物理电学实验复习

1. 物理电学实验复习 (一)电学实验基础

2. _ + G 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的

3. 2、电路图： 大约零点几伏 约几十微安到几毫安。 （1）满偏电流:电流表指针偏转到最大刻度时的电流Ig （2）电流表的内阻:表头G的电阻Rg （3）满偏电压:电流表G通过满偏电流时,加在它两端的电压Ug Rg Ug=IgRg Ig G Ug 一、电流表的构造和工作原理 1、构造：永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成 θ∝I 大约几欧到几十欧

4. Rg R Ig G RV Ig UR Ug V U 二、把灵敏电流计改为电压表 电路图 （2）电压表的内阻：Rv=Rg+R

5. 电路图 Rg Ig G IR R RA I U A 三、把灵敏电流计G改为电流表A （2）电流表的内阻：RA=Rg×R/(R+Rg)

6. RX 优点：电路简单，省电 不足：电压不能从零开始 RL A V A V RX 优点：电压能从零开始 不足：电路复杂，费电 RL 四、滑动变阻器的两种接法 1）、限流式： 2）、分压式：

7. R0 R V R0 R0 R R （2）、滑动变阻器电路 内阻不计，电动势为ε ①、限流电路 负载电阻两端的电压变化范围为： A 当R<<R0时，也可用，此电路滑动变阻器消耗的功率较少。

8. R0 R A V R0 R0 R R （2）、滑动变阻器电路 内阻不计，电动势为ε ②、分压式电路 负载电阻两端的电压变化范围为： 常适用于R0<<R时，此电路滑动变阻器消耗的功率较多。电压变化范围较大。

9. ⑵、选择方法 ① 限流接法 ② 分压接法： （ 通常情况 ） 电流、电压能达到要求的调节范围； 不超过测量仪表的量程， 不超过各元件允许的最大电流。 （三种特殊条件） a 、要求某部分电路的电压或电流从零开始连续可调。 b、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器，电路中 的电流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。 c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获得多组数据。

10. RX P a b E r=0 R 　　如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时应从节省电能（　　　　）和电路简单考虑，选用限流电路。 (1) 限流电路 负载RX的电压调节范围 　　可见滑动变阻器的总阻值R越大，电阻RX两端电压的变化范围越大。变阻器总阻值R 是Rx的2--5倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大. 在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大．

11. (2) 分压电路 P a b R E r=0 RX 负载RX的电压调节范围0---E 　　滑动变阻器的总阻值R越小，越便于调节用电器两端电压． 一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻, 在0.1—0.5倍之间为好。 在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置置于a端．以使负载上的电压和电流最小．（均为零） 　　要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电流表的量程，应选分压电路

12. 三、控制电路（滑动变阻器的接法）的选择： EIR 电源负担轻 E（IR+Iap） 电源负担重 简便 复杂

13. 为减小误差，多测几组数据，求平均值 滑动 变阻器 U V V I R A A 一　伏安法测电阻 1.原理 “同一性” 用电压表测电压 外接法？ 内接法？ 用电流表测电流 限流式？ 分压式？

14. · · RX RX V V V V A A A A RX RX 2.电路 限流器电路，安培表内接法 限流器电路，安培表外接法 分压器电路，安培表内接法 分压器电路，安培表外接法

15. R A V V A R待 2、如何选择电流表的内接或外接方式？ 答：一般当RX较小时，即RX＜＜RV时，（RX与RA较接近）采用电流表的外接方式： 而当RX＞＞RA时，一般采用电流表的内接 方式。 （一般RX较小时外接， RX较大时内接）

16. V V A A RX · · · · 若 >> 时，采用电流表外接法。 内接法 RX 外接法 若　 >> 时，采用电流表内接法 误差产生的原因: 由于电流表分压引起的。 误差产生的原因： 由于电压表分流引起的。

17. V V A A RX · · · · 若 >> 时，采用电流表外接法。 内接法 RX RV 外接法 Rx 结论： 与 哪个比值大Rx就与对应表“近接” RA Rx 若　 >> 时，采用电流表内接法。 内接法与外接法的选择 ① 比值法 a.条件：已给出R的估计阻值 b.选择方法：

18. 1、采用电流表内接法的条件：Rx>>RA 　 采用电流表外接法的条件：Rv>>Rx 当　　　　　时，用内、外接法均可 当　　　　　（即 )时用外接法 小 电流表内、外接判断方法 2、当不满足Rx>>RA和Rv>>Rx关系时 当　　　　　（即 )时用内接法 大 3、当Rx、RA、Rv的阻值未知时 用试触法进行判断

19. V A · · RX a b P ② 试触法 a.条件：未给出RX的估计阻值 b.选择方法：将电压表分别接a、b两点 　　如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足RX<<RV,不适应用电流表的外接法．应用电流表的内接法． 　　从另一个角度来看，电压表的示数没有显著变化，说明电流表的分压作用很弱，满足RX>>RA,应选用内接法．P 应接在b 处。　 　　安培表和伏特表示数变化显著（明显）的标志是它们的示数的变化量（绝对误差）占原来值的百分比大．（相对误差） 结论：两次接触，那个表示数变化明显 , Rx就与那个表“近接”

20. 实验电路（电流表内外接法）选择的依据 电流表的分压 电压表的分流 R测＝U/I＞Rx 偏大 R测＝U/I＜Rx 偏小

21. 小结: 内接和外接的确定 请 牢 记 给阻值 看比值 与比值大表近接 无阻值 看变化 与变化大表近接

22. 2008年高考理综天津卷 22.(2) R R0 - + E S V - + 22. (2)用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。 微安表μA(量程200μA，内阻约200Ω )； 电压表V(量程3V，内阻约10kΩ )； 电阻R0 (阻值约20kΩ )； 滑动变阻器R(最大阻值50Ω ，额定电流1 A)． 电池组E(电动势3V，内阻不计)； 开关S及导线若干。

23. R R0 - + E S V - + 解： 从题目中给的电压表的内阻和电流表的内阻以及待测电阻R0的阻值（很大）可以判断测量电路要用伏安法的内接法， 变阻器的电阻比较小，所以电源电路采用分压法。 实物连接如图

24. 伏安法测电阻之发散思维 ． ． ． ． ． ． ． A1 Rx A A1 V A2 A2 ． ． ． ． ． ． 1．“伏安法”测电压表的电阻 电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻． 没有系统误差 此电路能否测量出电流表的内阻？ 2．“安安法” 电流表的创新使用－－测电压． 没有系统误差 没有系统误差 条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用． 根据并联分流进行测量

25. 3．“伏伏法” ． ． Rx ． V2 v1 ． ． Rx R0 v2 ． ． ． ． V1 V2 V2 ． ． v1 v1 ． ． ． ． ． ． ． 电压表的创新使用－－测电流． 存在系统误差 没有系统误差 能否消除？ 条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用． 没有系统误差 没有系统误差 【备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在安全的条件下,视电表为有读数的电阻. 根据串联分压进行测量

26. 2008年高考理综全国卷Ⅰ. 22、II. R1 V S2 S1 E R2 22、II.（12分）一直流电压表V，量程为1 V，内阻为1000 ，现将一个阻值在5000-7000之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表量程，为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源 （电动势E为6 ~ 7V，内阻不计）、 一阻值R2＝2000 的固定电阻、 两个单刀开关S1、S2及导线若干。

27. R1 V S2 S1 E R2 （1）为达到上述目的，将对应的图连成一个完整的实验电路图。 （2）连线完成以后，当S1、S2均闭合时,电压表示数为0.90V；当S1闭合, S2断开时, 电压表示数为0.70V。 由此可以计算出改装后电压表的量程为_______V, 电动势为_______V。 7 6.3 解：实验电路图如右图示 解得E=6.3V, R1 =6000 , 量程为

28. R Rx R R Rx Rx I1 I2 A A A 替代法测量电阻 比较法测量电阻 ∵I2R =I1 Rx ∴ Rx = I2R /I1 （不计电源内阻）

29. 4.仪器的选择 ⑴安全性原则 　　要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。 ⑵精确性原则 　　尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/3），电表达不到满偏的1/3是不允许的。

30. ⑶操作性原则： 　　如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压(电流)比较方便；当其阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压(电流)比较方便． ⑷选择的一般步骤 　　①根据实验要求设计合理的实验电路； 　　②找出唯一性的器材； 　　③估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程； 　　④根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器.

31. + · · + RX V A - + 例1.用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A，内阻接近1Ω，伏特表的量程为3V，内阻为5KΩ;电源的电动势为6V，变阻器的阻值为0—20 Ω 。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。 解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：

32. 例2：有一个电阻Rx，其阻值大约是25kΩ ，可供选择的器材是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电流表A1 (0----100μA, 2kΩ)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电流表A2 (0----500μA, 300Ω)　　　　　　　　　　　　　　　　电压表V1 (0----10V, 100kΩ）　　　　　　　　　　　　　　电压表V2 (0----50V, 500KΩ）　　　　　　　　　　　　　　直流稳压电源 E（15V，1A） 滑动变阻器 R (1kΩ, 1W) 电键K和若干根导线． 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。 解：（1）电压表、电流表的选择 由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动变阻器必须用分压器接法。 若电压表选V2（50V），因为电源电压15V不足其量程的1/3，所以电压表应选V1（10V）。

33. V1 25KΩ A2 RX 1KΩ + － E=15V 由于用分压器接法时，电阻RX中的最大电流为 Imax= 10V /25KΩ = 0.4mA = 400μA 所以电流表选A2（500 μA ） （2）电流表内接法和外接法的选择 因为RX=25KΩ＞＞RA=300Ω，所以采用电流表内接法 实验电路图

34. V A RX + － 例3. 如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下： (1)待测电阻Rx（约100Ω） (2)直流毫安表（量程0～10mA，内阻50Ω） (3)直流电压表（量程0～3V，内阻5kΩ） (4)直流电源（输出电压4V，内阻可不计） (5)滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A） (6)电键一个，导线若干条． 根据器材的规格和实验要求， 在本题的实物图上连线．

35. V A RX + － 答： 因毫安表内阻与待测电阻相近，必须“外接”． 　　因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接 成分压电路， （全题6分．电源、滑动变阻器连接成分压电路，占3分．除电键接错扣1分外，其它任何错都不给这3分．伏安法测电阻的电路占3分，其中电流表应外接，即电压表应直接与待测电阻并联．这部分接线中有任何错误都不给这3分．）

36. A1 V ． ． 例4．某电压表的内阻在20～50kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材: 待测电压表V(量程3V) 电流表A1(量程200μA ) 电流表A2(量程5mA) 电流表A3(量程0.6A) 滑动变阻器R(最大阻1KΩ) 电源ε(电动势4V) 电键K. (1)所提供的电流表中,应选用_______(填写字母代号). A1 (2)为了尽量减小误差,要求测多组数据.试在方框中画出符合要求的实验电路图． 解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法．由于电压表中通过的最大电流为Imax= 3V/20KΩ = 150μA，因此电流表应选用A1．

37. A V R1 A V V S E 【例题2】（2006年全国Ⅰ、Ⅲ）现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材有：待测电压表 （量程2V，内阻约4kΩ）；电流表 （量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。 ⑴试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。） ⑵电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV =_________。 【命题意图】本题考查了电压表内阻的测量，实验中真正的难点在于如何获得电压表中流过的电流大小，此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。

38. 2000年高考 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。（1）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算，r1，则所用的表达式为r1=_____________，式中各符号的意义是：_________________________________。

39. 解：电流表I1m=10mA, r1 ≈ 40Ω R1=100 Ω R2=50 Ω A1 A2 R1=100 Ω R2=50 Ω 若滑动变阻器用限流接法， Imin =1.5/190=0.08A=8mA Imax=10mA 电流的变化范围很小，应该用分压器接法。 因为电压表读数很小，Um =0.4V , 不能用伏安法量， 根据并联电路两端电压相等， 将两电流表并联，如图示： 调节滑动变阻器的电阻，测出多组两电流表的读数， 由 I1 r1 =I2 r2 得 r1= I2 r2／ I1 评分标准.（1）如图所示（5分。若电阻R1与电池串联，不扣分；若R2用作限流电阻，正确的同样给分。）（2）I1表示通过电流表A1的电流，I2表示通过电流表A2的电流，r2表示电流表A2的内阻。（3分，未说明r2的不扣分。）

40. 电学实验基础知识 四关于电流表和电压表的读数方法： 目前中学实验室学生用电流表和电压表多数为磁电式电表，标为2.5级，即满刻度的百分比误差为2.5％，可按下面的方法读数：

41. 0.2 0.4 0.6 0 A 量程为0.6A的电流表，满刻度绝对误差最大为±0.015A，最小分格为0.02A，指针偏转不够一个分格的部分用半格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为0.15A.

42. 2 1 3 0 A 量程为3A的电流表，满刻度绝对误差最大为±0.075A，最小分格为0.1A，指针偏转不够一个分格的部分用1/10格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为0.74A.

43. 2 1 3 0 V 量程为3V的电压表，满刻度绝对误差最大为±0.075V，最小分格为0.1V，指针偏转不够一个分格的部分用1/10格估读法，读数为两位小数。如图，电压表读数为2.38V.

44. 10 5 15 0 V 量程为15V的电压表，满刻度绝对误差最大为±0.375V，最小分格为0.5V，指针偏转不够一个分格的部分用1/5格估读法，读数为一位小数。如图，电压表读数为11.7V.

45. 描绘小电珠的伏安特性曲线 （1）电路应采用电流表外接法（为什么？） （2）滑线变阻器应采用分压式接法。

47. ( 3 ) 采用“4V、0.7 A”小灯泡较好，在0～3V内已能反映出非线形特性（如图）。因此，电压表用3V量程，电流表用0.6A量程。测量范围不要超过3V和0.6A。否则，要选用15V、3A，将会带来较大的读数误差。

48. （4）应使滑动变阻器的阻值由小向大(A---B)逐渐改变,在电压表0～3V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和电流值I。在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，画出U--I曲线，分析曲线变化的规律.（4）应使滑动变阻器的阻值由小向大(A---B)逐渐改变,在电压表0～3V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和电流值I。在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，画出U--I曲线，分析曲线变化的规律. 曲线不为直线的原因是

49. 例3（04上海）、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：例3（04上海）、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）： （1）在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω电源、小灯泡、电键、导线若干. （2）在右图中画出小煤泡的U—I曲线. （3）如果某一电池的电动势是1.5V,内阻是2.0Ω.问:将本题中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少?（简要写出求解过程;若需作图,可直接画在第（2）小题的方格图中）

50. 解：（1）见下图; （2）见下图　 （3）作出U=E—Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率 为0.28瓦