高中电学实验专题复习资料讲解

高中电学实验专题复习

一、常见电路

1．测电阻电路（或描绘伏安特性曲线电路，或测量功率电路，或测量电阻率电路）

（1）图1为分压式，外接法 （2）图2为限流式，外接法 （3）将图1改为分压式，内接法 （4）将图2改为限流式，内接法 测电阻电路，共有四种电路

2．测电动势和内阻电路

（1）测量电路如图

（2）测量方法 第一、计算方法

测两组端电压U 和电流I 值，然后通过以下式子求解。 E ＝U1＋I1r E ＝U2＋I2r

第二、作U ——I 图象方法

通过调节滑动变阻器，取得多组（U ，I ）值，然后在坐标中描点，连成直线 用图象处理问题，须注意以下几点：

①连直线的方法：让尽可能多的点在直线上，直线两则分布的点的个数大致均匀偏离直线较远的点舍去。

②纵轴截距的含义：电动势E ③横轴截距的含义：短路电流I0

④斜率的含义：电阻。求解方法：r=0I E 或用直线上任意两点求解斜率的绝

对值。

3．电流表、电压表改装电路

（1）把电流表改装电压表电路

①用半偏法测电流表的内阻rg 。

先将R 调到最左端，闭合S1，断开S2，调节R 使电流表满偏，然后使R

不变，闭合S ２调节R ’使电流表指到满刻度的一半，此时电阻箱R ’的读数即为电流表的内阻rg 。

注：此处R ’只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比灵敏电流表的电阻大一点就可以了，R 一般使用滑动变阻器，其阻值要求较大，以减小因闭合S2而引起总电流的变化，从而减小误差。 ②改装电路

Rx ＝U/Ig －rg 其中U 为改装后的满偏电压 ③核对电路

调节R ，改变电压，比较改装表和标准表V 的读数，并计算百分误差

0U U U ×100% 其中U 是改装表的读数，U ０是标准表的读数

注：改装电压表和标准电压表并联进行核对

④表流表内阻误差分析

在半偏法测内阻电路中，当闭合S ２时，引起总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R ’的电流比电流表电流多，R ’的电阻比电流表的电阻小，但我们就把R ’的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。 （2）电压表改装电流表电路 ①用半偏法测电压表的内阻

先将R 调到最左端，闭合S1和 S2，调节R 使电压表满偏，然后使R 不变，断开S ２调节R ’使电压表指到满刻度的一半，此时电阻箱R ’的读数即为电流表的内阻rg 。

注：此处R ’只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比电压表的电阻大一点就可以了，R 一般使用滑动变阻器，其阻值要求较小，

以减小因闭合S2而引起总电压的变化，从而减小误差。 ②改装电路

若改装电压表量程为U ，内阻为Rv ，改装后的电流表的量程为I ，则并联电阻Rx ＝____________

③核对电路

要求标准表A 和改装表串联才能进行核对，其百分误差的

计算方法为

I I I ×100%

注意：将改装电流表和标准电流表串联进行核对 ④电压表内阻误差分析

在半偏法测电压表内阻电路中，在断开S ２时，引起总电阻增大，滑动变阻器两端分得电压将超过原电压表的满偏电压，调节R ’使电压表半偏时，R ’上的电压将比电压表半偏电压大，故R ’的电阻比电压表的内阻大，所以测得电压表内阻偏大。

二、器材选取原则

1．准确性原则：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的１/3，读数误差较大。

2．安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。

3．便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。

三、电路选取

1．电流表内外接法选取 （１）基本电路

（２）电路的对比

（３）判断方法

①直接比较法：当待测电阻Rx 较小且远小于电压表内阻Rv 时，应选用外接法；当待测电阻Rx 较大且远大于电流表内阻RA 时，应选用内接法。 ②临界值法：当待测电阻Rx<

V

A R R 时，视Rx 为小电阻，应选用外接法；当Rx>V

A R R 时，视Rx 为

大电阻，应选用内接法；当Rx ＝

V

A R R 时，两种接法均可。

2．滑动变阻器分压式、限流于接法选取 （１）基本电路

说明：U 为电源端电压，R 为滑动变阻器最大电阻，Rx 为待测电阻阻值。

（３）判断方法

①负载电阻Rx 远大于滑动变阻器总电阻R ，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。

②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。

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，因为限流式接法总功率较小。

例1．有一小灯泡上标有“６v ，０.6W ”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的I —U 图像，已知所用器材有：

A ．电流表：0—0.3A ，内阻1Ω

B ．电压表：0—15V ，内阻20k Ω

C ．滑动变阻器：0—30Ω，额定电流2A

D ．学生电源（直流9V ）

E ．开关一只，导线若干

为使实验误差尽量减小，试画出合理的实验电路图

例2．在“测定金属的电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx 约为3Ω，为减小误差，要求金属丝发热功率P<0.75W ，备有的部分器材有：

A ．6V 的电池组

B 、电流表（0—0.6A ，内阻0.5Ω）

C ．电流表（0—3A ，内阻0.01Ω）

D 、电压表（0—3V ，内阻1k Ω）

E ．电压表（0—15V ，内阻5k Ω）

F 、滑动变阻器（0—100Ω，额定电流1A ）

G ．滑动变阻器（0—20Ω，额定电流1A ）

（1）上述器材应选用的是________________________。（用字母代替） （2）画出实验电路图

例3．一个未知电阻Rx ，阻值大约为10k Ω—20k Ω.为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材：

电压表V1 （量程3V 、内阻约为3k Ω) 电压表V2 (量程15V 、内阻约为15 k Ω) 电流表A1 (量程200μA 、内阻约为100Ω) 电流表A2 (量程5mA 、内阻约为10Ω) 电流表A3 (量程0.6A 、内阻约为1Ω) 电源 电动势为３V

滑动变阻器R 的最大阻值为200Ω 开关S

a.在实验中电压表量程应选 ， 电流表应选 。

b.为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图。

c 、根据实验的需要用笔滑线代替导线，将图7所需的实物连接起来。

四、伏安法测电阻及电路的延伸设计 1、伏安法 如： 例2 2、比例法

受一些特殊的实验条件限制，比如：电流（或电压表）表面上虽有刻度，但无刻度值（或刻度值模糊），这时我们不能直接读出电流或电压，但可根据电流或电压表刻度均匀的特点，通过测量其指针偏转格数用比例法完成测量。

+ - A

2 V + - A 1 图7 +

- A 3