高中物理电学实验总结

高中物理电学实验总结

电学实验是高考考察的重要内容，几乎每年都涉及到，有时侧重：

1、电子仪器的选用共和读书

2、电路的设计

3、数据的处理和误差分析

一． 专题要点

1. 测定金属的电阻率

2. 描绘小灯泡的伏安特性曲线

3. 电表的改装

4. 测电源电动势和内阻

5. 多用表探索黑箱内的电学原件

二． 重点摘要

1. 测定金属的电阻率

实验目的：

用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。

实验原理：

根据电阻定律公式R=S l ，只要测量出金属导线的长度l 和它的直径d ，计算出导线的横截面积S ，并用伏安法测出金属导线的电阻R ，即可计算出金属导线的电阻率。

实验器材：被测金属导线，直流电源（4V ），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V ），滑动变阻器

（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。

实验步骤：

①用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d ，计算出

导线的横截面积S 。

②按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。

③用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反

复测量3次，求出其平均值l 。

④把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的

位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S 。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应

的电流表、电压表的示数I 和U 的值，断开电键S ，求出导线电阻R 的平均值。

⑤将测得的R 、l 、d 值，代入电阻率计算公式lI U d l RS 42πρ==中，计算出金属导线的电阻率。

⑥拆去实验线路，整理好实验器材。

注意事项：

①本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。

②在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I 的值不宜过大（电流表用0~0.6A 量程），

通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。

2.测定电源电动势和内阻

实验目的：

⑴经历实验过程，掌握实验方法，学会根据实验合理外推进行数据处理的方法。

⑵进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量减小误差的方法。

实验原理：

电源电动势和内阻不能直接进行测量，但电源在电路中，路端电压和电流与电动势和内阻可

以通过闭合电路欧姆定律建立联系，因此，通过测量路端电压和电流，可以计算电动势和内

阻。由于有电动势和内阻两个未知量，所以要改变路端电压和电流至少获得两组数据，才能

利用闭合电路欧姆定律（E=U+Ir)建立两个方程，解得电动势和内阻。

实验方法：

⑴由（E=U+Ir)可知，测量器材为一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、电源、导线、

开关

⑵由（E=U+Ir)变形（E=IR+Ir)可知，测量器材为一个变阻箱、一个电流表、电源、导线、

开关

⑶由（E=U+Ir)变形（E=U+Ur/R)可知，测量器材为一个变阻箱、一个电压表、电源、导线、

开关

3.练习使用多用电表

实验目的：

练习使用多用电表测电阻

实验原理：多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），

表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百μA ，

转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量

直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接

并调节R 使指针满偏时有

I g =R r r g ++ε=中R ε （1） 当电笔间接入待测电阻R x 时，有

I x =x R R +中ε

（2）

联立（1）、（2）式解得 g x I I =中

中R R R x + （3） 由（3）式知当R x =R 中时，I x =21

I g ，指针指在表盘刻度中心，故称R 中为欧姆表的中值电阻，由

（2）式或（3）式可知每一个R x 都有一个对应的电流值I ，如果在刻度盘上直接标出与I 对应

的R x 的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻

值。

由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀

的，电阻的零刻度在电流满刻度处。

实验器材：多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺

丝刀。

实验步骤：

①机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别

接入“+”、“-”插孔。

②选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡。

③短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆

零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。

④测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表

笔。

⑤换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值

共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k ”挡。

⑥多用电表用完后，将选择开关置于“OFF ”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。

注意事项：

①多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。

②测量时手不要接触表笔的金属部分。 ③合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在5R 中

~5R 中的范围）。

若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位每次换挡后均要重新短接调

零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。

④测量完毕后应拔出表笔，选择开头置OFF 挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电

池，以防电池漏电。

3.描绘小灯泡的伏安特性曲线

一、实验目的

1、描绘小灯泡的伏安特性曲线；

2、分析曲线的变化规律并得出结论；

3、能根据题目给出的实验数据，正确描出实验曲线，并由此计算相关物理量；能正确

选择适的仪表和器材，选择适的量程和进行正确的实物连路，

4、能处理相关的拓展性的实验课题；能够根据伏安特性曲线求出功率或导体电阻大小。

二、实验原理

在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由

于各种因素的影响，U —I 图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡的电压U 和电流I ，然后

在坐标纸上以U 为纵轴，以I 为横轴画出U —I 曲线。

三、实验器材

小灯泡、4V ～6V 学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。

四、实验步骤

1、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图

连接好实验电路图。

2、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的

A 端，电路经检查无误后，闭合电键S 。

3、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示

数I 和U ，记入记录表格内，断开电键S ；