高二物理电学实验专题复习

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 ＝U 1＋I 1r E ＝U 2＋I 2r

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I 0 ④斜率的含义：电阻。求解方法：r=

I 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r g。

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S２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r g。

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

R x＝U/I g－r g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

00

U U

U

×100% 其中U是改装表的读数，U０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电流表内阻误差分析

在半偏法测内阻电路中，当闭合S２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S２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r g。

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

00

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S２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

连接方式误差来源测量值与真实值关系适用范围

外接法电压表分流

电流表的读数大于流过待测

的电流，故：R测

测小电阻内接法电流表分压

电压表读数大于待测电阻两

端的电压，故：R测

测大电阻

（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R A 时，应选用内接法。

②临界值法：当待测电阻R x V A R R 时，视Rx 为大电阻，应选用内接法；当R x ＝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

（２）电路的对比

调节范围

限流式电路

分压式电路

电压调节范围

U R

R U

R x x →+

０→U

电流调节范围

x

x R U

R R U →+

０→

x

R U

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。