R V<R x测量值小于真实值适用条件R A≪R x R V≫R x口诀大内偏大(大电阻用内接法测量,测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量,测量值偏小)2.(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻实行比较,若R x较小,宜采用电流表外接法;若R x较大,宜采用电流表内接法.(2)临界值计算法:R V R x>R xR A时,用电流表外接法.R xR A>R VR x时,用电流表内接法.(3)实验试探法:按图接好电路,让电压表接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.五.仪器选择的基本思路(1)优先考虑安全因素:各电表的实际读数不能超过其量程,电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压)(2)考虑读数误差因素:一般要求各电表的实际读数不小于其量程的13,以减小读数误差.(3)仪器选择的一般步骤:①首先选择唯一性的器材;②粗画电路图(暂不接电流表和电压表);③估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材.六.控制电路的选择(1)滑动变阻器两种接法的对比方式内容限流接法分压接法两种接法电路图负载R上电压调节范围RER+R0≤U≤E 0≤U≤E负载R上电流调节范围ER+R0≤I≤ER0≤I≤ER闭合S前触头位置b端a端(2)在下列情况下应选用分压式接法:①待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值.②题中要求待测电阻上电压变化范围大,且要求从零开始连续调节.③若选用限流式接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流.学生实验练习使用多用电表(一)实验原理1.外部构造(1)转动选择开关能够使用多用电表测量电流、电压、电阻等.(2)表盘的上部为表头,用来表示电流、电压和电阻的多种量程.2.欧姆表原理(1)内部电路简化如图所示.(2)根据闭合电路欧姆定律①当红、黑表笔短接时,I g=ER g+R+r,②当被测电阻R x接在红、黑表笔两端时,I=ER g+R+r+R x,③当I中=12I g时,中值电阻R中=R g+R+r.(二)测量定值电阻实验步骤(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,再与标定值实行比较.(4)选择开关改置“×100”挡,重新实行欧姆调零.(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值实行比较.(6)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.多用电表使用的“七大注意”(1)使用前要机械调零.(2)两表笔在使用时,电流总是“红入”“黑出”.(3)选择开关的功能区域,要分清是测电压、电流、电阻,还要分清是交流还是直流.(4)电压、电流挡为量程范围挡,欧姆挡为倍率挡.(5)刻度线有三条:上为电阻专用,中间为电压、交流、直流共用,下为交流2.5 V专用.(6)测电阻时:①待测电阻与电路、电源一定要断开.②两手一定不要同时接触两笔金属杆.③指针指中值附近较准,否则换挡.④每换一挡必须重新欧姆调零.⑤读出示数要乘以倍率.(7)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池.学生实验测定金属的电阻率注意事项1.先测直径,再连电路:为了方便,测量直径时应在金属丝连入电路之前测量.2.电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法.3.电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大.误差分析学生实验描绘小电珠的伏安特性曲线注意事项1.电流表外接法:本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,所以测量电路必须采用电流表外接法.2.滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出U-I图线,要求测出一组包括零在内的电流、电压值,故控制电路必须采用分压接法.3.保护元件安全:为保护元件不被烧毁,开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端.加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压.误差分析1.因为电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差,电流表外接,因为电压表的分流,使测得的电流值大于真实值.2.测量时读数带来误差.3.在坐标纸上描点、作图带来误差.学生实验测定电源的电动势和内阻,、注意事项1.可选用旧电池:为了使电路的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池.2.电流不要过大,读数要快:干电池在大电流放电时,电动势E会明显下降,内阻r 会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3 A ,短时间放电不宜超过0.5 A .所以,实验中不要将I 调得过大,读电表要快,每次读完立即断电. 3.计算法求E 、r :要测出很多于6组I 、U 数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I 、U 数据中,第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组,分别解出E 、r 值再求平均值.4.合理选择标度:为使图线分布空间大,如图2所示,纵坐标能够不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,电源的内阻不能用r =EI 短确定,应根据r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 确定.误差分析①用图象法求E 和r 时作图不准确.②因为电流表或电压表的分压或分流存有系统误差. •本实验中测量结果是:E 测<E 真,r 测<r 真.。
物理中考冲刺:电学实验(基础)
物理中考冲刺:电学实验(基础)【中考展望】实验题是最能体现物理学科的学习能力的一种题型,它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力,而且还能反映学生对学习物理概念和物理规律的理解情况,重要的是它能再现学生的情感、态度、价值观。
实验题的形式是多种多样的,它可以用选择题、填空题、问答题、作图题、计算题等不同方式展示,所以各种题型的解题思路、解题方法、以及解题步骤,都适用于对实验题的正确解答。
1、测量型实验主要考查学生对实验器材的正确操作,是考查其他实验的基础。
熟悉各种仪器及仪表的操作规则是解决这类测量型实验的基础。
2、实验考查中对实验中用到的科学研究方法和实验现象的分析及实验操作顺序的考查是当前中考考点之一。
要快速准确地解决这类问题,必须明确各实验中常用的研究方法和各实验操作顺序,当然,要在平时真正做过实验,而不是背实验,才能把这类习题回答好。
3、熟练地操作书本上的每一个演示实验是实验复习中的重点,只有这样方能真正提高动手能力。
4、近几年各地的中考试卷中出现了一些“探索性”“设计性”实验,这类实验不仅能充分反映教师在平时物理教学中对物理实验的重视程度,而且也能培养和提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。
随着素质教育的逐步深入,这种题型仍是今后中考的热点。
在扎实的基础上设计出合理的方法是解决此类问题的关键,平时要多加练习。
【方法点拨】实验题解答过程中需要注意的问题1、实验原理定方向正确解答物理实验题必须坚持以实验原理为依据的操作过程,实验原理是整个实验的指导方向,而对实验原理的理解必须做到:(1)要结合课本中学过的物理知识加深理解实验原理;(2)要从实验原理中理解实验成立的条件;(3)弄清一个实验原理可以做不同的类似实验;(4)理解原理设计替代性实验。
2、实验步骤要有科学性实验步骤是否合理、完善直接影响着物理实验的质量,因此在实验操作过程中弄懂,理解和熟悉实验步骤对做好实验题是非常重要的:(1)保证实验步骤的完整性和合理性。
7-3电学实验基础
7-3电学实验基础一、选择题1.以下说法中,正确的是()A.采用伏安法测电阻时,只要仪器选得正确,可保证没有系统误差B.用伏安法测电阻,不论是用电流表外接法,还是电流表内接法,都存在系统误差C.用欧姆表测电阻,既准确又方便D.伏安法测电阻,存在系统误差的原因是由于电流表的分压[答案] B[解析]对A、B选项,伏安法测电阻不可能没有系统误差,只能减小,故B选项正确,A选项错误.对C选项,欧姆表测电阻方便但由于刻度不均匀读数误差较大,电池用久了误差更大.因而C 选项错误.对D选项,不同的测量电路引起误差的原因不同,故D 选项错误.2.如下图所示,用伏安法测电阻,若电流表内阻1Ω,电压表内阻5000Ω,R x约为10Ω,则下图中哪个测量结果较为准确?测量值比真实值偏大还是偏小()A.甲电路,偏大B.甲电路,偏小C.乙电路,偏大D.乙电路,偏小[答案] B[解析]R VR x=500,R xR A=10,∴R VR x>R xR A,应采用电流表外接法,由于电压表分流,使I A>I x,R x的测量值比真实值偏小.3.分别用图(a)、(b)两种电路测量同一未知电阻的阻值.图(a)中两表的示数分别为3V、4mA,图(b)中两表的示数分别为4V、3.9mA,则待测电阻R x的真实值为()A.略小于1kΩ B.略小于750ΩC.略大于1kΩ D.略大于750Ω[答案] D[解析]先判断采用的测量方法,由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大,说明测量的是小电阻,这样电流表分压较大,应该采用(a)图进行测量比较准确.(a)图中测量值较真实值偏小.4.如右图所示电路,用伏安法测量电阻的大小.电阻R=320Ω时,电流表的示数是15mA,电压表的示数是4.5V.如果用这个电路测量未知电阻R′,电流表的示数是13mA,电压表的示数是5.2V,则电阻R′的大小是()A.R>420Ω B.400Ω<R′<420ΩC.R′=420Ω D.无法确定[答案] A[解析]R=320Ω时,两端电压U=4.5V,则通过R的电流I R=U R =4.5320A =0.014A =14mA 通过电压表的电流I V =I -I R =(15-14)mA =1mA电压表内阻R V =U I V = 4.51×10-3Ω=4500Ω 当电阻为R ′时,电压U ′=5.2V通过电压表的电流I V ′=U ′R V =5.24500A =1.15mA 通过R ′的电流I R ′=I ′-I V ′=(13-1.15)mA =11.85mA电阻R ′=U ′I R ′= 5.211.85×10-3Ω=439Ω. 二、非选择题5.(2011·天津)某同学测量阻值约为25kΩ的电阻R x ,现备有下列器材:A .电流表(量程100μA, 内阻约2kΩ)B .电流表(量程500μA, 内阻约300Ω)C .电压表(量程15V , 内阻约100kΩ)D .电压表(量程50V ,内阻约500kΩ)E .直流电源(20V ,允许最大电流1A)F .滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定功率1W)G .电键和导线若干.电流表应选________.电压表应选________.(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:①____________________________________________________;②____________________________________________________.[答案]B C①电流表应采用内接的方法②滑动变阻器应采用分压器方式的接法.[解析]由待测电阻值约为25kΩ和电源电压20V,可知电路中的最大电流为800μA,故电流表应选B,可用滑动变阻器控制电路中电流不超过B电流表的量程.当B电流表满偏时,电压才达12.5V,不到50V的13,故电压表应选C.当R xR A>R VR x时,电流表应内接,当R xR A<R VR x时,电流表应外接,该题中R xR A≈83,R VR x≈4,R xR A>R VR x,故应使电流表内接.因为滑动变阻器电阻远小于R x,限流接法时电路中电压和电流超过了电压表和电流表的量程,只能用分压接法.6.用伏安法测量一个阻值约为20Ω的未知电阻R x的阻值.实验电路图如图:(1)在以下备选器材中,电流表应选用________,电压表应选用________ ,滑动变阻器应选用________.电源E (电动势3V 、内阻可以忽略不计)电流表A 1(量程0~50mA ,内阻约12Ω)电流表A 2(量程0~3A ,内阻约0.12Ω)电压表V 1(量程0~3V ,内阻约3kΩ)电压表V 2(量程0~15V ,内阻约15kΩ)滑动变阻器R 1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)滑动变阻器R 2(0~1000Ω,允许最大电流0.5A)定值电阻R (30Ω,允许最大电流1.0A)开关、导线若干(2)某次测量中,电压表读数为U 时,电流表读数为I ,则计算待测电阻阻值的表达式R x =________.[答案] (1)A 1 V 1 R 1 (2)U I -R[解析] (1)电源电动势E =3V ,R x 的阻值约为20Ω,定值电阻R=30Ω,流过电流表的最大电流I m =E R +R x +R A≈0.048A ,因此电流表应选A 1,电压表应选V 1,为了便于分压电路调节,滑动变阻器应选择R 1.(2)由分压电路关系可得R x =U I -R .7.(2011·海南)图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头的量程为I g =600μA 、内阻为R g ,是标准电流表.要求改装后的电流表量程为I =60 mA.完成下列填空.(1)图1中分流电阻R p 的阻值应为________.(用I g 、R g 和I 表示).(2)在电表改装完成后的某次校准测量中,表的示数如图2所示,由此读出流过电流表的电流为________mA.此时流过分流电阻R p 的电流为________mA(保留一位小数).[答案] (1)I g R g I -I g(2)49.5 49.0 [解析] 本题考查电流表改装的计算和校对问题,意在考查考生对课本基本实验的掌握情况.(1)中根据I g R g =(I -I g )R p ,解得R p =I g R g I -I g;(2)标准电流表的示数为49.5mA ,根据分流关系有I R p =I 示×I -I g I =49.0mA.8.为了精确测量某待测电阻R x 的阻值(约为30Ω).有以下一些器材可供选择.电流表:A 1(量程0~50mA ,内阻约12Ω)A 2(量程0~3A ,内阻约0.12Ω)电压表:V 1(量程0~3V ,内阻很大)V2(量程0~15V,内阻很大)电源:E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω)定值电阻:R(30Ω,允许最大电流2.0A)滑动变阻器:R1(0~10kΩ,允许最大电流2.0A)滑动变阻器:R2(0~1kΩ,允许最大电流0.5A)单刀单掷开关S一个,导线若干(1)电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(填字母代号)(2)请在方框中画出测量电阻R x的实验电路图.(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)测电阻阻值的表达式为R x=________.[答案](1)A1V1R1(2)如图所示(3)U R -R9.(2011·广州模拟)某同学利用蓄电池、电压表(由灵敏电流计改装)、电阻箱、单刀开关S 1、单刀双掷开关S 2和若干导线来测量一个阻值未知的电阻R x ,实验原理图如图甲.(1)根据原理图,在图乙的实物图中完成余下电路的连线.(2)完成下列相关内容a .闭合开关________,把开关S 2拔向1,调节电阻箱至示数如图丙所示,其电阻值是________,此时电压表示数是1.5V ;b .把开关S 2拔向2,此时电压表示数是0.8V ;断开开关S 1.(3)用以上测得的数据,计算出电阻R x =________Ω.(4)如果蓄电池内阻不计,测得的阻值与真实值之比________1.(填“>”、“<”或“=”)[答案] (1)连线如图(2)a.S 1 600Ω (3)320 (4)=[解析] R x 左端与电压表一端相连,电压表的另一端与S 2中间的接线柱相连,R x 右端的接线柱与S 2右边的接线柱相连,电源的负极接线柱与S 2左端接线柱相连.闭合开关S 1,接通电路;根据图丙可得电阻箱的读数为600Ω根据闭合电路欧姆定律:E =1.5+I 1R x ,E =0.8+I 2R ;I 1=1.5R V +1.5R ,I 2=0.8R V +0.8R x;可得R x =320Ω. 根据上面的四个方程可以知道,电压表的内阻不会影响到R x ,因此测得的阻值与真实值之比等于1.10.实验室有如下器材:电流表A1(满偏电流约500μA,有刻度无刻度值,内阻r g约500Ω);电流表A2(量程0~300μA,内阻r A2=1000Ω);电流表A3(量程0~1mA,内阻r A3=100Ω);定值电阻R0(阻值1kΩ);滑动变阻器R(0~5Ω,额定电流2A);电池(电动势2V,内阻不计);开关、导线若干.要求较精确地测出A1表的内阻和满偏电流.(1)在方框内画出测量电路;(2)应读取的物理量是________;(3)用这些量表示的A1表的满偏电流I g=__________,A1表的内阻r g=________.[答案](1)电路如图所示(2)A1表满偏时A2表的读数I2、A3表的读数I3(3)I3-I2I2r A2 I3-I2[解析](1)要测量A1表的内阻,需测出通过A1表的电流和它两端的电压U1.A1表没有刻度值,所以不能直接读出满偏电流,要通过A2、A3才能间接测得.U1m=I g r g≈(5×10-4×500)V=0.25V,因A2、A3表的内阻是确定值,故可以把它们当做电压表.A3表的电压量程U3=I g3·r A3=0.1V<U1m,A2表的电压量程U2=I g2·r A2=0.3V>U1m,所以应选择A2与A1并联,这样A2表两端的电压就是U1.若A3直接与A1、A2串联接在滑动变阻器的分压端,电压小于(U1m+U3)=0.35V,滑动变阻器调节不方便,所以可再串联一个定值电阻R0.(2)见答案.(3)当A1表满偏时,读出A2、A3表的读数I2、I3,有I g=I3-I2.A1表的内阻r g=U1I g=I2r A2I3-I2.11.为了测量一个量程为3V的电压表的内阻R V(约几千欧姆),可以采用图甲电路.(1)试将图乙所给实验仪器按实验电路连成测量电路.(2)在测量时,可供选择的实验步骤有:A.闭合开关S;B.将电阻箱R0的阻值调到最大;C.将电阻箱R0的阻值调到零;D.调节电阻箱R0的阻值使电压表的指针指示1.5V,记下此时R0的值;E.调节滑动变阻器R的滑动触头P,使电压表的指针指示3.0V;F.把变阻器R的滑动触头P滑到a端;G.把变阻器R的滑动触头P滑到b端;H.断开开关S;把必要的合理步骤选出来,按操作顺序将字母代号填在横线上________.(3)若在步骤D中读出R0的阻值为图丙所示位置,则电压表的电阻为________Ω.用这种方法测出的电压表内阻与真实值相比偏________(填“大”或“小”).[答案](1)如图所示(2)GCAEDH(3)2400大[解析](3)由图丙可知接入电路的R0的阻值为2×1000Ω+4×100Ω=2400Ω,由步骤D和E可推知,电压表的内阻与R0的阻值相等,即2400Ω.本实验的原理是R0接入电路后,滑动触头P和b 之间的电压变化忽略不计,实际上接入R0后,外电路电阻变大,电路电流变小,从而滑动触头P和b之间的电压变大,由步骤D可知电压表的示数减小为原来的1/2,所以此时电阻箱两端的电压应该大于 1.5V,即电阻箱接入电路的阻值大于电压表的内阻,故用这种方法测出的电压表内阻与真实值相比偏大.12.(2011·江苏)某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值.(1)将电阻箱接入a、b之间,闭合开关.适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变.改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U与R的数据如下表:(2)用待测电阻R x替换电阻箱,读得电压表示数为2.00V.利用(1)中测绘的U-R图象可得R x=________Ω.(3)使用较长时间后,电池的电动势可认为不变,但内阻增大.若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象测定某一电阻,则测定结果将________(选填“偏大”或“偏小”).现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间,你应如何调节滑动变阻器,便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定?___________________________________________________________ ___________________________________________________________ [答案](1)图见解析(2)20(3)偏小改变滑动变阻器阻值,使电压表示数为1.5V.[解析](1)如图所示(2)20(19~21都对)(3)内阻增大时,有相同的外电阻,则电压表示数变小.仍用测绘的U-R图象测电阻,结果偏小.改变滑动变阻器阻值,使电压表示数为1.5V,便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的V-R图象实现对待测电阻的准确测定.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
教师: 初(高) 学生: 上课时间 2014年月日阶段: 基础()提高(√)强化()课时计划共次课第次课教学课题: 电学实验基础教学目标: 1.要求会正确使用的仪器;2.认识误差问题在实验中的重要性;3.要求知道有效数字的概念;教学重难点:重点:电路设计的基本原理难点:图像数据的处理,内接法、外接法的选择教学过程考点透视例题精析巩固提高课后作业课后作业两道电学实验高考题教学反思家长建议家长签名:电学实验【知识透析】(一)电学实验中所用到的基本知识在近年的电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。
它们所用到的原理公式为:Ir U E I UR +==,。
由此可见,对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样,在此往往也是高考试题的着力点之处。
因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法,做到以不变应万变。
1.电路设计原则:正确地选择仪器和设计电路的问题,有一定的灵活性,解决时应掌握和遵循一些基本的原则,即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,灵活运用。
⑴正确性:实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。
⑵安全性:实验方案的实施要安全可靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。
要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率,电源也有最大允许电流,不能烧坏仪器。
⑶方便性:实验应当便于操作,便于读数,便于进行数据处理。
⑷精确性:在实验方案、仪器、仪器量程的选择上,应使实验误差尽可能的小。
2.电学实验仪器的选择:⑴根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。
首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。
⑵根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器,注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,如果是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用。
⑶应根据实验的基本要求来选择仪器,对于这种情况,只有熟悉实验原理,才能作出恰当的选择。
总之,最优选择的原则是:方法误差尽可能小;间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过仪表的量程;实现较大范围的灵敏调节;在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度。
3.测量电路的选择⑴电流表的内、外接问题:(甲)所示电路为电流表外接电路(简称外接法);(乙)所示电路为电流表内接电路(简称内接法)。
两种接法的选择可按下列方法进行:方法一:设电流表、电压表内阻分别为A R 、VR ,被测电阻为xR ,则当x R <V A R R 时,电压表分流作用小,应选用外接法 当x R >V A R R 时,电流表分压作用小,应选用内接法当xR =VA R R 时,电流表分压作用和电压表分流作用相差不大,两种方法均可。
方法二:在VR 、A R 均不知的情况下,可采用试触法。
如图所示,分别将a 端与b 、c 接触,如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显,说明电压表分流作用大,应采用内接法;如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大,应采用外接法。
【例1】某同学用如图所示电路,测绘标有“3.8 V ,0.3A ”的小灯泡的灯丝电阻R 随电压U 变化的图象。
①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择: 电流表:A 1(量程100 mA,内阻约2Ω) A2 (量程0.6 A,内阻约0.3Ω) 电压表:V1(量程5 V,内阻约5Ω) V2(量程15 V,内阻约15Ω) 电源:E1(电动势为1.5 V ,内阻为0.2Ω) E2(电动势为4 V ,内阻约为0.04Ω)为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表___________,电压表______________,滑动变阻器________________,电源___________________。
(填器材的符号) ②根据实验数据,计算并描绘出R-U 的图象如图所示。
由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为___________;当所加电压为3.00 V 时,灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W 。
③根据R-U 图象,可确定小灯泡耗电功率P 与外加电压U 的关系,符合该关系的示意图是下列图中的__________。
⑵滑动变阻器的分压、限流接法:为了改变测量电路(待测电阻)两端的电压(或通过测量电路的电流),常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路,滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式:如图(甲)为滑动变阻器的限流式接法,X R 为待测电阻。
它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。
对待测电阻供电电压的最大调节范围是:ER R ER XX~ (X R 是待测电阻,R 是滑动变阻器的总电阻,不计电源内阻)。
如图(乙)是滑动变阻器的分压式接法。
接线方式是电甲乙A B C D选取接法的原则:①要求负载上电压或电流变化范围大,且从零开始连续可调,须用分压式接法。
②负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时,须用分压式接法,此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。
③采用限流电路时,电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时,应采用变阻器的分压式接法。
④负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大,并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调,可用限流式接法。
⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法,因为限流电路结构简单,总功率较小。
滑动变阻器的粗调和微调作用:①在限流电路中,全电阻较大的变阻器起粗调作用,全电阻较小的变阻器起微调作用。
②在分压电路中,全电阻较小的变阻器起粗调作用,全电阻较大的变阻器起微调作用。
4.实物图的连接:实物图连线应掌握基本方法和注意事项。
⑴注意事项:①连接电表应注意量程选用正确,正、负接线柱不要接错。
②各导线都应接在接线柱上,不应在导线中间出现分叉。
③对于滑动变阻器的连接,要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻,在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。
⑵基本方法:①画出实验电路图。
②分析各元件连接方式,明确电流表与电压表的量程。
③画线连接各元件。
(用铅笔画线,以便改错)连线方式应是单线连接,连线顺序应先画串联电路,再画并联电路。
一般先从电源正极开始,到电键,再到滑动变阻器等。
按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来;然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。
连接完毕,应进行检查,检查电路也应按照连线的方法和顺序。
(二)定值电阻的测量方法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:替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。
替代法测量电阻精度高,不需要计算,方法简单,但必须有可调的标准电阻(一般给定的仪器中要有电阻箱)。
【例题2】在某校开展的科技活动中,为了要测出一个未知电阻的阻值Rx,现有如下器材:读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。
(1)出实验电路图,并在图上标出你所选用器材的代码。
(2)写出主要的实验操作步骤。
3.伏安法:伏安法的测量依据是欧姆定律(包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律),需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表(或给定的电表不能满足要求时),可以用标准电阻(电阻箱或一个定值电阻)代替;当电表的内阻已知时,根据欧姆定律I=U/R电压表同时可以当电流表使用,同样电流表也可以当电压表用。
4.伏安法拓展:某些问题中,因实验器材不具备(缺电流表或电压表),或因实验条件限制,或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。
这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理,用“伏安法”的替代形式【例题3】用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关K,导线若干。
测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。
二.用已知内阻的电流表:利用“安安”法测定值电阻的阻值【例题4】用以下器材测量一待测电阻的阻值。
器材(代号)与规格如下:电流表A1(量程250mA,内阻r1为5Ω);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);待测电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(最大阻值10Ω);电源E(电动势约为10V,内阻r 约为1Ω);单刀单掷开关S,导线若干。
(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号.(2)要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1=________。
三.压表、电流表混合用【例题5】有一电阻Rx,其阻值在100~200Ω之间,额定功率为0.25W。
要用伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有:安培表A1,量程为50mA,RA1=100Ω安培表A2,量程为1A,RA2=20Ω电压表V1,量程为5V,RV1=10kΩ电压表V2,量程为15V,RV2=30kΩ变阻器R1,变阻范围0~20Ω ,2A变阻器R2,变阻范围0~1000Ω,1A9V电源,电键,导线。
⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是:。
⑵画出所用实验电路图。
【变式题1】某同学设计了一个如图甲所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器材为:待测干电池组(电动势约3 V )、电流表(量程0.6 A ,内阻小于1 Ω)、电阻箱(0~99.99 Ω)、滑动变阻器(0~10 Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。
考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略。
⑴该同学按图甲连线,通过控制开关状态,测得电流表内阻约为0.20 Ω。
试分析该测量产生误差的原因是_________________________________________。
⑵简要写出利用图甲所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤:①_____________________________________________________________________ ; ②______________________________________________________________________ ;⑶图乙是由实验数据绘出的R I 1图象,由此求出待测干电池组的电动势E =______V 、内阻r =______ Ω。