高三物理电学实验总复习.doc

《高三物理电学实验总复习.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理电学实验总复习.doc（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、XXXX教育学科教师辅导讲义讲义编号 学员编号： 年 级：高三 课时数： 学员姓名： 辅导科目：高中物理 学科教师： 学科组长签名及日期家长签名及日期课 题电学实验部分复习授课时间： 备课时间： 教学目标知识体系回顾常见习题处理电学实验专题（一）测电动势和内阻 (1)直接法：外电路断开时，用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E(2)通用方法：AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法；单一组数据计算，误差较大应该测出多组(u，I)值，最后算出平均值作图法处理数据，(u，I)值列表，在u-I图中描点，最后由u-I图线求出较精确的E和r。(3)特殊方法 （一）即计算法：画出各种电路图 (一个电流表和

2、两个定值电阻) (一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) (一个电压表和两个定值电阻) （二）测电源电动势和内阻r有甲、乙两种接法，如图甲法中：所测得和r都比真实值小，/r测=测/r真；乙法中：测=真，且r测= r+rA。（三）电源电动势也可用两阻值不同的电压表A、B测定，单独使用A表时，读数是UA，单独使用B表时，读数是UB，用A、B两表测量时，读数是U，则=UAUB/（UAU）。电阻的测量 AV法测：要考虑表本身的电阻,有内外接法；多组(u，I)值，列表由u-I图线求。怎样用作图法处理数据欧姆表测：测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 IgE/(r+Rg+Ro) 接入被测电

3、阻Rx后通过电表的电流为 IxE/(r+Rg+Ro+Rx)E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。电桥法测：半偏法测表电阻： 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2；GR2S2R1S1R1SVR2电学实验专题（二）-电路的测量电路设计的基本原则是：安全性好，误差小，仪器少，耗电少，操作方便实验电路-可分为两部分：测量电路和供电电路一、测量电路两种方法(内、外接法) 记忆决

4、调 “内”字里面有一个“大”字类型电路图R测与R真比较条件计算比较:知RvRA及Rx大致值时内AVR大R测=RX+RA RX适于测大电阻Rx 外AVRx小R测=Rx适于测小电阻RX RA时用内接法，当Rxn倍的Rx通电前调到最大调压0E0电压变化范围大要求电压连续可调并从0开始变化Rx比较大、R滑 比较小R滑全Rx/2通电前调到最小以“供电电路”来控制“测量电路”：采用“以小控大、以大控小”的原则R滑唯一：比较R滑与Rx 控制电路 RxR滑10 Rx 限流方式分压接法R滑Rx两种均可，从节能角度选限流R滑不唯一：实难要求确定控制电路R滑实验要求：负载两端电压变化范围大。负载两端电压要求从0开始

5、变化。电表量程较小而电源电动势较大。有以上3种要求都采用调压供电。无特殊要求都采用限流供电特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲,以便能减小误差的连接方式为好电路设计具有培养和检查创造性思维能力、分析综合能力以及实验能力等多方面的能力的特点，它包括测量电阻值Rx、电阻率,电功率p和电源电动势E、内阻r.二、选实验试材(仪表)选用和电路实物图连接,(1)仪器的选择一般应考虑三方面因素：（原则：表不超程、电器不超压）安全因素，如通过电源和电阻的电流不能超过其允许的最大电流误差因素,如选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差；选量程的原则：电压表、电流表尽可能

6、使指针接近满刻度的中间量程,其指针应偏转到满刻度的1/32/3之间；使用欧姆表测电阻时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位便于操作，如选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否则不便于操作方法：先估算电路中最大值，初定仪器的规格和接法；再算的变化范围，确定限流还是调压供电，和滑动变阻器规格。(2)选择仪器的一般步骤是：根据实验要求设计合理的实验电路；根据电路选择滑动变阻器；选定电源，选择电压表和电流表以及所用的量程(3)连接实物图的基本方法是：按题设实验要求先画电路图, 能把实物组装连接成实验电路。连接各元件(按先串再并

7、的连线顺序)；精心按排操作步骤,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义.画出实验电路图；分析各元件连接方式(先串再并的连线顺序)，明确电表量程；画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上。(按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去)；画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填。连接完毕，应进行检查，检查电路也应对照电路图按照连线的方法和顺序进行(4)注意事项：表的量程选对,正负极不能接错；导线应接在接线柱上,且不能分叉；不能用铅笔画用

8、伏安法测小电珠的伏安特性曲线：测量电路用外接法，供电电路用调压供电。(5)实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；即：先接好主电路(供电电路).对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。实物连线的总思路 画出电路图 分压(滑动变阻器的

9、下两个接线柱一定连在电源和电键的两端) 电表的正负接线柱连滑动变阻器 限流(一般连上一接线柱和下一接线柱) 连接总回路： 总开关一定接在干路中a bA1 A A2PE r(两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位 导线不能交叉补充：滑动变阻器的两种特殊接法（要特别引起重视）：右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以电流表A的示数先减小后增大；可以证明：A1的示数一直减小，而A2的示数一直增大。IRXa bUPIXI /r右图电路中，设路端电压U不变。当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流I逐渐增大；RX

10、两端的电压逐渐增大，电流IX也逐渐增大（这是实验中常用的分压电路的原理）；滑动变阻器r左半部的电流I / 先减小后增大。电路故障问题的分类解析1.常见的故障现象断路：是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其它各处均无电压降落（即电压表不偏转）。短路：是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零（即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏）2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电

11、源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障。在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求。电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障。在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求。欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障。在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查。在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。、物理设计性实验

12、技巧考生在应试过程的缺陷通常表现在以下几个方面：一方面：平时缺乏对实验思想方法（如模拟法，转换法，放大法，比较法，替代法等）进行归纳，在全新的实验情景下，找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案.另一方面：受思维定势影响，缺乏对已掌握的实验原理，仪器的使用进行新情境下的迁移利用，缺乏创新意识. 锦囊妙计一、实验设计的基本思路：明确目的选择方案选定器材拟定步骤数据处理误差分析二、实验设计的基本方法1.明确目的，广泛联系题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点.实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与

13、哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系.对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中， 涉及哪些物理量这些都是应首先分析的，以此来确定实验的原理.2.选择方案，简便精确对于同一个实验目的，都可能存在多种实验原理，进而形成多种(可供选择的)设计方案.一般说来，依据不同的实验原理选择不同的实验方案主要遵循四条原则：(1)科学性：设计的方案有科学的依据和正确的方式，符合物理学的基本原理.(2)可行性：按设计方案实施时，应安全可靠不会对人身、器材造成危害；所需装置和器

14、材要易于置备，且成功率高.(3)精确性：在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的方案.(4)简便、直观性：设计方案应便于实验操作，读数，便于进行数据处理，便于实验者直观、明显地观察.3.依据方案，选定器材实验方案选定后，考虑该方案需要哪些装置，被测定量与哪些物理量有直接的定量关系，分别需用什么仪器来测定，以此来确定实验所用器材.4.拟定步骤，合理有序实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤.5.数据处理，误差分析高考对此要求不高，但常用的数据处理方法(如：平均法、图象法、描迹法、比较

15、法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)还是应该掌握的，在设计实验时也应予以考虑. 10-5-1一、 测定金属的电阻率知识整合 实验目的（1）练习使用 。（2）学习用 测金属丝的电阻。（3）测定金属的电阻率。实验原理（1） 螺旋测微器内部测微螺杆的螺距是0.5mm，则圆周上的点转一周，螺杆前进或后退 mm将大圆周分成50等分，则圆周上的点转过一等份，螺杆前进或后退 mm。固定刻度的最小分度对应螺距，即 mm，活动刻度的最小分度对应螺距的1/50，即 mm。. 度数时先读出 ，然后读出 ，二者相加得出最后测量结果。图10-5-1所是测量结果为 。 （2） 电阻的测量：由部分电路欧姆定律得，

16、R= ,只要测出在电压U下通过导体的电流I，就可算出导体的电阻。（3） 电阻率的测量：由电阻定律的= ，可见，在电阻已经测定的条件下，只要测出导体的长度L、横截面积S，即可算出某温度时的电阻率。实验器材干电池两节（或学生电源）、电流表（00.6A）、电压表（03V）、滑动变压器、开关、导线、毫米刻度尺、螺旋测微器、 。实验步骤（1） 打开开关，将实验器材连接成实验电路。如图10-5-2。（2） 闭合开关，调节 ，使电流表和电压表有合适的示数，读出并记下这组数据。（3） 改变滑动变阻器的滑键位置，重复进行实验，测出6组数据，并记录在表格中。（4） 用 测出金属丝接入电路中的长度L，用 在不同位置

17、测出金属丝的直径d各三次求平均值。 数据处理:（1）经各次的电流、电压值代入公式： ，算出电压值，求出各次电阻的平均值。（2）算出金属丝的截面积S，将实验测出的L、S、R代入公式= ，求出金属丝的电阻率。误差分析:（1）由于电表内阻的影响，使测量结果偏 。（2）产生误差的其他来源还有 。注意事项:（1）螺旋测微器在使用前必须调节零点，读数时必须注意 是否露出。（2）在进行电阻测量时，接通开关前，变阻器要 ，接通后要使各电表指针偏角适当 ，通过金属丝的电流不易 。（3）螺旋测微器测金属丝的直径要注意正确读数，并且应选不同位置测三次，并取平均值。典型例题范例1图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验

18、所需的器材实物图，器材规格如下：待测电阻Rx（约100）；直流电流表（量程010mA，内阻约50）；直流电压表（量程03V，内阻5K）；直流电源（输出电压4V，内阻可不计）；滑动变阻器（阻值范围015，允许最大电流1A）；开关一个，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。 训练 1 在“用伏安法测电阻的实验”中，所用电压表的内阻约为20K,电流表的内阻约为10,选择能够尽量减小误差的电路图进行了实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图10-5-7所示。（1）根据各点表示的数据描出I-U图线，由此求得该电阻的阻值Rx= 。（保留两位有效数字）（2）画出此实验的电路原理

19、图训练2 在“测量金属丝的电阻率”的实验中：（1） 用螺旋测微器测金属丝的直径如图10-5-8所示，则该金属丝的直径为 mm。（2）已知电阻丝的电阻约为10，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有 （只填代号）A、量程是00.6A，内阻是0.5的电流表B、量程是03A，内阻是0.1的电流表C、量程是03V，内阻是6K的电压表D、量程是015V，内阻是30K的电压表E、阻值为01K,额定电流为0.5A的滑动变阻器F、阻值为020,额定电流为2A的滑动变阻器G、蓄电池（6V）H、开关一个，导线若干（3）画出用伏安法测上述电阻丝的电路图。答案：试验目的：螺旋测微器；伏安法试验原理：

20、0.5mm；0.01mm；0.5；mm；0.01mm；固定刻度示数；可动刻度示数；2.136mm；(2)S/L（3）RS/L实验器材；待测金属丝实验步骤：滑动变阻器； 毫米刻度尺； 螺旋测微器数据处理：R=U/R； RS/L误差分析：偏小；电表、刻度尺、螺旋测微器、本身不准；金属丝不均匀；实验过程中温度发生变化；注意事项：（1）半毫米刻度 （2）调到有效电阻最大；大一些；过大。例题1：解：先分析应当采用内接法还是外接法。 故应采用电流表外接法。再分析滑动变阻器应该采用限流式还是分压式。若采用限流式，如图10-5-4所示，则干路电流最小值为：即最小电流已超过电流表量程，故应采用分压式。故电路图如

21、图10-5-5所示，其对应的实物连接图如图所示。评注：正确分析电路的连接方式，使实物连图的关键。 训练1 （1）2300欧姆 （2）二：描绘小灯泡的伏安特性曲线【实验目的】VAABCS1描绘小灯泡的伏安特性曲线。2理解并检验灯丝电阻随温度升高而增大。3掌握仪器的选择和电路连接。 【实验原理】 1根据部分电路欧姆定律，一纯电阻R两端电压U与电流I总有U=IR，若R为定值时，uI图线为一过原点的直线。小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，其电阻也就随温度的升高而增大。而通过小灯泡灯丝的电流越大，灯丝的温度也越高，故小灯泡的伏安特性曲线(uI曲线)应为曲线。2小灯泡(3.8V，03A)电阻很小，当

22、它与电流表(06A)串联时，电流表的分压影响很大，为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，即U、I的值，电流表应采用外接法，为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式连接。3实验电路如右图所示，改变滑动变阻器的滑片的位置，从电压表和电流表中读出几组值， 在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组值画出U-I图象。 【实验器材】 小灯泡(38V，03A)，电压表(0-3V-15V)，电流表(0-06A-3A)，滑动变阻器(20)，学生低压直流电源，电键，导线若干，坐标纸、铅笔。 【实验步骤】 1如图所示连结电路安培表外接，滑线变阻器接成分压式。电流表采用06A量程，电压表先用0

23、3V的量程，当电压超过3V时采用15V量程。 2把变阻器的滑动片移动到一端使小灯泡两端电压为零 3移动滑动变阻触头位置，测出15组不同的电压值u和电流值I，并将测量数据填入表格。 4在坐标纸上以u为横轴，以I为纵轴，建立坐标系，在坐标纸上描出各组数据所对应的点。(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以所描图线充分占据整个坐标纸为宜。)将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得小灯泡的伏安特性曲线。 4拆除电路、整理仪器。 【注意事项】 1实验过程中，电压表量程要变更：U3V时采用015V量程。 2读数时，视线要与刻度盘垂直，力求读数准确。 3实验中在图线拐弯处要尽量多测几组数据(UI值发生明显变化处，即曲

24、线拐弯处。此时小灯泡开始发红，也可以先由测绘出的UI图线，电压为多大时发生拐弯，然后再在这一范围加测几组数据) 4在电压接近灯泡额定电压值时，一定要慢慢移动滑动触头。当电压指在额定电压处时，测出电流电压值后，要马上断开电键。 5画uI曲线时不要画成折线，而应画成平滑的曲线，对误差较大的点应当舍弃。【实验数据记录和处理】U（V）00.20.40.60.81.01.2I（A）U（V）1.41.62.02.42.83.23.6I（A）【问题与讨论】1此实验为什么采用电流表外接法？2此实验为什么采用分压电路？3小灯泡的电阻是定值吗？用你的数据计算几个不同电流时的电阻值并说明随电流的增大小灯泡的电阻的变

25、化规律。【巩固练习】 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，其它选择的器材有： 电压表V1(量程6V，内阻20) 电压表V2(量程20V，内阻60k) 电流表A1(量程3A，内阻02) 电流表A2(量程06A，内阻l) 变阻器R1(01000，05A) 变阻器R2(020，2A) 学生电源E(68V) 开关S及导线若干 实验中要求电压表在06V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用 ，变阻器应选用 。在如图所示方框中画出实验的原理图。6某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据：

26、在图上画出IU图线。从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是 。这表明导体的电阻随温度升高而 。【练习答案】1 A2、V1、R22 如图开始几乎不变，后来逐渐增大增大 三、测电源电动势与内阻一、实验原理与方法 在闭合电路中，根据全电路欧姆定律，有 其中E表示电源的电动势，U表示电源的路端电压，I表示闭合电路中的电流，r表示电源的内阻。 根据课程标准教科书，实验：测电源的电动势和内电阻可用三种方法： 伏安法 式可变为 ，改变电路的外电阻R，测出一系列的I和U值，作出U-I图象。图象在U轴上的截距即为电源的电动势，直线的斜率即为内阻的负值。此方法叫伏安法，用伏特表和安培表。二、电路

27、、图象及数据 图1 图2 图象的截距为电动势，斜率为内阻。 三、误差分析（1）电流表外接（课本上采用的方案）图4设实验过程中，滑动变阻器滑动端向右滑，即，则，。 不考虑电流表内阻，所得结果为测量值 解得：， ，整理得 考虑电流表和电压表内阻，所得结果为真实值 解得：，因为所以为负值，所以。整理得：，整理得： 所以，即电动势和内电阻，测量值都小于真实值，但因为电压表的内阻比电池的内阻大得多，所以，误差较小，因此，常用此法。（2）电流表内接（对电池而言），电路图如图所示。仅供参考！ 图3 不考虑电流表内阻，所得结果为测量值 解得：， 考虑电流表内阻，所得结果为真实值 解得：， 所以，即测内电阻，测

28、量值等于真实值与电流表内阻之和，测量值大于真实值，测电动势，测量值等于真实值。 四、多用电表的原理和使用方法一、多用电表的结构和原理 （1）多用电表由一只灵敏的电流表（表头）与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用。 （2）多用电表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用电表的选择开关旋转到电流档，多用电表内的电流表电路就被接通，将多用电表的选择开关旋转到电阻档，多用电表内的欧姆表电路就被接通，另外还可以测量二极管的单向导电性及三极管的放大倍数等。 （3）多用电表的表面结构如图所示，其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘

29、，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“ ”，右端标有“0”，是用于测电阻的。中间的刻度线是用于测电流和直流电压的，其刻度是均匀的，最下面的一条刻度线左侧标有“V”， 是用于测交流电压的，其刻度是不均匀的。多用电表的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用电表的选择开关旋转到电流档，多用电表就能测量电流；将多用电表的选择开关旋转到其他功能区域时，就可用于测量电压和电阻。 多用电表的表面还有一对正、负插孔。红表笔插正插孔，黑表笔插负插孔，在插孔上面的旋钮叫调零旋钮，用它可进行电阻调零。另外，在表盘和选择开关之间还有一个调零螺丝，用它可进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针（

30、在不接入电路中时）指在“0”刻线。 二、多用电表的使用方法 （一）多用电表在使用前，应观察指针是否指电流表的零刻度，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的机械调零螺丝，使多用电表的指针指电流表的零刻度。 （二），使用多用电表进行测量时，要根据测量要求选择正确的档位。 （1）直流电流档：直流电流档的几个档位实际是由同一表头改装而成的几个量程不同的电流表。 （2）直流电压档：直流电压档的几个档位实际是由同一表头改装而成的几个量程不同的电压表。 （3）欧姆档（欧姆表） 使用欧姆档操作要点的口诀： 开关扳到欧姆档，估计阻值选量程； 正负表笔相碰时，转动旋钮调好零； 接入待测电阻后，金属测棒手莫碰； 从

31、右向左读示数，阻值还须倍率乘； 每次换档都调零，这条牢牢记心中； 用完拔出两表笔，选择开关空档停。 使用多用电表“十二忌”： A、忌不调零就使用多用电表。 B、忌搞错连接方式。测电压需并联，测电流需串联。 C、忌搞反直流电流方向。直流电要从正极测试笔插孔流入，从负极测试笔插孔流出。 D、忌用手接触测试笔的金属杆。特别在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆。 E、忌直流电档测交流电。 F、忌用多用电表测不是50Hz的交流电。普通多用电表的交流电档是按50Hz设计的，不能准确测量其他频率的交流电。 G、忌不进行调零，就用多用电表测电阻值。 H、改换欧姆档量程后，忌不重新调零。 I、忌把电池装反。 J、忌把电阻同其他电路连在一起测量。 K、忌把电池装在多用电表内长期不用。 L、多用电表内不用时，忌把选择开关置于欧姆档。