1、高中電學實驗專題復習一、常見電路1測電阻電路或描繪伏安特性曲線電路，或測量功率電路，或測量電阻率電路1圖1為分壓式，外接法2圖2為限流式，外接法3將圖1改為分壓式，內接法4將圖2改為限流式，內接法測電阻電路，共有四種電路2測電動勢和內阻電路1測量電路如圖2測量方法第一、計算方法測兩組端電壓U和電流I值，然后通過以下式子求解。EU1I1rEU2I2r第二、作UI圖象方法通過調節滑動變阻器，取得多組U，I值，然后在坐標中描點，連成直線用圖象處理問題，須注意以下幾點：連直線的方法：讓盡可能多的點在直線上，直線兩那么分布的點的個數大致均勻偏離直線較遠的點舍去。縱軸截距的含義：電動勢E橫軸截距的含義：短

2、路電流I0斜率的含義：電阻。求解方法：r=或用直線上任意兩點求解斜率的絕對值。3電流表、電壓表改裝電路1把電流表改裝電壓表電路用半偏法測電流表的內阻rg。先將R調到最左端，閉合S1，斷開S2，調節R使電流表滿偏，然后使R不變，閉合S調節R使電流表指到滿刻度的一半，此時電阻箱R的讀數即為電流表的內阻rg。注：此處R只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器，其阻值只需比靈敏電流表的電阻大一點就可以了，R一般使用滑動變阻器，其阻值要求較大，以減小因閉合S2而引起總電流的變化，從而減小誤差。改裝電路RxU/Igrg 其中U為改裝后的滿偏電壓核對電路調節R，改變電壓，比擬改裝表和標準表V的讀數，并計算百分誤差1

3、00% 其中U是改裝表的讀數，U是標準表的讀數 注：改裝電壓表和標準電壓表并聯進行核對表流表內阻誤差分析在半偏法測內阻電路中，當閉合S時，引起總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電流，而此時電流表半偏，所以流經R的電流比電流表電流多，R的電阻比電流表的電阻小，但我們就把R的讀數當成電流表的內阻，故測得的電流表的內阻偏小。2電壓表改裝電流表電路用半偏法測電壓表的內阻先將R調到最左端，閉合S1和 S2，調節R使電壓表滿偏，然后使R不變，斷開S調節R使電壓表指到滿刻度的一半，此時電阻箱R的讀數即為電流表的內阻rg。注：此處R只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器，其阻值只需比電壓表的電阻大一點就可以

4、了，R一般使用滑動變阻器，其阻值要求較小，以減小因閉合S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差。改裝電路假設改裝電壓表量程為U，內阻為Rv，改裝后的電流表的量程為I，那么并聯電阻Rx_核對電路要求標準表A和改裝表串聯才能進行核對，其百分誤差的計算方法為100%注意：將改裝電流表和標準電流表串聯進行核對電壓表內阻誤差分析在半偏法測電壓表內阻電路中，在斷開S時，引起總電阻增大，滑動變阻器兩端分得電壓將超過原電壓表的滿偏電壓，調節R使電壓表半偏時，R上的電壓將比電壓表半偏電壓大，故R的電阻比電壓表的內阻大，所以測得電壓表內阻偏大。二、器材選取原那么1準確性原那么：選用電表量程應可能減小測量值的相對誤差，

5、電壓表、電流表在使用時盡可能使指針接近滿量程，假設指針偏轉不到滿偏角度的/3，讀數誤差較大。2平安性原那么：通過電源，電表，滑動變阻器，用電器的電流不能超過其允許的最大電流。3便于操作原那么：選擇控制電路時，既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實驗要求，又要注意便于操作。三、電路選取1電流表內外接法選取根本電路電路的比照連接方式誤差來源測量值與真實值關系適用范圍外接法電壓表分流電流表的讀數大于流過待測的電流，故：R測R真測小電阻內接法電流表分壓電壓表讀數大于待測電阻兩端的電壓，故：R測R真測大電阻判斷方法直接比擬法：當待測電阻Rx較小且遠小于電壓表內阻Rv時，應選用外接法；當待測電阻Rx較大且遠

6、大于電流表內阻RA時，應選用內接法。臨界值法：當待測電阻Rx時，視Rx為大電阻，應選用內接法；當Rx時，兩種接法均可。2滑動變阻器分壓式、限流于接法選取根本電路電路的比照調節范圍限流式電路分壓式電路電壓調節范圍U電流調節范圍說明：U為電源端電壓，R為滑動變阻器最大電阻，Rx為待測電阻阻值。判斷方法負載電阻Rx遠大于滑動變阻器總電阻R，須用分壓式接法，此時假設采用限流式接法對電路根本起不到調節作用。要求負載上電壓或電流變化范圍大，且從零開始連續可調，須用分壓式接法。采用限流電路時，電路中的最小電流電壓仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流電壓時，應采用變阻器的分壓式接法。負載電阻的阻值Rx小于

7、滑動變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數變化不要求從零開始起調，可用限流式接法。兩種電路均可使用時應優先用限流式接法，因為限流式接法總功率較小。例1有一小燈泡上標有“v，.6W的字樣，現在要用伏安法測量這個燈泡的IU圖像，所用器材有：A電流表：00.3A，內阻1 B電壓表：015V，內阻20kC滑動變阻器：030，額定電流2A D學生電源直流9VE開關一只，導線假設干為使實驗誤差盡量減小，試畫出合理的實驗電路圖例2在“測定金屬的電阻率實驗中，假設粗估金屬絲的電阻Rx約為3，為減小誤差，要求金屬絲發熱功率P0.75W，備有的局部器材有：A6V的電池組 B、電流表00.6A，內阻0.

8、5C電流表03A，內阻0.01 D、電壓表03V，內阻1kE電壓表015V，內阻5k F、滑動變阻器0100，額定電流1AG滑動變阻器020，額定電流1A1上述器材應選用的是_。用字母代替2畫出實驗電路圖例3一個未知電阻Rx，阻值大約為10kW20kW.為了較為準確的測定其電阻值，實驗室中有如下器材：電壓表V1量程3V、內阻約為3kW) 電壓表V2 (量程15V、內阻約為15 kW) 電流表A1 (量程200mA、內阻約為100W) 電流表A2 (量程5mA、內阻約為10W) 電流表A3 (量程0.6A、內阻約為1W) 電源 電動勢為V 滑動變阻器R的最大阻值為200W 開關Sa.在實驗中電壓

9、表量程應選， 電流表應選。b.為了盡可能減少誤差，請你在虛線框中畫出本實驗的電路圖。c、根據實驗的需要用筆滑線代替導線，將圖7所需的實物連接起來。+-A2V+-A1圖7+-A3四、伏安法測電阻及電路的延伸設計1、伏安法 如： 例22、比例法受一些特殊的實驗條件限制，比方：電流或電壓表外表上雖有刻度，但無刻度值或刻度值模糊，這時我們不能直接讀出電流或電壓，但可根據電流或電壓表刻度均勻的特點，通過測量其指針偏轉格數用比例法完成測量。例4：現有一阻值為10.0的定值電阻，一個開關、假設干根導線和一個電壓表，該電壓表外表上有刻度但無刻度值。要求設計一個能測定某電源內阻的實驗方案，電壓表內阻很大，電壓表

10、量程大于電源電動勢，電源內阻約為幾歐，要求：1畫出實驗電路圖2簡要寫出完成接線后的實驗步驟3寫出用測得的量計算電源內阻的表達式r=_。解析：1電路圖如右圖所示。2斷開開關，記下電壓表偏轉格數N1；合上開關，記下電壓表格數N2。3設電壓表每偏轉1格表示U0，當K斷開時，由閉合電路歐姆定律得：EU1N1U0當K閉合后，有：EU2，即EN2U0，聯立兩式解得：rR。3、替換法用“伏安法測電阻一般有電流表外接與電流表內接兩種線路，因為電流表及電壓表本身并非理想電表，這兩種線路都存在誤差；另一種情況是實驗只提供一只電流表或電流表本身讀數不準，這時我們可以考慮在保證電表讀數不變的前提下，用一定值電阻電阻箱

11、替換待測電阻，完成實驗并提高測量準確性：例5：在某校開展的科技活動中，為了要測出一個未知電阻的阻值R，現有如下器材：讀數不準的電流表A、定值電R0、電阻箱R1、滑動變阻器R2、單刀單擲開關S1、單刀雙擲開關S2、電源和導線。1畫出實驗電路圖，并在圖上標出你所選用器材的代碼。2寫出主要的實驗操作步驟解析：1實驗電路如右圖所示。2將S2與Rx相接，記下電流表指針所指位置將S2與R1相接，保持R2不變，調節R1的阻值，使電流表的指針在原位置上，記下R1的值，那么RxR1。4、伏安法的推廣對一些特殊電阻，如電流表或電壓表內阻的測量，電路設計也有其特殊性：一是要注意到其自身量程對電路的影響，二是要充分利

12、用其“自報電流或自報電壓的功能。例6：某電壓表的內阻在20k50k之間，現要測量其內阻，實驗室提供以下可供選用的器材：待測電壓表V量程3V、電流表A1量程200uA、電流表A2量程5mA、電流表A3量程0.6A、滑動變阻器R最大值1k、電源E電動勢4V，開關S。1所提供的電流表中，應選用_。2為了減少誤差，要求測量多組數據，試畫出符合要求的電路圖。解析：因為通過電壓表的電流必須由電流表測定，所以電流表與電壓表應串聯，這實際上就是一種特殊的伏安法，電壓表成了一個“可自報電壓的大電阻，由于電壓表內阻在20 k50k之間，電流表內阻與電壓表內阻相比可忽略不計，而滑動變阻器R的阻值遠小于電壓表內阻，且

13、實驗要求測多組數據，因此實驗電路中變阻器應接成分壓式，這樣電壓表的電流在80uA200uA之間，故電流表應選A1。根據電流表、電壓表示數，可求得電壓表內阻Rv5、比擬法某些問題中，因實驗器材不具備缺電流表或電壓表，或因實驗條件限制，或因實驗精度不允許而不能用“伏安法。這時我們就得依據問題的具體條件和要求重新選擇實驗原理，用“伏安法的替代形式“比擬法來設計實驗方案。例7從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表A1的內阻r1。要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數據。器材代號規格電流表A1量程100mA，內阻r1待測約40電流表A2量程500uA，內阻r2750電壓表V量程1

14、0V，內阻r3=10k電阻R1阻值約100，作保護電阻用滑動變阻器R2總阻值約50電池E電動勢1.5V，內阻很小開關K導線假設干1畫出電路圖，標明利用器材的代號。2假設選測量數據中的一組來計算r1，那么所用的表達式r1_，式中各符號的意義是_。解析：分析題意知道需測量電流表A1的內阻，按常規思想應用伏安法，將電壓表并聯在待測電流表兩端，但經分析即使該電流表滿偏時兩端電壓僅為0.4V，遠小于10V量程。這恰恰就是此題設計考核學生應變能力的“陷阱 根據所列儀器的特點，電流表A2內阻，由此可采用兩電流表并聯，因為兩電流表兩端電壓相等即可省去電壓的測量，從而減小實驗誤差，由I2r2I1r1得r1= 此

15、題也可理解為“將內阻的電流表A2當成電壓表使用。這實際也是伏安法的一種推廣形式。練習1有一根細長而均勻的金屬材料樣品，截面為外方正方形內圓，如下圖。此金屬材料質量約為0.10.2kg，長約30cm，電阻約為10。這種金屬的電阻率為，密度為。因管線內徑太小，無法直接測量，請根據以下器材，設計一個實驗方案測量其內徑。A毫米刻度尺 B螺旋測微器 C電流表600mA，10 D電流表3A，0.1 E電壓表3V，6k F滑動變阻器2 k，0.5AG滑動變阻器10，2A H直流穩壓電源6V，0.05 I開關一個，帶夾子的導線假設干 1除待測金屬材料外，應選用的實驗器材有 。只填代號字母 2畫出你設計方案的實

16、驗電路圖，并把所選儀器連成實際測量電路。 3用的物理常量和所測得的物理量，推導出計算金屬管線內徑的表達式。2 1有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度。用它測量一小球的直徑，如圖1所示的讀數是 mm。 如圖2，用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如下圖的讀數是 mm。 2為了測量兩節串聯干電池的電動勢，某同學設計了如圖3所示的實驗電路。 其中：E是待測電池組，內阻不能忽略； V1、V2是兩只量程都適宜的電壓表， 內阻不是很大，且未知； S1、S2是單刀單擲開關；導線假設干。 請根據電路圖3，在圖4中連線，將器材連成實驗電路。實驗中需要測量的物理量是 。10 11 120

17、 1 2 3 4 5 6 7 8 910 0 10 11 120 10 20用測出的物理量作為量，導出計算串聯電池電動勢的表達式。寫出推導過程 。3用一主尺最小分度為1mm，游標上有20個分度的卡尺測量一個工件的長度，如下圖。由此讀出工件的長度為_mm。有一塊小量程的電流表G，滿偏電流為100A，內阻為500。假設把它改裝成3V和15V兩量程的電壓表，電流表G應與適當的電阻值連接。經計算，改裝后與電流表連接的電阻值在3V擋時R1=_k，15 V擋時R2=_k。把改裝的電壓表和標準表校核，發現標準表的滿刻度讀數為15V時，改裝表的讀數為14.7V。那么改裝成的電壓表相對于滿刻度的百分誤差為_。 現有標準電壓表V、R1、R2、滑動變阻器R最大阻值為20、電動勢為20V的電源E、單刀單擲和單刀雙擲開關S1、S2。請你在方框圖中畫出改裝后的電壓表與標準電壓表進行核對的實驗電路圖在圖中標出3V、15V的接線柱。1答案：1