1、電學實驗專題復習實驗設計（考查）的基本思路與環節 明確目的選擇方案選定器材擬定步驟數據處理誤差分析得出結論電學實驗專題復習一、 電學實驗基礎原理與方法（一）、電阻的測量1、歐姆表測量2、替代法3、伏安法4、比例法*5、半值法（半偏法）*6、電橋法電學實驗專題復習1、歐姆表測量：最直接測電阻的儀表。但是一般用歐姆表測量只能進行粗測，為下一步的測量提供一個參考依據。用歐姆表可以測量白熾燈泡的冷電阻。電學實驗專題復習2、替代法替代法的測量思路是等效的思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效。替代法測量電阻精度高，不需要計算，方法簡單，但必須有可調的標準電阻（一般給定的儀器中要有電阻箱）。替代法

2、是用與被測量的某一物理性質等效，從而加以替代的方法。如下圖所示。 先把雙刀雙擲開關S2扳到1，閉合S1，調整滑動變阻器，使電流表指針指到某一位置，記下此時的示數I（最好為一整數）。再把開關S2扳到2，調整電阻箱R0，使得電流表指針仍指到示數I。讀出此時電阻箱的阻值r，則未知電阻Rx的阻值等于r。 說明：在此實驗中的等效性表現在開關換位后電流表的示數相同，即當電阻箱的阻值為r時，對電路的阻礙作用與未知電阻等效，所以未知電阻Rx的阻值等于r。替代法是一種簡捷而準確度很高的測量電阻的方法，此方法沒有系統誤差，只要電阻箱和電流表的精度足夠高，測量誤差就可以忽略。電學實驗專題復習3、伏安法：伏安法的測量

3、依據是歐姆定律（包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律），需要的基本測量儀器是電壓表和電流表，當電表的內阻已知時，根據歐姆定律I=U/RV，電壓表同時可以當電流表使用，同樣根據U=IRA，電流表也可以當電壓表用。電學實驗專題復習4、比例法如果有可以作為標準的已知電阻的電表，可以采用比例法測電表的電阻。用比例法測電表內阻時，兩個電流表一般是并聯（據并聯分流原理），兩個電壓表一般是串聯（據串聯分壓原理）。例如，測電流表和電壓表的內阻，如果有可以作為標準的已知電阻的電表，都可以使用比例法。采用比例法測電阻的依據是：串聯電路電壓與電阻成正比，并聯電路電流與電阻成反比。電壓表可顯示電阻兩端的電壓值，電流表

4、可顯示電阻中通過的電流，所以測電流表內阻應把兩電流表并聯，測電壓表內阻應把兩電壓表串聯，電路圖分別如下圖（甲）、（乙）所示。測電流表內阻時，應調節滑動變阻器R01，使兩電流表的指針都有較大偏轉，記錄下兩電表的示數I1和I2，根據并聯電路分流原理，若已知電流表A1的內阻為r1，則電流表A2的內阻r2= 。測電壓表內阻時，應調節滑動變阻器R02，使兩電壓表的指針都有較大偏轉，記錄下兩電表的示數U1和U2，根據串聯電路分壓原理，若已知電壓表V1的內阻r1，則電流表V2的內阻r2= 。 電學實驗專題復習*5、半值法（半偏法）半值法是上面比例法的一個特例，測電流表內阻和測電壓表內阻都可以用半值法，電路圖

5、如下圖所示。甲圖實驗時先斷開開關S，閉合S，調整滑動變阻器R01（限流法連接），使電流表A滿度（即指針指滿刻度處）；再閉合S，調整電阻箱R1，使電流表A的指針恰好指到半滿度處，讀出此時電阻箱的阻值R，則電流表A的電阻rA=R。（測量結果偏?。┮覉D實驗時先閉合開關S及S，調整滑動變阻器R02（分壓法連接），使電壓表V滿度；再斷開S，調整電阻箱R2，使電壓表V的指針恰好指到半滿度處，讀出此時電阻箱的阻值R，則電壓表V的電阻rV=R。（測量結果偏大）電學實驗專題復習*6、電橋法（略）電學實驗專題復習伏安法測電阻的電路選擇1伏安法測電阻的兩種電路形式（如圖所示）電學實驗專題復習2實驗電路（電流表內外接

6、法）的選擇由于電壓表的分流作用和電流表的分壓作用，造成表的示數與通過負載的電壓或電流真實值之間產生誤差，為減小此系統誤差，應慎重選擇電流表的內外接法，選擇方法如下：1、直接比較法：當待測電阻阻值RxRA時，安培表分壓很小，選擇安培表內接電路。2、臨界值計算比較法：當待測電阻阻值與電壓表、電流表的阻值相差不多時，如何確定被測電阻R是較大還是較小呢？我們要計算兩種接法的相對誤差，可用 與 相比較.當 即 時，宜采用電流表外接法；當 即 時，宜采用電流表內接法；電學實驗專題復習3、測試判斷法（試觸法）若Rx、RA、RV的大小關系事先沒有給定，可借助試觸法確定內、外接法.具體做法是:如下圖所示組成電路

7、，其中電流表事先已經接好，拿電壓表的一個接線柱去分別試觸M、N兩點，觀察先后兩次試觸時兩電表的示數變化情況。如果電流表的示數變化比電壓表示數變化明顯，說明接M點時電壓表分流作用引起的誤差大于接N點時電流表分壓作用引起的誤差，這時應采用內接法(即電壓表接N點)。如果電壓表的示數變化比電流表示數變化明顯，說明接N點時電流表分壓作用引起的誤差大于接M點時電壓表分流作用引起的誤差，這時應采用外接法(即電壓表接M點).電學實驗專題復習【例】某電流表的內阻在之間，現要測量其內阻，可選用的器材如下：A待測電流表A1（量程）； B電壓表V1（量程3V，內阻約2k）C電壓表V2（量程15V，內阻約10k）；D滑

8、動變阻器R1（最大電阻10）E定值電阻R2（阻值5） F電源E（電動勢4V）G電鍵S及導線若干（1）電壓表應選用_；（2）畫出實驗電路圖；（3）如測得電壓表的讀數為V，電流表的讀數為I，則電流表A1內阻的表達式為：RA = _。電學實驗專題復習二、電表的改裝1、電壓表和電流表（1）電流表原理和主要參數電流表G是根據通電線圈在磁場中受磁力矩作用發生偏轉的原理制成的，且指針偏角與電流強度I成正比，即kI，故表的刻度是均勻的。電流表的主要參數有，表頭內阻Rg：即電流表線圈的電阻；滿偏電流Ig：即電流表允許通過的最大電流值，此時指針達到滿偏；滿偏電壓U：即指針滿偏時，加在表頭兩端的電壓，故UgIgRg

9、電學實驗專題復習（2）電流表改裝成電壓表方法：串聯一個分壓電阻R，如圖所示，若量程擴大n倍，即n ，則根據分壓原理，需串聯的電阻值 ，故量程擴大的倍數越高，串聯的電阻值越大。電學實驗專題復習（3）電流表改裝成電流表方法：并聯一個分流電阻R，如圖所示，若量程擴大n倍，即n ，則根據并聯電路的分流原理，需要并聯的電阻值 ，故量程擴大的倍數越高，并聯的電阻值越小。電學實驗專題復習 說明：改裝后的電壓表或電流表，雖然量程擴大了，但通過電流表的最大電流或加在電流表兩端的最大電壓仍為電流表的滿偏電流Ig和滿偏電壓Ug，只是由于串聯電路的分壓及并聯電路的分流使表的量程擴大了。 電學實驗專題復習【例】如圖所示

10、，四個相同的電流表分別改裝成兩個安培表和兩個伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它們按圖接入電路，則安培表A1的讀數 安培表A2的讀數；安培表A1的偏轉角 安培表A2的偏轉角；伏特表V1的讀數 伏特表V2的讀數；伏特表V1的偏轉角 伏特表V2的偏轉角；（填“大于”，“小于”或“等于”）電學實驗專題復習三、滑動變阻器的使用1、滑動變阻器的限流接法與分壓接法的特點如圖所示的兩種電路中，滑動變阻器（最大阻值為R0）對負載RL的電壓、電流強度都起控制調節作用，通常把圖（a）電路稱為限流接法，圖（b）電路稱為分壓接法. 電學實驗專題復習負載RL上電壓調節范圍（忽略電

11、源內阻）負載RL上電流調節范圍（忽略電源內阻）相同條件下電路消耗的總功率限流接法EULEIL EIL分壓接法0ULE0IL E（IL+Iap）比較分壓電路調節范圍較大分壓電路調節范圍較大限流電路能耗較小電學實驗專題復習2、滑動變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法 滑動變阻器以何種接法接入電路，應遵循安全性、精確性、節能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取.（1）下列三種情況必須選用分壓式接法要求回路中某部分電路電流或電壓實現從零開始可連續調節時（如：測定導體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路），即大范圍內測量時，必須采用分壓接法.當用電器的電阻RL遠大于滑動變阻器的最大值R0，且實驗要求的電壓變化

12、范圍較大（或要求測量多組數據）時，必須采用分壓接法.因為按圖（b）連接時，因RLR0Rap，所以RL與Rap的并聯值R并Rap，而整個電路的總阻約為R0，那么RL兩端電壓UL=IR并= Rap，顯然ULRap，且Rap越小，這種線性關系越好，電表的變化越平穩均勻，越便于觀察和操作.若采用限流接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過RL的額定值時，只能采用分壓接法.電學實驗專題復習【例3】用伏安法測量某一電阻Rx阻值，現有實驗器材如下：待測電阻Rx（阻值約5 ，額定功率為1 W）；電流表A1（量程00.6 A，內阻約0.2 ）；電流表A2（量程03 A，內阻約0.05 ）；電壓表V1（量程0

13、3 V，內阻約3 k）；電壓表V2（量程015 V，內阻約15 k）；滑動變阻器R0（050 ），蓄電池（電動勢為6 V）、開關、導線.為了較準確測量Rx阻值，電壓表、電流表應選_，并畫出實驗電路圖.電學實驗專題復習例4 用伏安法測量一個定值電阻的器材規格如下：待測電阻Rx（約100 ）;直流電流表（量程010 mA、內阻約50 ）;直流電壓表（量程03 V、內阻約5 k）;直流電源（輸出電壓4 V、內阻不計）；滑動變阻器（015 、允許最大電流1 A）；開關1個，導線若干.根據器材的規格和實驗要求畫出實驗電路圖電學實驗專題復習四、電路實驗器材和量程的選擇應考慮以下幾點：電路工作的安全性，即不

14、會出現電表和其它實驗器材因過載毀壞現象。能否滿足實驗要求（常常要考慮便于多次測量求平均值）。選擇器材的一般思路是：首先確定實驗條件，然后按電源電壓表電流表變阻器順序依次選擇。根據不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表.首先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程，務必使指針有較大偏轉（一般取滿偏度的 左右），以減少測讀誤差.根據電路中可能出現的電流或電壓范圍需選擇滑動變阻器，注意流過滑動變阻器的電流不超過它的額定值，對大阻值的變阻器，如果是滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用.應根據實驗的基本要求來選擇儀器，對于這種情況，只有熟悉實驗原理，才能

15、作出恰當的選擇.電學實驗專題復習根據以上原則，電學儀器的選擇有如下建議：1、電源的選擇：選擇直流電源，應根據用電器的需要來確定，一般考慮用電器所需的電壓、電路中的電流、電源電動勢和允許電流等.在不超過待測器材所允許的最大電壓值的情況下，選擇電動勢較大的電源（以獲得更多的測量數據）。在相同電動勢情況下，通常選擇內電阻較小的電源（以獲得較穩定的路端電壓）,測電源內阻除外。2、電表的選擇：在不超過電表量程的條件下，選擇量程較小的電表（以便測量時示數能在滿刻度的2/3左右）。3、滑動變阻器的選擇:要由電路中所要求或可能出現的電流、電壓的范圍來選定變阻器，實際流過變阻器的電流不得超過其額定值；如要通過變

16、阻器的電阻改變來讀取不同的電流、電壓值時，要注意避免變阻器滑片稍有移動電流或電壓就會有很大變化的出現，也要避免出現滑片從一頭滑到另一頭，電流或電壓幾乎沒有變化的情況.若控制電路確定為限流接法,則滑動變阻器應選用與實驗電路中其它電阻的總阻值相差不大的;若控制電路確定為分壓接法，則應選用在額定電流允許的條件下阻值較小的滑動變阻器。電學實驗專題復習例5某電壓表的內阻在2050K之間，現要測量其內阻，實驗室提供下列可選用的器材:待測電壓表V(量程3V)，電流表A1(量程200A)，電流表A2(量程5mA)，電流表A3(量程0.6A)，滑動變阻器R(最大阻值1k)，電源E(電源電壓為4V)，開關S.(1

17、)所提供的電流表中應選用(填字母代號).(2)為了盡量減小誤差，要求多測幾組數據，試在小圖方框中畫出符合要求的實驗電路(其中電源和開關及連線已畫出). 電學實驗專題復習五、實物連線注意：1干路電鍵必須控制全電路 滑動變阻器的連接 電表的極性，忌正負極接反 雙量程電表應注意量程的選擇 導線連接美觀，清晰，盡量避免一開始就用鋼筆、圓珠筆直接作答電學實驗專題復習【例】下圖為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖，器材規格如下：（1）待測電阻Rx（約100歐）；（2）直流毫安表（量程010毫安，內阻約50歐）；（3）直流電壓表（量程03伏，內阻約5千歐）；（4）直流電源（輸出電壓4伏，內阻

18、可不計）；（5）滑動變阻器（阻值范圍015歐，允許最大電流1安）；（6）電健一個，導線若干條. 根據器材的規格和實驗要求，在本題的實物圖上連線。電學實驗專題復習實驗設計（考查）的基本思路與環節明確目的選擇方案選定器材擬定步驟數據處理誤差分析得出結論電學實驗專題復習1.明確目的，廣泛聯系題目要求測定什么物理量，或要求驗證、探索什么規律，這是實驗的目的，是實驗設計的出發點.實驗目的明確后，應用所學知識，廣泛聯系，看看該物理量或物理規律在哪些內容中出現過，與哪些物理現象有關，與哪些物理量有直接的聯系.對于測量型實驗，被測量通過什么規律需用哪些物理量來定量地表示；對于驗證型實驗，在相應的物理現象中，怎樣的定量關系成立，才能達到驗證規律的目的；對于探索型實驗，在相應的物理現象中， 涉及哪些物理量這些都是應首先分析的，以此來確定實驗的原理.2.選擇方案，簡便精確對于同一個實驗目的，都可能存在多種實驗原理，進而形成多種(可供選擇的)設計方案.一般說來，依據不同的實驗原理選擇不同的實驗方案主要遵循四條原則： (1)科學性：設計的方案有科學的依據和正確的方式，符合物理學的基本原理. (2)可行性：按設計方案實施時，應安全可靠不會對人身、器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，且成功率高.(3)精確性：在選擇方案時，應對各種可能的方