2019高三物理二輪練習教學案電學實驗.doc

2019高三物理二輪練習教學案電學實驗要點精析電學基本儀器一、靈敏電流表靈敏電流表又叫靈敏電流計，在電路中的符號為，用來測量微弱電流、電壓的有無和方向。使用時要注意以下幾點：電流表的指針指在刻度盤的中部電流為零，如圖10-1所示，用電流表檢測微弱電流時，把它串聯(lián)在被測電路中，對于大多數(shù)電流表，若指針向右擺動，說明電流由正接線柱流入，從負接線柱流出；若指針向左擺動，說明電流由負接線柱流入，從正接線柱流出。電流表的刻度是均勻的，如指針偏轉1格表示通過10A電流，指針偏轉2格就表示通過20A電流。電流表允許通過的電流是很小的，一般不超過幾百A，實驗時若指針超過滿度，應立即切斷電源，以防損壞電流表。電流表不要長期接在電路上，防止偶然出現(xiàn)的大電流燒壞電流表。 二、電流表和電壓表電流表用來測量電路中的電流強度，電壓表用來測量電路中兩點之間的電壓，使用時注意：機械零點的調(diào)整，在不通電時，指針應指在零刻度的位置。選擇適當量程，估算電路中的電流和電壓，指針應們轉到滿度的1/3以上，若無法估算電路中的電流和電壓，則應先選用較大的量程，再逐步減小量程。正確接入電路，電流表應串聯(lián)在電路中，電壓表應并聯(lián)在電路中，兩種表都應使電流從正接線柱流入，負接線柱流出。正確讀數(shù)，讀數(shù)時視線要通過指針并跟刻度盤垂直。根據(jù)所選量程的準確度，正確讀出有效數(shù)字和單位。注意內(nèi)阻，電流表和電壓表一方面作為儀器使用，同時又是被測電路中的一個電阻，實驗中沒有特別要求時，一般不考慮它們的內(nèi)阻對電路的影響，但在有些測量中，不能忽視它們的內(nèi)阻對被測電路的影響，如伏安法測電阻等。三、滑動變阻器滑動變阻器是一個可以連續(xù)改變電阻值的可變電阻，用它可以調(diào)節(jié)電路中電流的大小及兩點間的電壓。1結構滑動變阻器的結構如圖113所示，表面涂有氧化絕緣層的電阻絲AB密繞在瓷管上，滑動觸片P與電阻絲緊密接觸（接觸部分的氧化層已刮掉），且能在滑桿CD上左右滑動。根據(jù)RL/S，粗細均勻的電阻絲，電阻的大小與長度成正比，隨著滑動觸片位置的變化，變阻器連入電路的電阻值也相應發(fā)生變化。設某滑動變阻器的阻值范圍是050，當滑動片P移到左端時，AC(AD)間電阻值為零，BC(BD)間電阻值為50；當滑動片P移到右端時，AC(AD)間電阻值為50，BC(BD)間電阻值為零。如AP與PB的長度比為3：2，則AC(AD)間電阻值為30，BC(BD)間電阻值為20。 2限流接法（見圖11-4和圖11-5）和分壓接法（見圖11-6） 限流電路特點A. 用電器R0與滑動變阻器部分電阻串聯(lián)，另一部分不起作用B. R0上電壓調(diào)節(jié)范圍為 C. R0上電流調(diào)節(jié)范圍為 分壓電路特點A. 用電器R0與滑動變阻器的部分電阻并聯(lián)后再與另一部分電阻串聯(lián)B. R0上電壓調(diào)節(jié)范圍為0EC. R0上電流調(diào)節(jié)范圍為0E/R0以上均假設電源內(nèi)阻忽略不計。由以上比較可知，用分壓電路時，負載電壓變化范圍大，可從零開始；而限流電路中電流的大小只需等于工作電路的電流，更節(jié)能，并且接線簡單，操作方便。故在限流電路能滿足要求時就優(yōu)先采用限流電路，在用限流電路不能滿足要求時再用分壓電路。弄清兩種接法改變負載電壓的原理才能理解以下實驗中?？嫉膯栴}。3兩種接法中滑動變阻器阻值的選擇限流接法中為使負載的電壓能平穩(wěn)地由電壓表半偏到滿偏，選擇的滑動變阻器的阻值大約為被測電阻的幾倍或十幾倍。實際測量時，要求工作電路上的測量值（電壓、電流）范圍廣一些，以減小誤差。限流接法中，滑動變阻器若比負載電阻的阻值小得多，則負載電壓變化范圍太小，不利于取得多組數(shù)據(jù)，甚至在某些題目中不滿足保護負載的安全要求。但若滑動變阻器的阻值比負載電阻大得太多，又不方便調(diào)節(jié)到有效的多組電壓，表現(xiàn)為接入電路的阻值較大時，負載上分得的電壓幾乎為零，指針偏角不明顯，讀數(shù)的誤差大；當接入電路的阻值與負載相當時，又已經(jīng)沒有幾根電阻絲可調(diào)節(jié)，稍一滑則電阻為零，操作不方便。分壓接法中要滑動變阻器阻值遠小于工作電路阻值，才能有穩(wěn)定的輸出特性，有利于調(diào)節(jié)。因為這種情況下，負載與滑動變阻器并聯(lián)的總阻值約等于與之并聯(lián)的那部分阻值。這樣負載兩端的電壓（即并聯(lián)部分的電壓）與干路中那部分電阻的電壓比就約等于滑片左右兩邊的長度比，故隨著滑片的移動，負載兩端的電壓能穩(wěn)定均勻地增加。思考：分壓電路為什么也不選擇阻值遠大于負載電阻的滑動變阻器？（提示：也是操作不方便。）4分壓、限流電路的選擇若限流接法能滿足要求，一般用限流接法，所以一般先用限流電路估算。若能滿足條件就不用分壓。采用分壓接法時一般是以下原因：題目要求加在工作電路上的電壓（或電流）從零開始變化（或要求變化范圍盡可能大），應采用分壓接法?；瑒幼冏杵髯柚迪拗?。如滑動變阻器總阻值小于被測電阻阻值，采用限流接法時工作電路的電壓、電流值變化范圍不大，則采用分壓接法，這時滑動變阻器阻值小一些比較好，一般小于負載電阻的一半，即滑動變阻器阻值遠小于負載電阻時用分壓接法。如滑動變阻器總阻值大于被測電阻阻值（一到幾倍），且不要求工作電路上電壓從零開始調(diào)節(jié)，可采用限流接法。限流電路中滑動變阻器打到最大也不能滿足安全要求的應用分壓接法。5注意事項使用滑動變阻器時，不僅要注意它的阻值，還要注意它的額定電流，通過滑動變阻器的電流不能超過它的額定電流。分壓電路中，起始位置應在負載電壓最小處，即與負載并聯(lián)的那部分電阻最小。限流電路中，起始位置應在連入電路中的電阻最大處，使通過負載的電流最小，這些都是為保證負載的安全。四、電阻箱 1結構電阻箱有插孔式和轉柄式兩種（見下圖（甲）和（乙） 2原理電阻箱是由多個電阻串聯(lián)而成，它的原理是通過改變串聯(lián)電阻的個數(shù)，從而達到改變電阻的目的。用途是為實驗提供一個可變的、讀數(shù)精確的電阻。插孔式電阻箱的蓋上有一排銅塊，銅塊間有插孔，當銅塞插在孔里時，就把相鄰的兩個銅塊連在一起，銅塊間電阻被短路；當銅塞拔出時，就把相鄰的兩個銅塊通過電阻絲連在一起，拔出的銅塞越多，接入電路的電阻值就越大。每個插孔下電阻的電阻值都標在插孔旁，以供選用。轉柄式電阻箱由多個定值電阻串聯(lián)而成，通過轉柄來控制接入電路的電阻數(shù)值。使用時，把兩個接線柱接入電路，調(diào)節(jié)盤面上幾個旋鈕，把各旋鈕對應示數(shù)乘倍率再相加，就能得到接入電路的電阻的電阻值。讀數(shù)時按從高倍到低倍的順序讀出。例如，根據(jù)上圖(乙)中各旋鈕指示數(shù)值，可知接線柱間電阻R1001+107+15O.10= 175.O，注意末位零表示測量準確度，不能省略。該電阻箱調(diào)節(jié)范圍為0999.9。3電阻箱和滑動變阻器的區(qū)別電阻箱的阻值可以直接讀出，滑動變阻器的阻值不能直接讀出。電阻箱的電阻值變化是不連續(xù)的，滑動變阻器的電阻值可以連續(xù)變化?；瑒幼冏杵饔谢瑒悠蓜虞S頭），電阻箱沒有。4注意事項不得過載使用，注意額定電流和電阻額定功率。電阻接入電路時，阻值要大一些，以免電路電流太大燒壞電表。若需要將電阻箱阻值調(diào)小時，應先調(diào)大再調(diào)小，如要將210調(diào)到209，應將210先調(diào)為219，再調(diào)為209，不能先調(diào)為200，再調(diào)為209；同樣要將9調(diào)到10，應先調(diào)為19，不能先調(diào)為0，再調(diào)為10。電阻箱不能代替變阻器長時間通電使用。五、多用電表多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個量程。上半部為表頭，表盤上有電流、電壓、電阻等各種量程的刻度；下半部為選擇開關，它的四周刻著各種測量項目和量程。另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕，機械調(diào)零旋鈕和測試表的插孔。測電阻是依據(jù)全電路歐姆定律；測電流和電壓是依據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路特點及部分電路歐姆定律。歐姆表內(nèi)部電路如圖132示，R為調(diào)零電阻，紅黑表筆接觸，進行歐姆表調(diào)零時，表頭指針滿偏，根據(jù)全電路歐姆定律有Ig=/(Rg+R+r)；當紅、黑表筆間接有未知電阻Rx時，有I=/(Rg+R+r+Rx)，故每一個未知電阻都對應一個電流值I，我們在刻度盤上直接算出與I對應的Rx的值，所測電阻的值即可從表盤刻度直接讀出；當Rx=Rg+R+r時，I=Ig/2，指針半偏，所以歐姆表內(nèi)阻等于R中。 典型實驗1用描跡法畫出電場中平面上等勢線實驗所用的電流表是零刻度在中央的電流表，在實驗前應先測定電流方向與指針偏轉方向的關系：將電流表、電池、電阻、導線按圖1或圖2連接，其中R是阻值大的電阻，r是阻值小的電阻，用導線的a端試觸電流表另一端，就可判定電流方向和指針偏轉方向的關系。 該實驗是用恒定電流形成的電場模擬靜電場。與電池正極相連的A相當于正點電荷，與電池負極相連的B相當于負點電荷。白紙應放在最下面，導電紙應放在最上面（涂有導電物質的一面必須向上），復寫紙則放在中間。2伏安法測電阻伏安法測電阻有a、b兩種接法，a叫(安培計)外接法，b叫（安培計）內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的，測量值總小于真實值，小電阻應采用外接法；內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的，測量值總大于真實值，大電阻應采用內(nèi)接法。如果無法估計被測電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點，而將右端第一次接b點，第二次接c點，觀察電流表和電壓表的變化，若電流表讀數(shù)變化大，說明被測電阻是大電阻，應該用內(nèi)接法測量；若電壓表讀數(shù)變化大，說明被測電阻是小電阻，應該用外接法測量。（這里所說的變化大，是指相對變化，即I/I和U/U）。 （1）滑動變阻器的連接滑動變阻器在電路中也有a、b兩種常用的接法：a叫限流接法，b叫分壓接法。分壓接法被測電阻上電壓的調(diào)節(jié)范圍大。當要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時應該用分壓接法。用分壓接法時，滑動變阻器應該選用阻值小的；用限流接法時，滑動變阻器應該選用阻值和被測電阻接近的。 （2）實物圖連線技術無論是分壓接法還是限流接法都應該先把伏安法部分接好；對限流電路，只需用筆畫線當作導線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可（注意電表的正負接線柱和量程，滑動變阻器應調(diào)到阻值最大處）。對分壓電路，應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低，根據(jù)伏安法部分電表正負接線柱的情況，將伏安法部分接入該兩點間。 （3）描繪小電珠的伏安特性曲線因為小電珠（即小燈泡）的電阻較小（10左右）所以應該選用安培表外接法。小燈泡的電阻會隨著電壓的升高、燈絲溫度的升高而增大，所以U-I曲線不是直線。為了反映這一變化過程，燈泡兩端的電壓應該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動變阻器必須選用分壓接法。在上面實物圖中應該選用右面的那個圖，開始時滑動觸頭應該位于左端（使小燈泡兩端的電壓為零）。 由實驗數(shù)據(jù)作出的I-U曲線如右，說明燈絲的電阻隨溫度升高而增大，也就說明金屬電阻率隨溫度升高而增大。（若用U-I曲線，則曲線的彎曲方向相反。）若選用的是標有“3.8V 0.3A”的小燈泡，電流表應選用0-0.6A量程；電壓表開始時應選用0-3V量程，當電壓調(diào)到接近3V時，再改用0-15V量程。3測定金屬的電阻率被測電阻絲的電阻較小，所以選用電流表外接法；本實驗不要求電壓調(diào)節(jié)范圍，可選用限流電路。因此選用上面左圖的電路。開始時滑動變阻器的滑動觸頭應該在右端。本實驗通過的電流不宜太大，通電時間不能太長，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生明顯變化。4用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實驗電路中電壓表的示數(shù)是準確的，電流表的示數(shù)比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統(tǒng)誤差，電阻R的取值應該小一些，所選用的電壓表的內(nèi)阻應該大一些。 為了減小偶然誤差，要多做幾次實驗，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實驗數(shù)據(jù)：將點描好后，用直尺畫一條直線，使盡量多的點在這條直線上，而且在直線兩側的點數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關系的誤差是很小的。它在U軸上的截距就是電動勢E（對應的I=0），它的斜率的絕對值就是內(nèi)阻r。（特別要注意：有時縱坐標的起始點不是0，求內(nèi)阻的一般式應該是r=|U/I |）。為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些（選用使用過一段時間的1號電池）。精題精講例題1. 如下圖所示，a、b、c、d是滑動變阻器的4個接線柱，現(xiàn)把此滑動變阻器接入電路中，并要求滑動變阻器滑片P向接線柱c滑動時，電路中的電流變小，則接入電路中的接線柱可能是（ ） A. a和b B. a和cC. b和c D. b和d解析：上面兩個接線柱都和滑片等勢，所以關健是看下面接線柱。 C，D選項中都相當于滑片與b間電阻接入電路。答案：CD例題2. 用電流場模擬靜電場描繪電場等勢線的實驗中，(1)應該選用的是（用器材的字母表示）（ ）A. 6 V的交流電源B. 6 V的直流電源C. 100V的直流電源D量程是00.5V，零刻度在刻度盤中央的電壓表E.量程是0300A，零刻度在刻度盤中央的電流表(2)在實驗過程中，要把復寫紙、導電紙、白紙鋪放在木板上，它們的順序（自上而下）是，。(3)在實驗中，按下開關，接通電路，若一個探針與基準點O接觸，另一個探針已分別在基準點O的兩側找到了實驗所需要的兩點a、b，如下圖所示。則當此探針與a點接觸時，電表的指針應（左偏、指零、右偏）；當此探針與b點接觸時，電表的指針應（左偏、指零、右偏）。 解析：此題主要考查實驗儀器的選擇及實驗原理的理解。首先器材的選擇，應選直流電源，但100 v直流電源電壓太高，所以，電源選用6V直流電源。判斷某點電勢是否與所選基準點電勢相等，應選用零刻度在刻度盤中央的電流表。為了描繪等勢線，自上而下把導電紙、復寫紙、白紙鋪放在木板上。由于a，O，b在同一等勢線上，所以，電流表的指針都應指零。答案:(1)BE (2)導電紙；復寫紙；白紙(3)指零；指零例題3. 下圖中給出的器材為：電源E(電動勢為12V，內(nèi)阻不計)，木板N(板上從下往上依次疊放白紙、復寫紙、導電紙各一張)，兩個金屬條A，B(平行放置在導電紙上，與導電紙接觸良好，用作電極)，滑動變阻器R(其總阻值小于兩平行電極間導電紙的電阻)，直流電壓表V(量程為6V，內(nèi)阻很大，其負接線柱與B極相連，正接線柱與探針P相連)，開關S。 現(xiàn)要用圖中儀器描繪兩平行金屬條A，B間電場的等勢線。(AB間的電壓要求取為6V。)（1）在上圖中連線，完成實驗電路原理圖（2）下面是主要的實驗操作步驟，將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上接好實驗電路_合上S，并將探針尸與A相接觸_用探針壓印的方法把A，B的位置標記在白紙上，畫一線段連接A，B兩極，在連線上選取間距大致相等的5個點作為基準點，并用探針把它們的位置壓印在白紙上將探針與某一基準點相接觸，_，這一點是此基準點的等勢點。用探針把這一點的位置也壓印在白紙上，用相同的方法找出此基準點的其他等勢點。重復步驟，找出其他4個基準點的等勢點，取出白紙，畫出各條等勢線。解析：解答此題首先要弄清實驗原理由于直接描繪電場中的等勢線非常困難，所以本實驗利用恒定電流形成的電場來模擬靜電場，而且電勢從正極到負極逐漸降低。本實驗是教材中等勢線描繪的遷移實驗。(1)連接線路如下圖所示 因為滑動變阻器總阻值R小，所以變阻器必須采用分壓接法。(2)把變阻器的滑動觸頭移至靠近D端處（因為這時兩電極電壓最低）； 調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為6V; 記下電壓表讀數(shù)，在導電紙上移動探針，找出電壓表讀數(shù)與所記下的數(shù)值相同的另一點。例題4. 用伏安法測量一定值電阻的實驗，現(xiàn)有的器材規(guī)格如下：(1)待測電阻Rx（約100）；(2)直流毫安表A1（量程010mA，內(nèi)阻50）；(3)直流毫安表A2（量程030mA，內(nèi)阻40）；(4)直流電壓表V1（量程04V，內(nèi)阻5k）；(5)直流電壓表V2（量程010V，內(nèi)阻10k）；(6)直流電源（輸出電壓4V，內(nèi)阻不計）；(7)滑動變阻器（阻值范圍015，允許最大電流1A）；(8)開關一個和導線若干。根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，為使實驗結果準確，直流毫安表應選，直流電壓表應選，應采用電流表的接法，滑動變阻器應采用接法。解析：伏安法測電阻原理是RxU/I。 先選毫安表，估算電路最大電流約為I= U/Rx4V/10040mA，所以選用A2。再選電壓表，因電路電壓U30mA，且待測電阻上電壓的變化范圍僅為2.7V(4100/150)至4V之間，用分壓式接法待側電阻上可獲得04V之間的連續(xù)電壓，電流可調(diào)到30mA以下。答案：A2；V1；外；分壓式例題5. 某電壓表的內(nèi)阻在2050k之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供以下可選用的器材：待測電壓表V：量程03V；電流表A1：量程0200A；電流表A2：量程05mA；電流表A3：量程00.6A；滑動變阻器R：最大阻值1 k；電源E:電動勢4V；開關S和導線若干。(1)所提供的電流表中，應選用（填寫字母代號）。(2)為了盡量減小誤差，要求測多組數(shù)據(jù)，畫出符合要求的實驗電路。解析：(1)若將電壓全部加在待測電壓表上，電流的最大值為 ，在保證表不被燒壞、且讀數(shù)比較準確時，應選電流表A1(2)為減小實驗誤差，又保證電壓表不損壞（電壓表量程為3V），應采用分壓式接法接入滑動變阻器（因電壓表內(nèi)阻至少是R的20倍）。若采用限流式接法接入滑動變阻器，電壓表有可能損壞，所以正確電路如下圖。 例題6. 小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大某同學為研究這一現(xiàn)象，用實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）： (1)請畫出實驗電路圖可用的器材有：電壓表、電流表、滑動變阻器（變化范圍010）、電源、小燈泡、開關、導線若干；(2)在下圖中畫出小燈泡的UI曲線。 解析：(1)因為要描繪燈泡的伏安特性曲線，要求電壓幾乎要從零開始，所以滑動變阻器用分壓接法。 由表格可看出，燈泡的電阻只有幾歐，所以用安培表外接法。 實驗電路見下圖 (2)將表格中各組數(shù)據(jù)作為坐標在UI圖上用細鉛筆描出，觀察曲線走勢，然后用光滑的曲線將這些點連起來，使盡量多的點在這條曲線上，不在曲線上的點均勻的分布在曲線兩側，個別偏離太遠的點舍掉。注意千萬不能用直線將各點連接成折線圖。 如下圖中曲線所示 拓展：下圖中直線為一電源的伏安安特性曲線，若將上述燈泡接在該電源的兩端，則 (1)電源的輸出功率為多少？(2)此時燈泡的電阻為多少？（結果保留兩位有效數(shù)字）(3)燈泡的電阻隨溫度的升高怎樣變化？解析：電源的伏安特性曲線上某點坐標值之比U/I為外電阻值，而電阻的伏安特性曲線上某點的坐標值之比U/I為該電阻的阻值則兩圖線的交點坐標表示此電阻作此電源的外電路時的路端電壓和干路電流值。顯然，交點坐標的乘積就是此時電源的輸出功率，即電阻此時消耗的功率。如圖，由交點坐標為（0.35A，0.8V）得電源的輸出功率為：P=0.80.35W=0.28W。此時燈泡的電阻為R=U/I=0.8/0.35=2.3。由曲線的料率表示R，知燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。例題7. 用半偏法測出的電流表的內(nèi)阻比真實值大還是??？為什么？解析：半偏法測電流表內(nèi)阻的方法如圖3-4-3所示，它的主要原理是當調(diào)節(jié)R使電流表達到滿偏后，閉合S2，此時將有一部分電流從R支路通過，電流表的電流減少，如果電流表達到半偏，則認為另一半電流從R通過，根據(jù)并聯(lián)電阻的分流原理，則可得電流表的內(nèi)阻rg=R。但實際上這個實驗原理有誤差，因為當R支路與電流表并聯(lián)后，全電路的實際電流將大于電流表的滿偏電流（因為總電阻減小了），所以當電流表達到半偏時，流過R的電流實際將超過滿偏電流的一半，即R rg，所以測量值比真實值偏小。 例題8. 電流表的內(nèi)阻Rg3k，滿偏電流Ig100A，這個電流表能量度的最大電壓UgV。要把這個電流表改裝成能量度3V電壓的電壓表，那么應在電流表上聯(lián)一個阻值R1k的分壓電阻如果在這基礎上，要使這個電壓表能量度15V的電壓，則應在電壓表上再聯(lián)一個阻值R2k的分壓電阻。 解析：此題是關于電流表改裝為電壓表的填空題主要考查學生對改裝原理的理解電流表改裝成電壓表需串聯(lián)一個分壓電阻擴大電壓表的量程，需再串聯(lián)一個分壓電阻如下圖所示 能力提高：電表內(nèi)阻測量的方法 例題9.由閉合電路歐姆定律測定E和r的常見實驗方法有幾種？畫出每種電路，并簡要說明原理。解析：由E=U+Ir得，只要測出兩組或多組U、I，用計算法或圖像法就能求出E、r。由于U=IR，故能測出U、I或U、R或I、R，均可求出E、r。有三種方法：1IU法 用圖3-6-5(甲)或（乙）電路。測出兩組U、I，列方程：E=U1+I1r，E=U2+I2r求解即可。2IR法 用圖3-6-6（甲）或（乙）電路。測出兩組I、R，列方程組E=I1（R1+r），E=I2（R2+r）。解得E=I1I2（R1R2）（I2I1）， r（I2R2I1R1）（I1I2） 3UR法 用圖3-6-7（甲）或（乙）電路測出兩組U、R，列方程組E=U1+U1rR1，E=U2+U2rR2解得E=U1U2（R1R2）（U2R1U1R2），r= R 1 R 2（U 1U 2）（U2R1U1R2）點評：本實驗的誤差分析對于圖3-6-5（甲）電路（電流表內(nèi)接法），U值正確，I值偏小，I真=I測+Iv，Iv=URv，U趨于零時，Iv也趨于零，關系圖線見（甲）圖。由圖可知E測E真、r測r真，對于圖3-6-5（乙）電路，由圖可知：E測E真，r測r真（內(nèi)阻測量誤差非常大）。實驗室常采用（甲）電路圖。法2其誤差分析類同法1中（乙）圖：E測E真，r測r真（r測r真RA）法3其誤差分析類同法1中（甲）圖：E測E真、r測r真。例題10. 用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖3-6-8所示，一位同學測得的六組數(shù)據(jù)如表中所示。 （1）試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖3-6-9中作出UI的圖線；（2）根據(jù)圖線得出的電池的電動勢E= V，根據(jù)圖線得出的電池內(nèi)阻r=；（3）若不作出圖線，只選用其中兩組U、I的數(shù)據(jù)，可利用公式算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結果，選用第組和第組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。 解析：利用數(shù)據(jù)畫出UI圖線，根據(jù)U=EIr得，縱軸截距為E，斜率為r。（1）圖線如圖3-6-10所示（2）E=1.46V，r0.72（3）第3組和第4組數(shù)據(jù)點評：作圖線時應把個別不合理的數(shù)據(jù)排除。由直線與縱軸的交點可讀出電動勢E=1.46V；再讀出直線與橫軸的交點的坐標（U、I），連同得出的E值帶入E=U+Ir，得r（EU）/I（1.461.00）/60.640.72（）。不需要利用所給的6組數(shù)據(jù)分別進行計算，利用作圖就可看出，選用3，4兩組數(shù)據(jù)求E和r，相當于用圖中3和4兩點作一直線，求E和r，而此直線與所畫的直線偏離最大，故誤差最大。實際上，第四組數(shù)據(jù)不合理，應首先排除。例題11. 如下圖所示，盒子內(nèi)裝有導線、一個電源和幾個阻值相同的電阻組成的電路，1，2，3，4為接線柱，用伏特表測得U125.0V，U34=3.0V，U132.0V，U24 = 0-如使盒子內(nèi)所用電阻最少，請在圖中畫出盒內(nèi)的元件和電路。 解析：此題主要考查歐姆定律、路端電壓以及閉合電路黑盒問題阻分析方法。由題給的數(shù)據(jù)可以看出U12 =U13 +U34 +U24這一電壓關系正好符合串聯(lián)電路沖總電壓與分電壓之間阻關系，因此我們可以設想1、3，3、4，2、4這三部分的電阻為串聯(lián)關系。由串聯(lián)電路中電壓分配與電阻成正比阻規(guī)律，可以確定R13 / R342/3，而2，4之間因認U24，所以R240，可知2，4間為一根導線，由于R13 / R342/3，故可初步設想盒內(nèi)電路如下圖（甲）所示，由于要求電阻個數(shù)最少，故最后確定為下圖 (乙)、（丙）兩種情況。 能力提升：黑箱內(nèi)電學元件類型及解答思路常見的電學黑盒問題可以分為兩種：（1）純電阻黑盒(2)。其解答思路是：將電阻為零的兩接線柱短接；據(jù)題給測試結果，分析計算各接線柱之間的電阻分配，并畫出的數(shù)目最多的兩接線柱之間的部分電路；畫出電路的剩余部分。(2)閉合電路黑盒其解答思路是：將電勢差為零的兩接線柱短接；在電勢差最大的兩接線柱間畫電源；據(jù)題給測試結果，分析計算各接線柱之間的電阻分配，并將電阻接在各接線柱之間。例題12. 下圖中為示波器面板，屏上顯示的是一亮度很低、線條較粗且模糊不清的波形。 (1)若要增大顯示波形的亮度，應調(diào)節(jié)旋鈕；(2)若要屏上波形線條變細且邊緣清晰，應調(diào)節(jié)旋鈕；(3)若要將波形曲線調(diào)至屏中央，應調(diào)節(jié)與旋鈕。解析：(1)輝度調(diào)節(jié)(2)聚焦調(diào)節(jié)(3)豎直位移“”；水平位移“”拓展：下圖5-8-3(a)為示波器面板，（b）為一信號源 (1)若要觀測此信號源發(fā)出的正弦交流信號的波形，應將信號源的a端與示波器面板上的接線柱相連，b端與接線柱相連；(2)若示波器所顯示的輸入波形如圖（c）所示，要將波形上移，應調(diào)節(jié)面板上旋鈕；要使此波形橫向展寬，應調(diào)節(jié)旋鈕；要使屏上能夠顯示3個完整的波形，應調(diào)節(jié)旋鈕。解析：(1)Y輸入；地 (2)豎直位移（或6）；X增益（或9）；掃描范圍和掃描微調(diào)例題13. 如下圖所示為一自動控制溫度的電路，請說明其工作原理 解析：此題主要考查：熱敏電阻的特點；電流的磁效應；歐姆定律適當調(diào)整滑動變阻器阻值，使電磁鐵對街鐵的作用力近似跟彈簧彈力相等，這時電熱絲導通開始工作，隨著溫度升高，熱敏電阻阻值減小，通過線圈的電流增大。當溫度達到某一預定值時，電磁鐵將街鐵拉下，電熱絲斷路停止工作，同時指示燈亮當溫度降低后，熱敏電阻阻值增大，線圈中電流減小，街鐵被彈簧拉起，電熱絲重新工作，指示燈滅，從而達到自動控制溫度的目的。拓展：如下圖所示R1R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當照射光強度增大時（）。 A. 電壓的示數(shù)增大B. R2中電流強度減小C. 小燈泡的功率增大D. 電路的路端電壓降低答案：ABCD反饋練習1在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”的實驗中，確定等勢線，可用多用表進行，應選用量程擋；也可用電壓表進行，這時對電壓表的要求是量程要，內(nèi)阻要。用電壓表確定等勢點的具體做法是：將電壓表一端接，另一端接探