非常规实验电学设计性实验的处理
高中物理实验分析 基础实验25(电学设计性实验)
高中物理实验分析基础实验25（电学设计性实验）LexLi一、设计型实验的设计原则：（一）科学性：科学的方案应有科学的依据及正确的方式。
（二）安全性：设计的方案实施时，应安全可靠，不会对仪器、器材千万危害。
（三）精确性：实验误差应控制在允许范围之内，尽可能选择误差较小的方案。
（四）可操作性：设计方案应便于操作、读数，便于进行数据处理和观察。
同还要注意到，用两个总阻值大小不同的变阻器调节电路中的电流，当它们串联使用时哪个是粗调?哪个是细调?并联使用时，哪个是粗调，哪个是细调?二、设计型实验的设计方法（一）替代法：用一个标准的已知量替代被测量，并调整此标准量，使整个测量系统恢复替代前的状态，则被测量等于标准量。
用替代法可有效减小误差，通常是使用可直接读数的电阻箱等效替代测电阻。
如图所示，对于电流表G1、G2的量程各有什么要求?电阻箱R1的阻值还需要远大于电阻箱R2的阻值吗?哪个电阻箱用精度为0.1欧的合适?01、现有电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、低压直流电源、单刀单掷开关一个、单刀双掷开关一个、导线若干。
要求用以上器材尽可能精确地测量待测电阻的阻值。
（1）画出电路图（2）简要说明测量的主要步骤。
02、为了测量电流表G1的内阻，电路如图所示，其中电流表G1的量程0-300μA、内阻约100Ω，G2为标准电流表，量程为0-200μA；R1为电阻箱，阻值范围0-999.9Ω；ε为电池，电动势3V、内阻不计，S1为开关，S2单刀双掷开关。
按电路图接好电路后，将可变电阻器R3和电阻箱R1适当调节后，将单刀双掷S2扳到接点1处，接通开关，调节可变电阻R2，使两电表的读数都是150μA，然后将将单刀双掷S2扳到接点2处，调节变阻箱R1，使标准电流表的读数仍为150μA，若此时电阻箱的读数为75Ω。
（1）为了保证两块电流表的安全使用，限流电阻R3的阻值应选：A、100ΩB、150ΩC、10kΩD、15kΩ（2）可变电阻器的阻值应选：A、200ΩB、500ΩC、2kΩD、5kΩ03、现有电压表、电阻箱、滑动变阻器、低压直流电源、单刀单掷开关一个、单刀双掷开关一个、导线若干。
高中物理-突破电学设计性实验的思路和方法
高中物理-突破电学设计性实验的思路和方法电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，在高考中的考查频率很高．不少学生面对这类题感到无从下手．实际上，只要做到“三个明确”“三个选择”，问题便可迎刃而解．一、明确题目的要求认真审清题意，看清题目的要求．即审题时要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等．二、明确实验原理解决设计型实验题的关键在于选择实验原理．如果实验需要测定某些电学量，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量．三、明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少，耗电少”等三条原则．1．安全性原则选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行．例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等．2．精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度．例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上，以减小因读数引起的偶然误差．“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数．例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器．对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用．对于滑动变阻器，还要权衡用分压式电路还是限流式电路．3．运用仪器少，耗电少原则在达到实验目的，各项指标均符合要求的前提下，还应注意运用的仪器尽量少和节约电能．例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路，若这两种调节电路均能满足要求，从消耗功率小，节约电能的角度，则应选用限流式电路．四、控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据：1．负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路．2．若负载电阻的阻值R x远大于滑动变阻器总阻值R，应选分压电路．3．若负载电阻的阻值R x小于滑动变阻器总阻值R或相差不多，且没有要求电压从零可调，应选限流电路．4．两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路消耗的总功率小．五、测量电路的选择伏安法测电阻有两种电路，如图所示．可根据阻值比较法或试触法选择．六、实验器材的选择1．安全因素通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流．2．误差因素选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程．使指针有较大偏转(一般取满偏度的13～23)；使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近．3．便于操作选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较小的．4．关注实验的实际要求．[“伏伏法”测电阻](2016·陕西西工大附中适应性训练)用以下器材可测量电阻R x的阻值．A．待测电阻R x，阻值约为600 ΩB．电源E，电动势约为6.0 V，内阻可忽略不计C．毫伏表V1，量程为0～500 mV，内阻r1＝1 000 ΩD．电压表V2，量程为0～6 V，内阻r2约为6 kΩE．电流表A，量程为0～0.6 A，内阻r3约为1 ΩF．定值电阻R0，R0＝60 ΩG ．滑动变阻器R ，最大阻值为50 Ω H ．单刀单掷开关S 一个，导线若干(1)测量中要求两块电表的读数都不小于其量程的1/3，并能测量多组数据，请在虚线框中画出测量电阻R x 的实验电路图．(2)若选测量数据中的一组来计算R x ，则由已知量和测量量计算R x 的表达式为R x ＝________，式中各符号的意义是：________________________________________________________________________.(所有物理量用题中代数符号表示)[解析] (1)电路的最大电流为I ＝6.0 V600 Ω＝0.01 A ，电流表量程太大，可以把毫伏表并联一个定值电阻改装成电流表，电压表选择V 2即可，待测电阻阻值较大，改装的电流表应采用内接法；实验要求测量多组数据，并且滑动变阻器的最大阻值很小，所以滑动变阻器需用分压式接法，电路如图．(2)流过被测电阻的电流为I ＝U 1r 1＋U 1R 0＝U 1(R 0＋r 1)R 0r 1，被测电阻阻值为R x ＝U 2－U 1I＝(U 2－U 1)R 0r 1U 1(R 0＋r 1).[答案] (1)测量电路如解析图所示 (2)(U 2－U 1)R 0r 1U 1(R 0＋r 1)U 1为毫伏表V 1的读数，U 2为电压表V 2的读数，r 1为毫伏表的内阻，R 0为定值电阻[“安安法”测电阻](2016·福建南安模拟)为测定一个待测电阻R x 的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材：电池组E ：电动势3 V ，内阻不计电流表A 1：量程0～15 mA ，内阻约为100 Ω 电流表A 2：量程0～300 μA ，内阻1 000 Ω滑动变阻器R 1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A 电阻箱R 2：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A 开关S 、导线若干要求实验中尽可能准确地测量R x 的阻值，请回答下面问题：(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表________(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到________Ω，这样可以改装成一个量程为3.0 V 的电压表．(2)在方框中画出完整测量R x 阻值的电路图，并在图中标明器材代号．(3)调节滑动变阻器R 1，两表的示数如图所示，可读出电流表A 1的示数是________mA ，电流表A 2的示数是________μA ，测得待测电阻R x 的阻值是________．本次测量存在一定的系统误差，考虑这个原因测量值较真实值________(选填“偏大”或“偏小”)．[解析] (1)题目未给出电压表，把A 2和R 2串联起来充当电压表，此电压表量程为3.0 V ，R ＝ 3.0 V300×10－6A－1 000 Ω＝9 000 Ω. (2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压式接法；待测电阻阻值约为200 Ω，电流表A 1内阻约为100 Ω，电压表内阻R V ＝1 000 Ω＋9 000 Ω＝10 000 Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法．电路图如图所示．(3)由图示可知，电流表A 1的示数为8.0 mA ，电流表A 2的示数是150 μA ，电流表A 2的电压读数为1.5 V ，待测电阻阻值为R x ＝U I 1＝1.5 V 8.0 mA＝187.5 Ω.电流表A 1采用外接法，测量的电流值偏大，由欧姆定律可知测量的电阻值偏小． [答案] (1)A 2 9 000 (2)见解析图 (3)8.0 150 187．5 Ω 偏小[“等效替代法”测电阻]某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为________ cm，直径为________ mm.(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：①将滑动变阻器R1的阻值置于最______处(选填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.②将电阻箱R2的阻值调至最________(选填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 Ω.(3)由此可知，圆柱体的电阻为________ Ω.[解析](1)游标卡尺的精度为0.1 mm，所以L＝(50＋1×0.1)mm＝5.01 cm，螺旋测微器的读数为d＝(5＋31.6×0.01)mm＝5.316 mm.(2)①为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中的电阻．②为使电路电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大．(3)将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示．当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示．由闭合电路欧姆定律知I＝ER1＋R＋r，当I相同均为I0时，R2＝R圆柱体，所以R圆柱体＝1 280 Ω.[答案](1)5.01 5.316(5.310～5.320)(2)①大②大(3)1 280[“半偏法”测电阻]在把电流表改装成电压表的实验中，测定电流表的内阻时，备有如下器材：A．电流表(量程2 mA，内阻约几十欧)；B．滑动变阻器(阻值范围0～1 kΩ)；C．滑动变阻器(阻值范围0～5 kΩ)；D．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)；E．电阻箱(阻值范围0～9 999 Ω)；F．电源(电动势2 V，有内阻)；G．电源(电动势6 V，有内阻)；另外有开关和导线若干．(1)如果采用如上图所示的电路测电流表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上备用器材中，R1应选用________，R2应选用________，电源应选用________(用所给器材的代号填写)．(2)实验时要进行的步骤有：A．合上S1；B．合上S2；C．将R1的阻值调至最大；D．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度；E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度的一半；F．断开S1、S2，拆开电路，清理桌面；G．记下R2的阻值；H．按上图所示的电路图连接好电路，断开S1、S2.以上步骤的合理顺序是__________________．(3)若步骤G中记录的R2阻值为62.6 Ω，则被测电流表的内阻R g的测量值为________Ω.(4)电流表内阻的测量值与其真实值的大小关系是：R测________R真(选填“>”“<”或“＝”)．[解析]滑动变阻器的选择，调节滑动变阻器应该能够使电流表满偏，电流表的内阻和滑动变阻器的阻值相比较可以忽略不计，滑动变阻器的阻值大约等于E/I g，可得滑动变阻器的阻值大约是1 kΩ或者是3 kΩ，这里要先考虑电源的选择，电源的电动势越大，滑动变阻器接入的阻值应该越大，电阻箱接入后对整个电路的电流的影响就应该越小，所以电源应该选择电动势大的G，即电动势是6 V，电源的电动势确定后，滑动变阻器只能选择C才可以满足条件．电阻箱的选择应该看电流表内阻的大约值，由于电流表内阻只有几十欧姆，所以电阻箱选D 即可．选电阻箱D的另外一个原因是电阻箱D的精确程度要比另外一个电阻箱的精确程度高．实验误差的分析从电阻箱接入电路后对电流的影响入手，当电阻箱接入电路后，电路中的总电流增大，而电流表的电流需要通过原来满偏电流的一半，所以通过电阻箱的电流要超过电流表满偏电流的一半，根据并联电路分流特点，电阻越小分流越大，所以电阻箱的实际阻值小于电流表内阻，测量值偏小．[答案](1)C D G(2)HCADBEGF(3)62.6(4)<[测电源电动势和内阻的其他方法]某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V，内阻在几欧到几十欧之间) A．电压表V(量程6 V，内阻约为6.0 kΩ)B．电流表A(量程2 mA，内阻约为50 Ω)C．电阻箱R(0～999.9 Ω)D．开关S一只、导线若干(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请在虚线框中画出实验电路图．(3)用(2)中实验电路测得的8组U、R数据，已在1U－1R坐标系中描出了各点，如图所示，请在图中作出1U－1R 图线．根据图线求得E＝________V，r＝________Ω(保留两位有效数字)．[解析](1)将电流表、电阻箱串联在锂电池上，估算通过电路的最小电流大于2 mA.故该同学的设计不可行．(2)实验电路图如图所示(3)根据1U－1R坐标中描出的各点，画出1U－1R的图线，如图所示．根据I＝ER＋r，U＝E－Ir推出1U＝1E＋rE·1R由此可知图线的截距为电动势的倒数，斜率为内阻和电动势的比值，由此可得出E＝3.6 V，r＝9.9 Ω.[答案]见解析[点评]该实验的创新点在于用“安安法”“安阻法”“伏阻法”等测出电路中电流、电压与电阻的关系，利用闭合电路欧姆定律得出电学量之间的关系，然后画出相应图象，利用图象的斜率、截距等求解电动势和内阻．图象可以是1U－1R、I－R或其他．1．某同学在“利用DIS实验的电压、电流传感器，描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，采用了图甲所示电路．(1)图甲中，E矩形框内应该接________，F矩形框内应该接____________．(选填“电压传感器”“电流传感器”或“灯泡”)(2)该同学利用测量的数据，画出如图乙的图线，但该同学忘记在坐标上标明横坐标和纵坐标所表示的物理量，请你根据图线作出判断：横坐标表示________，纵坐标表示________．解析：(1)实验电路采用的是滑动变阻器分压式接法，图甲中E矩形框内应该接电压传感器，F矩形框内应该接小灯泡．(2)根据小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，可判断横坐标表示电流，纵坐标表示电压．答案：(1)电压传感器小灯泡(2)电流电压2．(2014·高考上海卷)在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中：(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图甲所示．图中未接导线的A端应接在________点(选填“B”“C”“D”或“E”)．(2)实验得到的U－I关系如图乙中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为________V，内电阻阻值为________Ω.(3)为了测量定值电阻的阻值，应在图甲中将“A ”端重新连接到________点(选填“B ”“C ”“D ”或“E ”)，所得到的U －I 关系如图乙中的直线Ⅱ所示，则定值电阻的阻值为________Ω.解析：(1)电压传感器测的是路端电压，且开关打开，电压传感器示数应为零，故导线的A 端应接在C 点．(2)由图乙中的直线Ⅰ可知U －I 关系图线的纵截距为2.8 V ，即为电池组的电动势，斜率的绝对值为2.81.4Ω＝2Ω，即内电阻阻值为2 Ω.(3)为了测量定值电阻的阻值，应将A 端接到D 点，由图乙中的直线Ⅱ可知，斜率的绝对值为2.80.56Ω＝5 Ω，即内电阻阻值与定值电阻阻值之和为5 Ω，所以定值电阻的阻值为5 Ω－2 Ω＝3 Ω.答案：(1)C (2)2.8 2 (3)D 33．根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内电阻．图中R 0是定值电阻，通过改变R 的阻值，测出R 0两端的对应电压U 12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的．根据实验数据在1U 12－R 坐标系中描出坐标点，如图乙所示．已知R 0＝150 Ω，请完成以下数据分析和处理．甲乙(1)图乙中电阻为________Ω的数据点应剔除．(2)在坐标纸上画出1U 12－R 关系图线．(3)图线的斜率是________(V －1·Ω－1)，由此可得电池电动势E x ＝________V.解析：(1)从题图上可以看出，80.0 Ω的点偏离图线较远，偶然误差较大，应剔除． (2)连接各点成直线时，尽量让点均匀地分布在直线的两侧，如图：(3)由图象可得，图线的斜率是k ＝Δ1U 12ΔR ＝1.50－0.70180－0＝0.004 44(V －1·Ω－1)．由闭合电路欧姆定律可得电路的电流为I ＝E x R 0＋R ＋r x，R 0两端的电压U 12＝IR 0＝E x R 0R 0＋R ＋r x，故1U 12＝R E x R 0＋R 0＋r x E x R 0，即1E x R 0＝0.004 44，将R 0＝150 Ω代入上式可得：E x ＝1.50 V.答案：(1)80.0 (2)见解析图 (3)0.004 44 1.504．为了探究额定功率为4 W 、额定电压为4 V 的小灯泡消耗的功率与电压的关系，提供了如下的实验器材： A ．电压表V 1(0～2 V ，内阻2 kΩ) B ．电压表V 2(0～15 V ，内阻15 kΩ) C ．电流表A(0～1 A ，内阻约1 Ω) D ．定值电阻R 1＝2 kΩ E ．定值电阻R 2＝16 kΩF ．滑动变阻器R (15 Ω，2 A)G ．学生电源(直流6 V ，内阻不计) H ．开关、导线若干(1)为了减小实验误差，电压表应选用________，定值电阻应选用________．(均用序号字母填写) (2)在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出满足要求的电路图．(3)根据设计的电路图，写出电压表读数U V 与小灯泡两端电压U 的关系________．若小灯泡的电功率为P ，则关系图线可能正确的是________．解析：(1)小灯泡额定电压为4 V ，而两个电压表一个量程为2 V 太小，另外一个量程为15 V 又太大，4 V 以下的电压对大量程电压表指针偏角小，读数误差大，因此对小量程电压表改装，V 1与R 1串联后的量程为U ＝2 V2 kΩ×(2 kΩ＋2 kΩ)＝4 V ，刚好合适．(2)要求电压从零开始调节并且多次测量，必须把滑动变阻器以分压式接入，而灯泡电阻约为R L ＝U 2P＝4 Ω，根据R 2L <R A R V ，所以电流表选择外接法．(3)V 1与R 1串联，电流I ＝U V 2 kΩ，而灯泡电压U ＝I ×(2 kΩ＋2 kΩ)＝2U V .灯泡电功率P ＝U 2R L，P －U 2图象应是一条倾斜的直线，但考虑到随功率变大，温度升高，电阻变大，所以图象斜率逐渐变小，图C 正确．答案：(1)A D (2)电路图如图(3)U ＝2U V C5．某同学想用以下器材组装一只欧姆表，并比较精确地测量一只几千欧电阻的阻值． A ．电流计，满偏电流为1 mA ，内阻为20 Ω B ．电流计，满偏电流为0.6 A ，内阻为5 Ω C ．电动势15 V ，内阻5 Ω的直流电源 D ．电动势3 V ，内阻3 Ω的直流电源 E ．最大阻值为5 000 Ω的滑动变阻器 F ．最大阻值为100 Ω的滑动变阻器(1)以上器材应选用________(填字母)，并在下面虚线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图．(2)欧姆表调零后，滑动变阻器被接入电路部分的阻值为________Ω.(3)若用此欧姆表测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为________Ω. (4)如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，这将导致测量的结果________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)．ER ＋R g ＋r，调节滑动解析：(1)选取器材要能够满足欧姆表调零的要求，即I ＝变阻器的滑片时，当滑动变阻器的阻值最大时，电流小于电流表的满偏电流I g ，综合考虑应选A 、D 、E.欧姆表的内部电路结构图如图所示．(2)欧姆表调零时，由闭合电路欧姆定律得E ＝I g (R ＋R g ＋r )，代入数据解得R ＝2 977 Ω.(3)测量电阻时，由闭合电路欧姆定律得E ＝ I (R ＋R g ＋r ＋R x )，由题意得I ＝I g3，代入数据解得R x ＝6 000 Ω.(4)用欧姆表测电阻时要先进行调零，电池内阻对欧姆表的测量结果没有影响．由于电池的电动势不变，根据上面的分析可知，测量的结果准确．答案：(1)A 、D 、E 见解析图 (2)2 977 (3)6 000 (4)准确。
高考物理一轮复习 微专题7 处理电学设计性实验的思路与方法课件
[典例 2] 一微安表 的刻度盘只标注了表示量程 Ig＝100 μA
的刻度线，尚未标注其他刻度线，请用下列全部器材测量微安表 的内阻．
待测微安表 ：内阻 Rg 约为 2 kΩ
毫伏表 ：量程 250 mV，最小分度 5 mV，内阻约为 1 kΩ 滑动变阻器 R1：0～50 Ω 滑动变阻器 R2：0～3 kΩ 直流电源 E：电动势 E＝1.5 V，内阻 r 约为 1 Ω 开关 S，导线若干
节，即选用⑥.
• (2)直接根据电路图连接实物图，如图所示．
(3)①实验前要保护电路，故将滑动变阻器的滑片移至最左端； ③为了得到多组数据，应多次移动滑片，记录下相应的读数 U、I.
(4)电压表中通过的电流为 I－UR，电压表的内阻为 r1＝I－URU1，U －I 图线的斜率为 k，即UI ＝k，则电压表的内阻 r1＝Rk1－R1k.
• 2．深刻理解实验原理
• 实验原理是实验的核心，实验方法、实验步骤、仪器 的选择、数据的处理等一切与实验相关的问题都是依据实验 原理而来的．把握住实验原理，许多问题就会迎刃而解．
• [典例1] 测量电压表内阻的电路如图甲所示，供选择 的器材如下：
• ①待测电压表V(0～3 V，内阻约3 000 Ω)；
[解析] (1)电流表 A 满偏时电流为 10 mA，电压表 V 满偏时电
流约为 1 mA，故为了更好地匹配两个电表的示数同时达到适当的偏
转角度，应使用定值电阻分流约 9值电阻的阻值为1
000 3
Ω，即选用 R1＝400 Ω 的定值电阻③；
滑动变阻器是分压式接法，应选用阻值较小的滑动变阻器，方便调
乙
(3)补全实验步骤： ① 按 电 路 原 理 图 连 接 实 物 电 路 ， ______________________ __________________________________________________； ②闭合开关 S，移动滑片至某一位置，记录电压表 V 的读数 U， 电流表 A 的读数 I； ③__________________________________________________； ④以 U 为纵坐标，I 为横坐标，作出相 应图线，如图丙所示． (4)根据 U－I 图线的斜率 k 及定值电 阻，写出待测电压表内阻的表达式： ___________________________________.
电化学实验正确操作电化学实验的注意事项
电化学实验正确操作电化学实验的注意事项电化学实验正确操作的注意事项电化学实验是一种常见的实验技术，在化学和材料科学领域中被广泛应用。
正确的操作电化学实验对实验结果的准确性和实验者的安全都至关重要。
以下是一些关键的注意事项，帮助您正确操作电化学实验。
1. 实验环境和设备准备：在进行电化学实验之前，确保实验环境整洁、安全。
工作台上不应有杂物，以防干扰操作过程。
检查仪器设备，确保其完好无损，并按照操作手册的要求进行准确校正。
2. 操作前的准备工作：在进行电化学实验之前，确保您已阅读并理解实验方法和实验步骤。
溶液的配制应准确无误，并将实验室内所有涉及电路和电源的设备正确接地。
3. 安全防护：在进行电化学实验时，戴上适当的安全防护设备，如实验手套、眼部防护镜等。
确保在实验中使用了合适的防护措施，以避免电击、化学品溅入眼睛等意外伤害。
4. 操作步骤：按照实验步骤逐步进行操作，切勿操之过急。
在添加试剂或调节实验参数时，应小心谨慎地进行，避免误操作导致实验失败或产生危险。
5. 气体排放：在电化学实验中，可能会产生一些气体，如氢气。
确保实验室有良好的通风系统，并将气体排放到合适的排气罩中，以免对实验者造成伤害。
6. 温度控制：在某些电化学实验中，需要控制反应温度。
确保在操作过程中使用准确的温控设备，并防止产生温度过高或过低的情况，以避免实验结果的误差。
7. 电极连接和电路设计：正确连接电极是进行电化学实验的关键步骤。
确保电极与电缆连接牢固，并使用正确的电路布线，以确保电流正确通过。
当使用玻璃电极时，应特别注意防止电极破裂。
注意不要将电极接触到不应接触的物质上，以避免产生干扰或危险。
8. 数据记录：在进行电化学实验时，准确、详细地记录所有实验数据和观察结果。
这将有助于后续分析和实验结果的准确性评估。
9. 废液处理：电化学实验产生的废液和废气应正确处理，以确保环境的安全和卫生。
按照实验室的规定和环境法规，将废液倒入指定的容器中，并按要求进行妥善处理。
电学设计性实验实验报告
电学设计性实验实验报告引言本实验旨在通过电学设计性实验，加深对电路原理的理解，提高实践能力。
实验过程中，我们将按照以下步骤进行设计和实验，并记录实验结果。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验步骤和结果分析。
实验目的1.掌握电路设计基本原理和方法；2.理解和应用基本电路元件，如电阻、电容、电感等；3.学会使用电路仿真软件进行电路设计和模拟。
实验材料1.电路仿真软件（例如Multisim、PSPICE等）；2.示波器、万用表等实验仪器；3.电源、电阻、电容等电路元件。
实验过程1. 确定电路设计要求首先，我们需要确定电路设计的要求和目标。
通过分析实验要求，我们需要设计一个低通滤波器电路，实现对特定频率信号的滤波功能。
因此，我们需要选择合适的电路元件和参数。
2. 电路原理设计根据电路设计要求，我们选择了RC低通滤波器作为实验电路。
RC低通滤波器由电阻和电容构成，可以实现对高频信号的滤波，只传递低于截止频率的信号。
3. 电路仿真和参数调整在电路仿真软件中，我们可以根据设计要求和电路原理进行电路设计和参数调整。
通过仿真实验，我们可以预测电路的性能和输出结果，并进行参数的优化。
4. 实验搭建和测量根据仿真结果，我们可以搭建实际电路并进行测量。
使用示波器和万用表等实验仪器，我们可以测量电路的输入输出信号，并记录测量结果。
5. 实验结果分析通过测量结果，我们可以分析电路的性能和实验数据。
比较实验结果与仿真结果的差异，可以评估电路设计的准确性和仿真软件的可靠性。
结论本次电学设计性实验通过RC低通滤波器的设计和实验，加深了我们对电路原理的理解，提高了实践能力。
通过实验步骤的执行和数据的分析，我们成功地实现了设计要求，并得出了相应的结论。
参考文献[1] 电路设计与实验教程，XXX，XXX出版社[2] 电子电路设计原理，XXX，XXX出版社。
高考物理 双基突破二专题 电学设计性实验的处理方法精讲
专题07 电学设计性实验的办理方法一、实验设计的观察1．明确实验目的审题时要看清题目要求测定什么物理量，考据、研究什么物理规律，也许要求设计达到何种标准的电路。
2．广泛联系、搜寻原型、确定实验原理。
3．依照实验原理与实验器材，迁移实验方法，确定实验方案。
4．控制电路的选择控制电路即滑动变阻器在电路中的连接，常有两种不同样的形式，图甲为限流式，图乙为分压式。
5．测量电路的选择测量电路的选择即电流表在电路中有两种接法，图丙为电流表内接，图丁为电流表外接。
6．电学实验仪器的选择选择电学实验器材主若是选择电表、滑动变阻器、电源等器材，一般要考虑四方面因素：（1）安全因素：经过电源、电阻和电表的电流不能够高出其赞同的最大电流。
（2）误差因素：采用电表量程应试虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的13以上；使用欧姆表时宜采用指针尽可能在中间刻度周边的倍率挡位。
（3）便于操作：采用滑动变阻器时应试虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调治。
在调治滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都用到。
（4）实验实质：除以上三个因素外，还应侧重实验实质，如所用的电源与打点计时器的般配问题等。
7．实物图连接的注意事项（1）画线连接各元件，一般先从电源正极开始，依照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按序次以单线连接方式将主电路中串通的元件依次串通起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去。
（2）连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能够交织。
（3）要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出。
【题1】某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了以下方法：（1）用多用电表粗测：多用电表电阻截有4个倍率，分别为×1k、×100、×10、×1。
该同学选择“×100”倍率，用正确的操作步骤测量时。
发现指针偏转角度太大（指针地址如图中虚线所示）。
小学科学课程中“非常规”实验的应用_0
小学科学课程中“非常规”实验的应用小学科学教育以培养小学生的科学素养为根本目标，同时在科学启蒙教育的重要阶段，其在教学中必须结合多种教学方法和手段。
文章基于小学科学在实际教学中存在的问题，结合小学生的心理特点，将“非常规”实驗引入小学科学教育教学中。
通过具体案例分析探求“非常规”实验在小学科学课程中的合理应用途径。
标签：小学科学实验;“非常规”实验;应用一、问题的提出小学科学实验课是一门以实验为基础的课程。
科学实验是通过学生亲身经历科学活动学习科学知识，促进他们科学态度的发展，让学生在实验中观察、推测来获取正确的知识，培养学生的动手能力，并能够运用科学语言进行表达和交流，提高他们的科学思维能力和创新能力[1]。
《义务教育小学科学课程标准》指出：小学科学课程的总目标是培养学生的科学素养，并为他们继续学习、成为合格公民和终身发展奠定良好的基础。
在新课改的实践过程中，小学科学实验教学也有了更高的要求。
但是目前各小学开展科学实验课的现状依然面临着严峻的挑战，新课改展现的小学科学教育蓝图在实际如何落实？在小学科学课程教学的过程中，如何对学生进行合理的科学实验教学？这些都是值得我们深思并亟待解决的问题。
与此同时，笔者结合小学生的年龄心理特点，发现培养学生的科学素养的前提应当是激发学生学习科学的兴趣。
而利用熟悉的材料采用贴近学生生活的“非常规”科学实验的方式，能激发学生主动去探究科学现象，并积极动手操作科学实验，让科学教育真正融入生活实际。
二、“非常规”实验（一）概念界定“非常规”实验是指有目的地选择和利用实验室之外的学生熟悉的生活易得物品、材料、器具、交通工具、建筑设施、娱乐器材以及人体本身等“本来不是用于开展实验”的一切物质开展的一类体现自创性、体验性、趣味性、简易性、生活化的实验教学活动[2]。
（二）“非常规”实验的特点1.材料易得、贴近生活生活中的一切物品都是开展实验、探究世界本质的课程资源，教师可以引导学生利用身边熟悉的物品学习科学，从而让学生体验科学与实际的紧密联系，提升学习兴趣。
电学非常规实验数据的图像法处理
电学非常规实验数据的图像法处理作者：杨宇红来源：《物理教学探讨》2015年第11期摘要：图像法是常用的处理实验数据的方法，其中直线图像最能准确确定对应量的函数关系。
非常规电学实验可灵活选择横纵坐标所表示的物理量，化曲为直得到直线图像，建立直线图像后由截距和斜率求解未知量。
关键词：图像法；处理实验数据；直线图像；化曲为直；非常规电学实验中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）11-0045-5物理实验中的数据处理方法有：①列表法；②平均值法；③作图法。
其中通过作图可以确定对应量的函数关系，是最常用的实验数据处理方法之一。
而且直线图像最能准确确定对应量的函数关系，并能通过斜率和坐标轴上的截距，求解未知量，所以是利用价值最高的图像。
描绘直线图像常用的化曲为直的方法有四种：1）利用倒数关系“化曲为直”；2）利用平方关系“化曲为直”；3）利用乘积关系“化曲为直”；4）利用比值关系“化曲为直”。
中学电学分组实验除“练习使用多用电表”外，一般都是电压表、电流表配合测量完成，并通过U-I或I-U图像处理数据。
如“测定金属的电阻率”“测定电源的电动势和内阻”“描绘小电珠的伏安特性曲线”。
通过U-I或I-U图像处理数据是高考电学实验的基本考点。
近年高考中，2012北京卷21题考察通过U-I常规图像用伏安法测金属丝的电阻并“测定金属的电阻率”；2013年浙江卷22题考察通过U-I常规图像测定电池的电动势和内阻；2013年山东卷21题还考察通过U-I常规图像测量霍尔元件的霍尔系数；2014年大纲卷23题通过U-I常规图像测量某电源的电动势和内阻。
2014年的上海卷则通过一个综合性的题考了多个电学实验考点。
另外，电学非常规实验中有一类是简单的非常规电路实验，如反串法（也叫伏伏法，安安法）和伏安定值电阻调整法，其本质还是伏安法。
适当调整横纵坐标轴表示的物理量及标度，即可回归常规实验的U-I（I-U）数据处理法。
高考物理电学设计性实验思维过程
高考物理电学设计性实验思维过程作者：韩盛杰来源：《中学物理·高中》2014年第07期解答电学设计性实验是一个复杂的智力活动，它是考生的一种有目的、有计划的科学活动.在解答过程中，考生首先需要对问题的信息有充分的感知，尝试从大脑中选取一个基本的经验性实验方案，这个实验方案是一般来源于课本.同时将这个方案与题目中问题信息相互作用，根据实验设计的安全性、准确性、可操作性等寻找基本方案中存在的问题.然后对存在的问题进行分析，利用题中已有信息，采用一切可能的方法去解决基本方案中的问题，通过严格的推演，得出正确的结论.例1测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5 V，r约为1.5 Ω).器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.5 A的电流表A(具有一定内阻)，固定电阻R=4 Ω，滑线变阻器R′，电键S，导线若干.①在图1中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)解析这是一个测定电源电动势和内电阻的实验，学生应该从什么地方开始思考呢？从认知角度来看，学生首先从已有的经验出发，画出课本中的测定电源电动势和内电阻实验电路图，如图2所示.根据所给器材的情况，绝大多数学生可以所给的数据进行简单的分析，看所给器材是否满足安全性、准确性、可操作性.根据全电路欧姆定律，当电流表的读数I小于0.5 A，满足安全性，电压表读数(U=E-Ir)将大于3.75 V，不能满足安全性.反之亦然.新的实验事实和原有的认知产生了矛盾，如何解决这个矛盾？学生又必须从已有的知识经验中去搜寻解决的方案.根据全电路欧姆定律，要使图2中电压表的读数减小，就是减小路端电压，可以采用增大内阻的方法，即在电源上串联一个电阻；或者减小外电路电阻的方法，即在外电路并联一个电阻.这个方案需要电阻.学生重新对所给材料进行分析，发现还有一个固定电阻R=4 Ω.可以进行尝试画出两个可能电路图，如图3所示.新的电路图可以满足题目的要求吗？还必须根据所给的相关数据进行思考估算分析.对图3甲进行分析，当电流表度数I小于0.5 A时，电压表的读数(U=E-Ir)大于1.75 V，满足安全性.这样很简单就得到高考的标准答案.根据所给的两组数据计算后可以得到E=I1U2-I2U1I1-I2,R=U2-U1I1-I2-R.对图3乙进行分析，当电流表读数I小于0.5 A，电压表读数U小于3 V，设总电路的电流为I1，根据全电路欧姆定律，E=U+I1r，可以得到I1=1 A，流过电阻R的电流I2(I2=I1-I)为0.5 A，此时需要的最大电阻R1=UI2=6 Ω.所给电阻R=4 Ω满足题目的要求.根据所给的两组数据计算后可以得到E=(I1U2-I2U1)RR(I1-I2)+(U1-U2),r=(U2-U1)RR(I1-I2)+(U1-U2).同化纳新和顺应创新是人类认知思维的普遍规律.就电学设计性实验的思维活动来说，对于新问题，考生总是以原有的认知为基础去比较、理解、辨析和判断，使新旧知识挂钩，把新知识纳入旧知体系中，从而丰富和发展已有的认知结构，最后达到思维品质的提高.例2用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900 Ω～1000 Ω)：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0 V；电压表V1，量程为1.5 V，内阻r1=750 Ω；电压表V2，量程为5 V，内阻r2=2500 Ω；滑线变阻器R，最大阻值约为100 Ω；单刀单掷开关S，导线若干.(1)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(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=.解析学生从已有的经验出发，根据课本知识画出伏安法测量电阻的测量电路，如图4所示，图4中的甲电流表外接，乙是电流表内接.根据所给的实验器材，比较发现，没有电流表.而在学生的认知中，测量电阻都是根据伏安法来处理的.新的情况和自己的认知产生了矛盾，怎么办？学生必须继续寻找新的方案，从器材中发现，多了一个电压表，并且这个电压表的量程和内阻都知道，肯定要利用这个电压表.根据高中所学的电表改装知识，不难发现多余这个电压表相当于一个电流表，学生可以尝试画出如图5所示的电路.当然，学生在画图5所示的电路图的过程中，肯定要思考的问题，两个表如何放置，即电压表V1和电压表V2如何放置？根据题目要求“电压表的读数不小于其量程的1/3”，不难得到正确的测量电路.实验电路图完成以后，再来思考控制电路图，就是与滑动变阻器的连接的问题.常见的控制电路有两种，是分压电路还是限流电路？根据实验操作性要求，被测电阻阻值比滑动变阻器大得多，应该选择分压电路，因此，完整的电路如图6所示.这就是高考的标准答案.两个电路中Rx的表达式分别为Rx=U1r1r2U2r1-U1r2,Rx=(U2-U1)U1r1.设计性实验的解答过程是一个需要不断对所发生的情况进行自我评估并随时加以必要调整的动态思维过程.设计性实验根源是教材中大纲规定的学生实验，但又高于教材.在平时的实验教学中和高三实验复习中，要坚持“以本为本”，重视教材中实验教学，又要在此基础上有新的拓展和提高.。
物理实验技术中的电学实验方法与注意事项
物理实验技术中的电学实验方法与注意事项电学实验在物理学实践中具有重要的地位，它不仅能帮助我们理解电学理论，还可以培养我们的实验操作能力和科学思维。
在进行电学实验时，我们需要掌握一些实验方法和注意事项，以确保实验结果的准确性和可靠性。
一、实验材料与仪器的准备在进行电学实验前，我们首先需要准备实验所需的材料和仪器。
常见的实验材料包括导线、电池、电阻器、电容器等。
选用适当的实验材料对于实验结果的可靠性至关重要。
同时，我们还需要保证实验所用仪器的正常运行，如万用表、电流表、电压表等。
在使用仪器前，一定要检查仪器的状态，确保其正常工作。
二、电路的搭建电路的搭建是电学实验中的关键步骤。
在搭建电路时，我们需要遵循以下原则：1. 保证电路的连通性在搭建电路时，我们需要将电器元件按照电路图中的连接关系正确连接起来。
并且要注意导线的接触是否良好，以保证电路中的电流能够顺利地流动。
2. 注意电路的稳定性在搭建电路时，我们需要注意电路的稳定性。
一般情况下，我们可以采用电阻器来稳定电路，以防止电流过大烧坏电器元件。
3. 防止电路短路在搭建电路时，我们需要特别注意防止电路短路的问题。
电路短路会导致电流过大，对电器元件造成损害甚至危险。
因此，我们需要仔细检查电路连接情况，确保电路中没有任何短路的可能。
三、实验数据的记录与处理在进行电学实验时，我们需要准确地记录实验数据，并进行合理的数据处理。
合理的数据记录与处理可以帮助我们得出准确的结论。
1. 准确记录实验数据在实验过程中，我们需要准确记录所测量的电压、电流等数据。
为了提高数据的准确性，我们可以进行多次测量取平均值，同时注意测量误差的影响。
2. 合理处理实验数据在实验数据处理时，我们可以使用一些统计学方法，如平均值、标准差等，来描述数据的分布和变化。
同时，我们还可以绘制数据图表，以直观地展示实验结果。
三、安全注意事项在进行电学实验时，我们需要时刻注意实验的安全性。
为了确保实验过程中的安全性，我们需要注意以下几点：1. 防止触电事故电学实验中常用的电压一般较低，但仍然存在触电的风险。
2021高考物理总复习教案5电学设计性实验的处理
电学设计性实验的处理考纲解读 1.掌握设计创新型实验的一般方法.2.能根据题目给的实验目的、器材，设计出合理的实验方案、实验步骤及数据处理的方法．考点一设计性实验的答题思路与方法1．明确实验目的．审题时要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计到达何种标准的电路．3．根据实验原理与实验器材，迁移实验方法，确定实验方案．4．实验电路的选择(1)(2)控制电路的选择：控制电路即滑动变阻器在电路中的连接，常有两种不同的形式，图1甲为限流式，图乙为分压式．图1在具体实验中，滑动变阻器是采用分压式还是限流式，可按以下标准进行判断：①负载电阻的阻值R x远大于滑动变阻器总电阻R，需用分压式电路．②要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，需用分压式电路．③负载电阻的阻值R x小于滑动变阻器的总电阻R或相差不多，并且电压、电流表示数变化不要求从零起调，可采用限流式．④两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法消耗的的总功率较小．例1中国机器人农民创造家吴玉禄(被誉为中国的特斯拉)只有小学文化，为了给他的机器人吴老二找一个可充电电池，他在废品站找到了一个像电池一样有两个电极的装置，上面标有“TNT〞字样，他快乐地拿回去充电，结果差点丢了性命．如果你是他的儿女，为了平安起见，你能给他提出一些建议或帮助吗？(1)经上网查找这是只工业电雷管，由电能转化成热能而引发爆炸的，利用了电流的热效应．给你一个多用电表你会选择________(直流电流、直流电压、电阻)挡来判断它是否为电池，可保证既平安又方便．1 Ω，当通以0.45 A 电流时约6 s 钟爆炸，假设吴玉禄用5.4 V 的电压给它充电时理论上约________s 钟爆炸．(3)某兴趣小组发扬吴玉禄精神，用伏安法设计了一实验精确测量上述单只电雷管电阻的电路，准备了以下实验器材：待测电雷管R x ，炸药桶(保护作用，防爆破)电流表A 1：量程0.5 A 、内阻约0.5 Ω电流表A 2：量程30 mA 、内阻约30 Ω电压表V 1：量程30 V 、内阻约10 kΩ电压表V 2：量程2 V 、内阻约3 kΩ滑动变阻器R ：0～10 Ω干电池E ：电动势E ＝1.5 V ，内阻r 约0.1 Ω电键S 及导线假设干②写出R x 的计算公式R x ＝________；说明公式中各物理量的意义：___________________ ________________________________________________________________________.解析 (1)由直流电压挡的内阻较大，如是电池，能显示电压，电流较小；如是TNT ，直流电压挡不会给它供电，也是平安的；如用电阻挡测试，多用电表内部电池会给TNT 供电，可能有危险；所以应选直流电压挡．(2)由焦耳定律：I 21Rt 1＝(U R 总)2Rt ′，解得t ′＝1.5 s. (3)①由于要求电雷管的电流不超过27 mA ，因此电流表应选A 2，且应给待测电雷管串联电阻箱作限流电阻．电压表V 1量程过大，应选V 2，且电流表应外接，滑动变阻器应用分压式．电路图如下图．答案 (1)直流电压 (2)1.5 (3)①见解析图 ②U I－R 0 U 为电压表示数，I 为电流表示数，R 0为电阻箱读数实验设计流程例2在“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W〞的小灯泡、导线和开关外，还有：A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计)B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 Ω)D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ)E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ)F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)．(2)请按要求将图2中所示的器材连成实验电路．图2(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图3所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图4所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W．(结果保存两位有效数字)图3图4解析(1)由灯泡标识(5 V,2.5 W)知，I＝PU＝0.5 A，因此电流表选C，电压表选E.由于电路接成分压式，滑动变阻器选F.(2)如下图(3)把定值电阻作为电源的内阻，那么该电源短路时的电流为I max＝ER＋r＝0.6 A，在题图中的U－I图中，作出此电源的U－I图线如图中虚线所示两图线交点即表示该灯泡的实际工作点．由图知U＝2.2 V，I＝0.38 A，所以P＝UI＝2.2×0.38 W＝0.84 W.答案(1)C E F(2)见解析图(3)0.84(0.81～0.87)皆可考点二实验方法及数据处理方法的迁移运用1．实验方法迁移根本的实验方法包括：实验原理的设计方法、实验误差的控制方法和实验数据的处理方法，将根本的实验方法和物理原理合理迁移，可设计出测量不同的物理量、可探究不同问题的实验方案．教材中所学过的物理规律、物理公式中只要含有某一物理量，那么该规律、公式就可作为研究或测定该物理量的原理根底而进行相应的实验方法设计．如用伏安法测电阻，R＝U，也可迁移到测电压表内阻和电流表内阻上去．I例3 常用的电流表有内阻，现要测量电流表G 1的内阻r 1，电路如图5所示．供选择的仪器如下：图5A ．待测电流表G 1(0～5 mA ，内阻约300 Ω)B ．电流表G 2(0～10 mA ，内阻约100 Ω)C ．定值电阻R 1(30 Ω)D ．定值电阻R 2(300 Ω)E ．定值电阻R 3(3 kΩ)F ．滑动变阻器R 4(0～20 Ω)G ．电源(电动势6.0 V ，内阻不计)(1)电路中与电流表G 1并联的电阻应选________，保护电阻应选用________(请填写器材前的字母序号)．(2)根据电路图在图6中连接实物图，要求闭合开关前滑动变阻器的滑动触头P 处于正确位置．图6(3)补全实验步骤：图7①按电路图连接电路；②闭合开关S ，移动滑动触头P 至某一位置，记录G 1、G 2的读数I 1、I 2；③________________________________________________________________________； ④以I 1为纵轴，I 2为横轴，作出相应图象如图7所示．(4)根据I 1－I 2图线的斜率k 及定值电阻，写出电流表G 1内阻的表达式r 1＝________. 解析 (1)由于G 2的量程为0～10 mA ，而G 1的量程为0～5 mA ，那么与G 1并联的电阻分流大约是0～5 mA ，应与G 1的内阻相当，因此应选R 2，即D.保护电阻如过大，那么导致G 1、G 2示数很小，或指针不偏转，因此应选R 1，即C.(3)屡次移动滑动触头，记录相应的G 1、G 2读数I 1、I 2.(4)从电路可知：(I 2－I 1)R 2＝I 1r 1，即I 1＝R 2R 2＋r 1I 2，即R 2R 2＋r 1＝k ，所以r 1＝1－k k R 2. 答案 (1)D C(2)见解析图(3)屡次移动滑动触头，记录相应的G 1、G 2读数I 1、I 2(4)1－k k R 2(限时：45分钟)1．某同学将完好的仪器连接成如图1所示电路(其中滑动变阻器的连线没有画出)，用来探究小灯泡电阻与电压的关系．图1(1)闭合开关进行实验时发现，无论怎样移动滑片P ，电压表和电流表的示数都不为零，但始终没有变化．那么该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是________(填写选项代号)．b ．G 与C 相连，D 与H 相连c ．G 与E 相连，F 与H 相连d ．G 与E 相连，D 与H 相连(2)在图中将滑动变阻器正确接入电路中，要求：灯泡两端的电压可以从零开始进行调节．(3)在正确操作下，该同学得到灯丝两端电压U 和对应电阻R 的数据如下表：图2②根据图线，可以得到灯丝在未通电时的阻值约为____Ω.答案 (1)bc(2)如下图(3)①如下图②1.0(0.9～1.2均可)2．某同学想利用所学知识测量某种圆柱形材料的电阻率，实验要求必须精确测出该段材料的阻值．除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：电流表A 1，量程1 A ，内阻r 1约0.5 Ω电流表A 2，量程30 mA ，内阻r 2约200 Ω电压表V 1，量程6 V ，内阻R V1等于20 kΩ电压表V 2，量程10 V ，内阻R V2约30 kΩ滑动变阻器R 1,0～20 Ω，额定电流2 A滑动变阻器R 2,0～2 000 Ω，额定电流1 mA电源E (电动势为12 V ，内阻r 约2 Ω)(1)请选择适宜的器材，设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中，其中滑动变阻器应选________．(2)假设选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L ，直径为d ，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为________________，式中符号的含义为__________．答案 (1)电路图见解析图 R 1 (2)ρ＝πd 2(U 2－U 1)R V14U 1LU 1表示电压表V 1的示数，U 2表示电压表V 2的示数解析 (1)由于V 1的阻值，可当电流表使用，故可以采用将待测材料与V 1串联再与V 2并联，由于滑动变阻器阻值远小于待测电阻的阻值，故滑动变阻器应采用分压式接法，为调节方便选用小阻值的R 1，电路图如下图．(2)由电路图知，R x ＝U 2－U 1I V1，I V1＝U 1R V1，又R x ＝ρL S ，联立得ρ＝πd 2(U 2－U 1)R V14U 1L，式中U 1表示电压表V 1的示数，U 2表示电压表V 2的示数．3．现有一特殊电池，它的电动势E 约为9 V ，内阻r 约为40 Ω，该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图3所示的电路进行实验，图中电流表的内阻R A 已经测 图3出，阻值为5 Ω，R 为电阻箱，阻值范围为0～999.9 Ω，R 0为定值电阻，对电路起保护作用．A ．10 ΩB ．50 ΩC ．150 ΩD ．500 Ω本实验选用哪一种规格的定值电阻最好？________.(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图4所示的图线，那么根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.图4答案 (1)C (2)10 45(2)由E ＝I (r ＋R 0＋R A ＋R )，得1I ＝1E (R ＋R 0)＋1E (r ＋R A )，结合图象可得1E(r ＋R A )＝5 A －1，斜率1E ＝45－15400－100V －1，解得E ＝10 V ，r ＝45 Ω.4．将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池〞，其电动势约为1.5 V．可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒上的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还缺乏3 mA.为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：A．电流表A1(量程0～3 mA，内阻约为0.5 Ω)B．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)C．电压表V(量程0～1.5 V，内阻约为3 kΩ)D．滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω，额定电流为1 A)E．滑动变阻器R2(阻值0～3 kΩ，额定电流为1 A)F．电键，导线假设干G．水果电池(1)实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______(均用序号字母表示)．(2)请在虚线框内画出实验电路图．(3)根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的U－I图象如图5所示，由图可知：水果电池的电动势E＝____V，内阻r＝________Ω.答案(1)A E(2)如下图图5(3)1.35450解析由图象知电源内阻较大，因此电流表应外接，误差较小；同时滑动变阻器应选R2，电流表才会有明显的示数变化．5．(Ⅰ)用以下器材组装成一个电路，要求既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．A．电压表V1(量程6 V，内阻很大)B．电压表V2(量程3 V，内阻很大)C．电流表A(量程3 A，内阻很小)D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流4 A)E．小灯泡(2 A 5 W)F．电池组(电动势E，内阻r)G．开关一只，导线假设干实验时，调节滑动变阻器的阻值，屡次测量后发现：假设电压表V1的示数增大，那么电压表V2的示数减小．(Ⅱ)请将设计的实验电路图在如图6所示的虚线框中补充完整．图6(1)每一次操作后，同时记录电流表A 、电压表V 1和电压表V 2的示数，组成两个坐标点(I 1，U 1)、(I 2，U 2)，标到U －I 坐标系中，经过屡次测量，最后描绘出两条图线，如图7所示，那么电池组的电动势E ＝______ V ，内阻r ＝______ Ω.(结果保存两位有效数字)图7(2)在U －I 坐标系中两条图线在P 点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为_____ Ω. 答案 (Ⅱ)如下图(1)4.5 1.0 (2)0解析 由图象可知，纵轴截距为电源电动势E ＝4.5 V ，该直线斜率的绝对值表示电源内阻r ＝1.0 Ω，由交点P 可知，灯泡两端电压为2.5 V ，电流为2 A ，所以滑动变阻器连入电路的阻值为0 Ω.6．某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度．可选用的器材如下：A ．待测螺线管L (符号)：绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ，阻值约几十欧B ．电流表A 1：量程10 mA ，内阻r 1＝40 ΩC ．电流表A 2：量程500 μA ，内阻r 2＝750 ΩD ．电压表V ：量程为10 V ，内阻为10 kΩE ．保护电阻R 1：阻值为100 ΩF ．滑动变阻器R 2：总阻值约为10 ΩG ．电源E ，电动势约为1.5 V ，内阻忽略不计H ．开关一个及导线假设干(1)用多用电表粗测线圈的电阻，选择倍率“×1”和“×10”，经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图8所示，那么金属丝的电阻约为________ Ω.图8(2)为了尽可能准确的测量R L ，要求电表的指针偏转至少要到达满刻度的13，请你设计一种适合的电路，将你设计的电路画在虚线框中，并标明所用器材的代号．(3)由量和测得量的符号表示金属丝的长度L ，那么L ＝________________.答案 (1)48(2)电路如下图(画出其中一个即可)电路一 电路二(3)电路一：L ＝πD 2(I 1r 1－I 2r 2)4ρI 2 电路二：L ＝πD 2I 2r 24ρ(I 1－I 2)。
高考物理一轮复习 第八章 专题6 电学设计性实验的处理备考典题精炼 粤教版 (2)
第八章专题6 电学设计性实验的处理(课时活页卷)一、单项选择题（经典题）1．如图所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻1 Ω，电压表内阻5000 Ω，R x约为10 Ω，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，所以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．2．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3 V、4mA，图(b)中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻R x的真实值为( )A．略小于1 kΩ B．略小于750 ΩC．略大于1 kΩ D．略大于750 Ω【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．（2013.广东梅州中学月考）3．先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻的阻值R x，已知两电路的路端电压恒定不变，若按图甲所示电路测得电压表示数为6 V，电流表示数为2 mA，那么按图乙所示电路测得的结果应为( )A．电压表示数为6 V，电流表示数为2 mAB ．电压表示数为6 V ，电流表示数小于2 mAC ．电压表示数小于6 V ，电流表示数小于2 mAD ．电压表示数小于6 V ，电流表示数大于2 mA 【答案】 D【解析】 按图甲所示电路测得电压表示数为6 V ，则有U ＝6 V ，电流表示数为2 mA ，由欧姆定律得：U ＝I 1(R x ＋R A )．按图乙所示电路测量，电压表示数小于电压U ，即小于6 V ，由于R x 与电压表并联的电阻R 并小于R x ，故电流表的示数大于I 1＝2 mA ，选项D 正确．4．如图所示电路，用伏安法测量电阻的大小．电阻R ＝320 Ω时，电流表的示数是15 mA ，电压表的示数是4.5 V ．如果用这个电路测量未知电阻R ′，电流表的示数是13 mA ，电压表的示数是5.2 V ，则电阻R ′的大小是( )A ．R >420 ΩB ．400 Ω<R ′<420 ΩC ．R ′＝420 ΩD ．无法确定【答案】 A【解析】 R ＝320 Ω时，两端电压U ＝4.5 V ，则通过R 的电流I R ＝U R ＝4.5320A ＝0.014 A＝14 mA通过电压表的电流I V ＝I －I R ＝(15－14) mA ＝1 mA电压表内阻R V ＝U I V ＝ 4.51×10－3Ω＝4 500 Ω当电阻为R ′时，电压U ′＝5.2 V 通过电压表的电流I V′＝U ′R V 5.24500A ＝1.15 mA通过R ′的电流I R ′＝I ′－I V′＝(13－1.15) mA ＝11.85 mA 电阻R ′＝U ′IR ′＝ 5.211.85×10－3Ω＝439 Ω. 二、双项选择题5．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，方便但不准确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】 BC【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选项正确．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．6．一只电流表I g＝2 mA，R g＝50 Ω，下列说法正确的是( )A．它只能用来测量2 mA的电流B．它只能用来测量0.1 V的电压C．用它来测量电流时，量程是2 mAD．用它来测量电压时，量程是0.1 V【答案】CD【解析】电流表在已知量程和内阻的情况下，既可以测量电流，又可以测量电压，测量电流时，量程是2 mA，测量电压时，量程是U g＝I g R g＝0.1 V.（2013.广东惠州一中月考）7．如图所示，将一个改装的电流表接入电路进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大，如表头G的I g是准确的，出现的误差可能是下述哪种原因引起的( )A．R g的测量值比真实值偏大B．R g的测量值比真实值偏小C．所并联的R并比公式R并′＝I g R gI－I g计算出的R并′偏小D．所并联的R并比公式R并′＝I g R gI－I g计算出的R并′偏大【答案】AD【解析】待测表的读数偏大，表明通过待测表G的电流比标准表A的电流大，使G 的指针偏转较大，反映了R并支路分去的电流太小，即R并太大．由并联电路U g＝U并，有I g R g＝(I－I g)·R并，所以R并＝I g R gI－I g，在I g与I准确时，R并的阻值偏大，直接反映了R g的测量值比真实值偏大，所以选项A、D正确，B、C错误．8．两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装成的，它们的量程分别是5 V、15 V，为了测量15 V～20 V的电压，把甲、乙两个电压表串联使用，则两表的( ) A．读数相同B．指针偏转角度相同C．读数正比于表的内阻D．指针偏转角度正比于表的内阻【答案】BC【解析】两电压表是由同一个电流表(表头)改装而成的，表头的内阻没有变化，其量程也没有变化，两电压表由于通过的电流相同，所以两表指针偏转角度相同；而改装后的电压表的内阻不同，它们又串联在电路中，根据串联电路的分压原理，两表的读数正比于表的内阻．9．把两个相同的小量程电流表分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同C．图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同D．图乙中的A1、A2的示数相同【答案】BD【解析】A1和A2是由两个相同的小量程电流表改装而成的，只不过它们并联的电阻不同，当A1和A2并联(甲图)时，两端电压相等，所以通过小量程电流表的电流也相同，指针偏角相同，但由于A1、A2的量程不同，所以示数不同，选项A错误、B正确；当A1和A2串联(乙图)时，通过A1和A2的电流相等，示数相同，但两小量程电流表中的电流不等，指针偏角不同，故选项C错误、D正确．三、非选择题（2013.广东阳春一中月考）10．某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻R x，现备有下列器材：A．电流表(量程100 μA，内阻约2 kΩ)；B．电流表(量程500 μA，内阻约300 Ω)；C．电压表(量程15 V，内阻约100 kΩ)；D．电压表(量程50 V，内阻约500 kΩ)；E．直流电源(20 V，允许最大电流1 A)；F．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，额定功率1 W)；G．开关和导线若干．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如图所示的电路，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 C ①电流表应采用内接法 ②滑动变阻器应采用分压式接法 【解析】 如果电流表选用A ，则电压表的读数最大为U ＝IR ＝100×10－6×25×103V ＝2.5 V ，该电压仅为电压表C 的量程的16，读数误差较大，因此电流表选择B.电流表选择B时，待测电阻两端的最大电压为U ＝IR ＝500×10－6×25×103V ＝12.5 V ．可见，电压表需选择C.滑动变阻器的最大电阻仅为待测电阻的125，为使实验时电表读数变化明显，滑动变阻器必须使用分压式接法．R V R x ＝10025＝4，R x R A ＝25×103300≈83，显然R V R x ＜ R x R A，待测电阻为大电阻，电流表必须使用内接法．11．如图所示是测定电流表内阻的实验电路图，电流表的内阻约为100 Ω，满偏电流为500 μA，用电池作为电源．(1)实验室配有的可变电阻为： A ．电阻箱，阻值范围为0～10 Ω B ．电阻箱，阻值范围为0～9999 Ω C ．滑动变阻器，阻值范围为0～200 Ω D ．滑动变阻器，阻值范围为0～20 kΩ在上述配有的可变电阻中，电路中R 应选用________，R 1应选用________．(填字母代号)(2)某学生进行的实验步骤如下：①先将R 的阻值调到最大，合上S 1，调节R 的阻值，使电流表的指针转到满偏刻度 ②合上S 2，调节R 1和R 的阻值，使电流表的指针指到满偏刻度的一半③记下R 1的阻值指出上述实验步骤中的错误：_________________________________________. 【答案】 (1)D B (2)合上S 2后，不应再调节R 的阻值 【解析】 (1)由实验原理可知电路中R 应选用D ，R 1应选用B.(2)如果闭合开关S 2时再调节滑动变阻器，将会使电路中的总电流发生变化． 12．有一个两用电表的电路如图所示，电流计G 的量程I g ＝1 mA ，内阻R g ＝100 Ω，定值电阻R 1＝9 900 Ω，R 2＝1.01 Ω.(1)若要当做电流表使用，双刀双掷开关应与________连接(填“ab ”或“cd ”)，其量程为________A ；(2)若要当做电压表使用，双刀双掷开关应与________连接(填“ab ”或“cd ”)，其量程为________ V.(3)为了防止电流从“负接线柱”流入表头而损伤表头，可以在表头两端并联一个理想的二极管，在虚线框内画出二极管的连接方法，并说明它是怎样保护表头的．【答案】 (1)cd 0.1 (2)ab 10 (3)二极管左负右正，当电流从“负接线柱”流入表头时，二极管单向导通，电流不通过G 表因而能保护表头．【解析】 (1)双刀双掷开关与cd 连接，R 2与G 表并联，R 1不起作用，扩大后的电流表量程为I ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋R g R 2I g ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋1001.01×0.001 A≈0.1 A.(2)双刀双掷开关与ab 连接，G 表与R 1串联，R 2不起作用，扩大后的电压表量程U ＝I g (R g＋R 1)＝(1×10－3×10000) V＝10 V.(3)见答案.。
非常规实验电学设计性实验的处理
电学设计性实验的处理1．用以下器材测量待测电阻R x的阻值A．待测电阻R x：阻值约为200 ΩB．电流表A1：量程为0～10 mA，内电阻r1＝20 ΩC．电流表A2：量程为0～20 mA，内电阻r2约为8 ΩD．定值电阻R0：阻值R0＝80 ΩE．滑动变阻器R1：最大阻值为10 ΩF．滑动变阻器R2：最大阻值为200 ΩG．电源E：电动势约为3.0 V，内阻可忽略不计H．单刀单掷开关S，导线若干(1)为了测量电阻R x，现有甲、乙、丙三位同学设计了如图2所示的实验电路，你认为正确的是______(填“甲”、“乙”或“丙”)．图2(2)滑动变阻器应该选________；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________端(填“a”或“b)”．(3)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则R x的表达式为R x＝________.2．某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1(6 V,2.5 W)的伏安特性曲线，要求能够多次测量并尽可能减小实验误差．实验室备有以下器材：A．直流电源(6 V，内阻不计)B．电流表G(满偏电流3 mA，内阻R g＝10 Ω)C．电流表A(0～0.6 A，内阻未知)D．滑动变阻器R(0～20 Ω，5 A)E．滑动变阻器R(0～200 Ω，1 A)F．定值电阻R0(阻值1 990 Ω)G．开关与导线若干(1)根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件R1的伏安特性曲线的电路原理图(R 1可用表示)．(画在虚线框内)图4(2)在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用________．(填写器材前的序号)(3)将上述电子元件R 1和另一电子元件R 2接入如图4所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图5中Oa 、Ob 所示．电源的电动势E ＝6.0 V ，内阻忽略不计．调节滑动变阻器R 3，使电子元件R 1和R 2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R 1的 阻值为________Ω，R 3接入电路的阻值为______Ω(结果保留两位有效数字)．图53. 某同学想利用所学知识测量某种圆柱形材料的电阻率，实验要求必须精确测出该段材料的阻值．除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：电流表A 1，量程1 A ，内阻r 1约0.5 Ω电流表A 2，量程30 mA ，内阻r 2约200 Ω电压表V 1，量程6 V ，内阻R V1等于20 kΩ电压表V 2，量程10 V ，内阻R V2约30 kΩ滑动变阻器R 1,0～20 Ω，额定电流2 A滑动变阻器R 2,0～2 000 Ω，额定电流1 mA电源E (电动势为12 V ，内阻r 约2 Ω)(1)请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中，其中滑动变阻器应选________．(2)若选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L ，直径为d ，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为________________，式中符号的含义为__________．4. 某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度．可选用的器材如下：A ．待测螺线管L (符号)：绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ，阻值约几十欧B ．电流表A 1：量程10 mA ，内阻r 1＝40 ΩC ．电流表A 2：量程500 μA ，内阻r 2＝750 ΩD ．电压表V ：量程为10 V ，内阻为10 kΩE ．保护电阻R 1：阻值为100 ΩF ．滑动变阻器R 2：总阻值约为10 ΩG ．电源E ，电动势约为1.5 V ，内阻忽略不计H ．开关一个及导线若干(1)用多用电表粗测线圈的电阻，选择倍率“×1”和“×10”，经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图3所示，则金属丝的电阻约为________ Ω.图3(2)为了尽可能准确的测量R L ，要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的13，请你设计一种适合的电路，将你设计的电路画在虚线框中，并标明所用器材的代号．(3)由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L ，则L ＝________________.。
电学设计性实验
图 6 钨丝灯泡伏安特性测试电路
图 7 稳压二极管反向伏安特性测试电路
2. 测量稳压二极管的反向伏安特性曲线 将稳压二极管 2CW56 按图 7 所示接入电路中， 当稳压二极管两端反向电压 在 0～7V 左右时，稳压二极管的阻抗很大，这时应采用电流表内接法来测量； 当反向偏置电压进入击穿段（ 7 － 8.8V ）时，稳压二极管的内阻较小 ( 估计为 R=8/0.008=1 k )，这时应采用电流表外接法来测量。实验中 R1 是阻值为 200Ω 的定值电阻，R2 是阻值为 2.2kΩ 的滑线变阻器。 实验时首先将电源电压调至零，按图 7 接线，开始按电流表内接法（电流表 量程为 2mA） ，滑线变阻器 R2 旋到最大值，缓慢增加电源电压，记下电流表对 应读数(数据记录应在电流表有示数后(0.1 )开始，且电压每增加 0.1V 记录一 个相应的电流值)。当观察到电流开始增加，并有迅速加快表现时，说明稳压二 极管 2CW56 已经开始进入反向击穿过程， 这时切断电源， 将电流表改为外接式， 并更换电流表量程为 200 mA，继续慢慢地增加电源电压，且电流每增加 1mA 记 录一个相应的电压值，当电流值达到 10mA 时停止记录。实验中为了增加稳压二 为了得到整数 极管 2CW56 的工作电流， 可以逐步地减小滑线变阻器 R2 的阻值， 电流值，可以辅助微调电源电压。
图 2(a) 锗二极管伏安特性
图 2(b) 硅二极管伏安特性
二极管的伏安特性曲线（如图 2(a) 、(b)所示）对原点是不对称的，具有明 显的方向性。当对二极管施加正向偏置电压时，二极管中就有正向电流通过(多 数载流子导电)，随着正向偏置电压的增加，开始时电流随电压变化很缓慢，当 正向偏置电压增至接近二极管导通电压时(锗管为 0.2V 左右， 硅管为 0.7V 左右)， 电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。当施加反 向偏置电压时， 二极管处于截止状态， 其反向电压增加至该二极管的击穿电压时， 电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应竭力避免出现击穿，这很容易造成 二极管的永久性损坏。所以在做二极管反向特性时，应串入限流电阻，以防因反 向电流过大而损坏二极管。 稳压二极管 2CW56 的正向特性与硅、锗二极管相似，但反向特性却比较特 别（如图 3） 。当 2CW56 二端电压反向偏置时，其电阻值很大，反向电流极小， 随着反向偏置电压的进一步增加， 大约 7－8.8V 时， 据手册资料称其值≤0.5 。 出现了反向击穿(有意掺杂而成)，产生雪崩效应，其电流迅速增加，电压稍有变 化，就将引起电流的巨大变化。稳压二极管工作于反向击穿区，由于它在电路中 与适当电阻配合后能起到稳定电压的作用，故称为稳压管。 2. 电表改装 电表在电测量中有着广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得十
电学设计性实验报告
电学设计性实验报告电学设计性实验报告引言电学设计性实验是电子工程领域中非常重要的一部分，通过实践操作和设计，帮助学生巩固和应用所学的电学知识。
本文将介绍一个基于电学设计的实验，并对实验结果进行分析和讨论。
实验目的本次实验的目的是设计一个简单的电路，实现特定的功能。
通过这个实验，我们可以加深对电路原理的理解，并提升电路设计和实验操作的能力。
实验材料和仪器本次实验所需的材料和仪器如下：1. 电源：提供电路所需的电能；2. 电阻：用于调节电路的电阻值；3. 电容：用于储存电能；4. 电感：用于储存和释放电能；5. 示波器：用于观察电路的电压和电流波形。
实验步骤1. 确定电路的功能和设计要求；2. 根据设计要求，选择合适的电阻、电容和电感；3. 按照电路图连接电路元件；4. 接通电源，观察电路的工作状态；5. 使用示波器测量电路的电压和电流波形；6. 根据测量结果，对电路进行分析和优化。
实验设计本次实验的设计要求是实现一个简单的振荡电路。
振荡电路是一种能够产生周期性信号的电路，常用于时钟电路、振铃电路等应用中。
我们选择了一个基本的RC振荡电路作为实验对象。
RC振荡电路由一个电阻和一个电容组成，电阻用于限制电流流过电路，电容则用于储存电能。
当电路中的电容充电到一定程度时，电容会释放电能，导致电路电压下降，进而使电容重新充电。
这样，电路中的电压就会周期性地上升和下降，形成振荡信号。
实验结果与分析在实验中，我们根据设计要求选择了合适的电阻和电容，并按照电路图连接了电路元件。
接通电源后，我们使用示波器观察了电路的电压波形。
实验结果显示，电路中的电压呈现出周期性的上升和下降。
通过调节电阻和电容的数值，我们可以改变振荡信号的频率和幅度。
这表明我们成功地设计和实现了一个振荡电路。
在实验过程中，我们还发现了一些问题。
例如，当电容放电过快时，振荡信号的频率会变得不稳定。
通过增加电阻的阻值，我们可以减缓电容的放电速度，从而提高振荡信号的稳定性。
- 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)。
电学设计性实验的处理
1．用以下器材测量待测电阻R x的阻值
A．待测电阻R x：阻值约为200 Ω
B．电流表A1：量程为0～10 mA，内电阻r1＝20 Ω
C．电流表A2：量程为0～20 mA，内电阻r2约为8 Ω
D．定值电阻R0：阻值R0＝80 Ω
E．滑动变阻器R1：最大阻值为10 Ω
F．滑动变阻器R2：最大阻值为200 Ω
G．电源E：电动势约为3.0 V，内阻可忽略不计
H．单刀单掷开关S，导线若干
(1)为了测量电阻R x，现有甲、乙、丙三位同学设计了如图2所示的实验电路，你认为正
确的是______(填“甲”、“乙”或“丙”)．
图2
(2)滑动变阻器应该选________；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________端
(填“a”或“b)”．
(3)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则R x的表达式为R x＝
________.
2．某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1(6 V,2.5 W)的伏安特性曲线，要求能够多次测量并尽可能减小实验误差．实验室备有以下器材：A．直流电源(6 V，内阻不计)
B．电流表G(满偏电流3 mA，内阻R g＝10 Ω)
C．电流表A(0～0.6 A，内阻未知)
D．滑动变阻器R(0～20 Ω，5 A)
E．滑动变阻器R(0～200 Ω，1 A)
F．定值电阻R0(阻值1 990 Ω)
G．开关与导线若干
(1)根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件R1的伏安特性曲线的电路原理图
(R 1可用表示)．(画在虚线框内)
图4
(2)在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用________．(填写器材前的序号)
(3)将上述电子元件R 1和另一电子元件R 2接入如图4所示的电
路中，它们的伏安特性曲线分别如图5中Oa 、Ob 所示．电源
的电动势E ＝6.0 V ，内阻忽略不计．调节滑动变阻器R 3，使电
子元件R 1和R 2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R 1的 阻值为________Ω，R 3接入电路的阻值为______Ω(结果保留两位有效数字)．
图5
3. 某同学想利用所学知识测量某种圆柱形材料的电阻率，实验要求必须精确测出该段材料的阻值．除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：
电流表A 1，量程1 A ，内阻r 1约0.5 Ω
电流表A 2，量程30 mA ，内阻r 2约200 Ω
电压表V 1，量程6 V ，内阻R V1等于20 kΩ
电压表V 2，量程10 V ，内阻R V2约30 kΩ
滑动变阻器R 1,0～20 Ω，额定电流2 A
滑动变阻器R 2,0～2 000 Ω，额定电流1 mA
电源E (电动势为12 V ，内阻r 约2 Ω)
(1)请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中，其中滑动变阻器应选________．
(2)若选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L ，直径为d ，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为________________，式中符号的含义为__________．
4. 某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度．可选用的器材如下：
A ．待测螺线管L (符号)：绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ，阻值约几十欧
B ．电流表A 1：量程10 mA ，内阻r 1＝40 Ω
C ．电流表A 2：量程500 μA ，内阻r 2＝750 Ω
D ．电压表V ：量程为10 V ，内阻为10 kΩ
E ．保护电阻R 1：阻值为100 Ω
F ．滑动变阻器R 2：总阻值约为10 Ω
G ．电源E ，电动势约为1.5 V ，内阻忽略不计
H ．开关一个及导线若干
(1)用多用电表粗测线圈的电阻，选择倍率“×1”和“×10”，经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图3所示，则金属丝的电阻约为________ Ω.
图3
(2)为了尽可能准确的测量R L ，要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的13
，请你设计一种适合的电路，将你设计的电路画在虚线框中，并标明所用器材的代号．
(3)由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L ，则L ＝________________.。