2018年高考熱點(diǎn)：電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題

1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)第7頁1. 電表的讀數(shù)與選擇2. 供電電路與滑線變阻器的選擇3. 測(cè)量電路的選擇4. 從原理圖到實(shí)物圖的連接5. 電阻測(cè)量六大方法的歸納6. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法7幾種典型誤差的分析一、電學(xué)測(cè)量儀表及讀數(shù)法則電表的讀數(shù) 如果不考慮儀表 級(jí)數(shù)”讀數(shù)的規(guī)則：儀表的讀數(shù) =精 確數(shù)值+最小刻度N古讀的十分?jǐn)?shù) 如果考慮儀表 級(jí)數(shù)”讀數(shù)的規(guī)則：儀表一般分為 0.1,0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高，儀表 的精度越低。例：等級(jí)為2.5，讀數(shù)誤差：15X2.5%=0.38 =0.4V 。如果考慮儀表 級(jí)數(shù)”讀數(shù)表達(dá)：U =7.350.4V , U =7.4

2、0.4V。 所以，五分之一估讀即可。最小刻度為“ 1”十分之一估讀；最小刻度為“ 2”二分之一估讀；最小刻度為“5”五分之一估讀；歐姆表，由于刻度不均，可以不估讀，但估讀 同樣不會(huì)錯(cuò)（一般是以二分之一估讀）。1.最小分度是1 （包括0.1、0.01等）的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在下一位（即估 讀到最小分度下一位），下一位按1/10估讀。若無估讀，則在最小分度的下 一位補(bǔ)“0”安培表03A檔、電壓表03V檔等。精度（即最小分度值）為 0.02A，在百分位上。3.最小分度是2 （包括0.2、0.02等），測(cè)量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位按 1/2估讀，即不足半小格舍去，超過半小格按半格估讀，接近滿格按滿格

3、估 讀。練一練小結(jié)：凡最小分度值是一個(gè)單位的，有效數(shù)字的末位都在精度的下一位，即需 要估讀，若無估讀，則在精度的下一位補(bǔ) “0。凡最小分度值是2或5個(gè)單位的，有效數(shù)字的末位就是精度的同一位（含估讀數(shù)），若無估讀不需補(bǔ) “0。若用00.6安量程，其精度為0.02安，說明測(cè)量時(shí)只能準(zhǔn)確到 0.02安，不可能準(zhǔn)確到0.01安，因此誤差出現(xiàn)在安培的百分位（0.01安），讀數(shù)只能讀到安培的0.01安，指針超百分位，以估讀最小分度半小格為宜，當(dāng)指針指在小于半小格位置則舍去，指針正對(duì)半小格則取為過半小格時(shí)則算一小格即0.02安。電學(xué)實(shí)驗(yàn)電學(xué)儀器選擇（1）測(cè)量儀器一一-電表的選擇電表的選擇在實(shí)驗(yàn)考查中頻頻出現(xiàn)

4、，主要是考慮電表的量程，在復(fù)習(xí)過程中, 一般要求測(cè)量值不于小電表量程的三分之一，不大于電表量程。有時(shí)量程不夠， 會(huì)通過電表的改裝原理用電阻箱或給定的定值電阻將電表的量程擴(kuò)大（2）控制儀器-滑動(dòng)變阻器的選擇與使用滑動(dòng)變阻器使用一一控制實(shí)驗(yàn)條件為滿足調(diào)控要求：trAr（1）兩端接法：Rs=（2-5） Rx； U - E, Rl E，范圍有限：保證電表指針在 R + Rl表盤1/3滿偏。1（2）三端接法：RsRx，變化范圍 0 E,保證電壓U線性調(diào)節(jié)。R為觸10點(diǎn)左側(cè)電阻小結(jié)：電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇：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根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。用量

5、程，然后合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般要大于滿偏度的1/3），以減少測(cè)讀誤差。根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器，注意流過滑動(dòng)變阻器的電流不超過它的額定值，對(duì)大阻值的變阻器，如果是滑動(dòng)頭稍有移動(dòng)，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用。應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來選擇儀器，對(duì)于這種情況，只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理，才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇?？傊?，最優(yōu)選擇的 原則是：方法誤差盡可能??；間接測(cè)定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù)，直接測(cè)定值的測(cè)量使誤差盡可能小，且不超 過儀表的量程；實(shí)現(xiàn)較大范圍的靈敏調(diào)節(jié)；在大功率裝置（電路）中盡可能節(jié)省能量；在小功率電路里，在不超過用 電器額定值的前提下，適當(dāng)提高電流、

6、電壓值，以提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。儀器選擇順序：先電源-電壓表一電流表-變阻器 思考：在實(shí)驗(yàn)器材不唯一的情況下需做出正確的選擇，只有使器材得以優(yōu)化組合才能達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。實(shí) 驗(yàn)習(xí)題中常見的供選器材有：電流表、電壓表、滑線變阻器。結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)思考如何選擇器材？三. 電學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方式：在中學(xué)物理中只要求掌握數(shù)據(jù)處理的最簡單的方法常用的方法有：1列表法：在記錄和處理數(shù)據(jù)時(shí)，常常將數(shù)據(jù)列成表格數(shù)據(jù)列表可以簡單而又明確表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，有助于找出物理量之間規(guī)律性的聯(lián)系 2平均值法：必須注意的是，求平均值時(shí)應(yīng)該按原來測(cè)量儀器的準(zhǔn)確度決定保留的位數(shù)3、圖象法：作圖時(shí)要注意圖上的連線不一定通過所

7、有的數(shù)據(jù)點(diǎn)，而要使數(shù)據(jù)點(diǎn)在線的兩側(cè)合理的分布 ；在圖上求直線的斜率時(shí)，要選取線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，不一定要取原來的數(shù)據(jù)點(diǎn)；作圖時(shí)常設(shè)法使圖線線性化，即將曲改直用已知規(guī)律的圖線求解（按已知規(guī)律圏線作圖）測(cè)得的量按自變量和應(yīng)變量之間的關(guān)系在直角坐 標(biāo)平面上用圖線表示出來的方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作圖的原則要求是：準(zhǔn) 確、清楚、布局合理、便于應(yīng)用。1、合理選取坐標(biāo)原點(diǎn)2、兩坐標(biāo)軸的分度要恰當(dāng)3、要有足夠多的描點(diǎn)數(shù)目4、畫出的圖象應(yīng)盡可能穿過較多的點(diǎn)或是盡可能 多的描點(diǎn)分布在圖線的兩側(cè)作圖法可以減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差。四. 實(shí)驗(yàn)誤差分析減小誤差的方法多次測(cè)量，作圖象求值（2）減小系統(tǒng)誤差：減小系統(tǒng)誤差

8、措施：完善實(shí)驗(yàn)原理、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、恰當(dāng)選擇儀器精度、量程、校準(zhǔn)測(cè)（1）減小偶然誤差：多次測(cè)量，求其平均值量器材（3）誤差分析：從實(shí)驗(yàn)原理分析從實(shí)驗(yàn)器材分析電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是高中物理新課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和考試大綱的一個(gè)要求，它要求學(xué)生對(duì)課本中的實(shí)驗(yàn) 原理、方法有透徹理解的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案。如：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、選擇實(shí)驗(yàn)器材、安排實(shí)驗(yàn) 步驟、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)誤差。它不僅可以考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法的理解程度，更重要的是可以考 查學(xué)生對(duì)學(xué)過實(shí)驗(yàn)原理、方法的靈活遷移和應(yīng)用，考查出學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，考查出學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力它是近年來高考中對(duì)考生科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榈囊环N新題型，是命題中的

9、一個(gè)新亮點(diǎn)，要求同學(xué)們充分重 視。下面我就對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和基本思想及常用方法進(jìn)行系統(tǒng)介紹，并對(duì)相應(yīng)問題進(jìn)行歸類分析。電學(xué)實(shí)驗(yàn)的一、二、三、四、五、六一、一個(gè)中心”物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)是每年高考的必考內(nèi)容，其考查的形式多樣，題型也變化多端。然而，萬變不離其宗，幾乎 所有題目都圍繞著一個(gè)核心問題，即測(cè)電阻，如測(cè)電表電阻、測(cè)電源內(nèi)阻等。、兩個(gè)基本點(diǎn)J測(cè)暈電路的選擇.供電電路的選擇小結(jié): 內(nèi)接和外接的確定：給阻值，看比值，與比值大表近接；無阻值，看變化，與變化大表近接練習(xí)1： 一個(gè)未知電阻Rx無法估計(jì)其電阻值，某同學(xué)用伏安法測(cè)電阻的兩種電路各測(cè)量一次，如圖所示，按甲圖測(cè)得數(shù)據(jù)是3.0V、3.0mA,

10、按乙圖測(cè)得數(shù)據(jù)是2.9V、4.0mA,由此可知按圖所示的電路測(cè)量的誤差較小，Rx的真實(shí)值更接近于 Q 。思考1 : Rx的真實(shí)值大于還是小于 1000 Q o （）思考2:若已知電流表內(nèi)阻為0.1 Q那么Rx的真實(shí)值是（）Q限流與分壓解析 電路特點(diǎn) 限流接法（通常情況）電流、電壓能達(dá)到要求的調(diào)節(jié)范圍；不超過測(cè)量儀表的量程， 不超過各元件允許的最大電流。 分壓接法：（三種特殊條件）a、要求某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù) 可調(diào)。b、采用限流接法時(shí)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器， 電路中的電流（電壓）都會(huì)超過電表量程或元電路圖滑動(dòng)頭從鼻滑向h 上電壓變化范圍（設(shè)尸U ）接通電鍵時(shí)滑動(dòng)頭初始位置應(yīng)處于限流

11、1 IR +%+ R分壓I I匕R R h0 r E件允許的最大電流。C、用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻，不利于測(cè)量獲得多組數(shù)據(jù)?；瑒?dòng)變阻器的粗調(diào)和微調(diào)作用： 在限流電路中，全電阻較大的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較小的變阻器起微調(diào)作用。 在分壓電路中，全電阻較小的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較大的變阻器起微調(diào)作用。三、三條設(shè)計(jì)電路的原則（一）安全性：無論電路是何種連接方式，首先要保證所用儀器的安全，如要考慮電源的電壓、電表的量程、 滑動(dòng)變阻允許通過的最大量程等。（二）精確性：盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。選擇電表時(shí)，在未超量程的前提下，指針偏轉(zhuǎn)三分之一以上。選擇滑動(dòng)變 阻器時(shí)應(yīng)注意阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作及過程的影響

12、。（三）方便性：在保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行的前提下，選用電路和儀器應(yīng)便于操作，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要便于處理。 以上是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路必須遵循的原則，在滿足上述原則的同時(shí)，應(yīng)盡可能節(jié)省器材、節(jié)約能源。小結(jié)：完整的實(shí)驗(yàn)電路包括三個(gè)部分：實(shí)物圖的連接：實(shí)物圖連線應(yīng)掌握基本方法和注意事項(xiàng)。注意事項(xiàng)： 連接電表應(yīng)注意量程選用正確，正、負(fù)接線柱不要接錯(cuò)。 各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上，不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉。 對(duì)于滑動(dòng)變阻器的連接，要搞清楚接入電路的是哪一部分電阻，在接線時(shí)要特別注意不能將線接到滑動(dòng)觸頭上?；痉椒ǎ?畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。 分析各元件連接方式，明確電流表與電壓表的量程。 畫線連接各元件。（用鉛筆畫線， 以便改錯(cuò)）連線

13、方式應(yīng)是單線連 接，連線順序應(yīng)先畫串聯(lián)電路， 再畫并聯(lián)電路。一般先從電源正極開始，到電 鍵，再到滑動(dòng)變阻器等。按順序以單 線連接方式將干路中要串聯(lián)的元件 依次串聯(lián)起來；然后連接支路將要并 聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。連接完畢，應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查電路也應(yīng)按照連線的方法和順序連線口訣：有圖到物、接線到柱、先串后并、量程清楚，線不交叉、就近接入！四、四個(gè)基本實(shí)驗(yàn)五、定值電阻的五種作用（一）用于改裝電表或擴(kuò)大已有電表量程（二）用于增大待測(cè)量，減少實(shí)驗(yàn)誤差六、六種測(cè)電阻的方法1.直測(cè)法一一最簡單直測(cè)法即通過多用電表的歐姆檔直接測(cè)量電阻的阻值，是最簡單的方法，但只能對(duì)電阻進(jìn)行粗測(cè)。操作和讀數(shù) 在咼考中考查頻率

14、很咼。2伏安法一一最常用伏安法測(cè)電阻是高中最常用的方法之一，其測(cè)量原理是歐姆定律（包括部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律） 需要的基本測(cè)量儀器是電壓表和電流表。伏安法一一變化3替代法一一最精確替代法測(cè)電阻是一種簡捷、 精確度高、不需要計(jì)算而且沒有系統(tǒng)誤差的方法， 但是要完成實(shí)驗(yàn)必須得有可調(diào)的標(biāo) 準(zhǔn)電阻一一電阻箱。實(shí)驗(yàn)思路是等效的思想， 即將標(biāo)準(zhǔn)電阻接入電路代替待測(cè)電阻， 若流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻的電流或加在標(biāo) 準(zhǔn)電阻兩端的電壓與替代前相等，則標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值等于待測(cè)電阻的阻值。1、 在右圖中，S接1,記下電流值I ; S接2，調(diào)節(jié)R,使電流值仍為I，貝URx =R2、 在下圖中，調(diào)節(jié) P,甲圖中的電壓表的電

15、壓為 U;保持P不動(dòng)，換接電阻箱 R,調(diào)節(jié)R使乙圖中的電壓表的電壓 仍為U ,貝V Rx =R等效法測(cè)電流表的內(nèi)阻4比較法比較法測(cè)電阻，是對(duì)待測(cè)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻的相關(guān)物理量進(jìn)行比較，從而確定待測(cè)電阻的阻值，通常有電壓比較法和電流比較法。5、半偏法（一般用于測(cè)電壓表和電流表的內(nèi)阻）（1 ）、電流表半偏法測(cè)內(nèi)阻開始應(yīng)將變阻器的滑片置于A端，然后斷開S2,閉合0,調(diào)R1,使電流表滿偏，設(shè)讀數(shù)為lg，若RgVV R1,合上S2后，只要 滑動(dòng)變阻 器滑片的位置 不 變，電路中的電流近似不變，即I Vg（|為閉合S2后干路中電流）。調(diào)節(jié)電阻箱R2使電流表半偏，則電阻箱 R2的值近似為電流表內(nèi)阻。（R Rg）

16、探Ra的測(cè)量值小于真實(shí)值(2 )、電壓表半偏法 原理及使用條件開始應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭置于C端，然后閉合電鍵 Si和3,調(diào)節(jié)滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器使電壓表滿偏，設(shè)讀數(shù)為Um。此時(shí)，干路中的電流I分成兩路I i和I 2,只要Rv R滑，則I i I 2。所以，當(dāng)S2斷開后，只要滑片 P的位 置不變，CP之間的電壓近似不變，即AB之間的電壓近似不變，仍為Um。調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的示數(shù)為Um/2，則電阻箱的阻值 RRv ( R Um，所以調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)為Um/2,所以Ur Uv,R Rv，因而電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值大于其真實(shí)值。6惠斯通電橋法小結(jié)：測(cè)電阻基本變式：(1 )無電流表-測(cè)電流(2

17、) 無電壓表一測(cè)電壓(3) 把實(shí)驗(yàn)題當(dāng)作計(jì)算題處理根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程求解待測(cè)量;根據(jù)歐姆定律的變式R,斗求解電阻。在利用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，只要?dú)q測(cè)出外電路的電壓變化量和電流的變化量(外電壓的變化量始終等于內(nèi)電壓的變化量)，就可以求出電源的內(nèi)阻三、電學(xué)實(shí)驗(yàn)解析(一)測(cè)定金屬的電阻率【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定金屬的電阻率用伏安法間接測(cè)定某種金屬導(dǎo)體的電阻率；練習(xí)使 用螺旋測(cè)微器?！緦?shí)驗(yàn)原理】根據(jù)電阻定律公式R-，只要測(cè)量出金屬導(dǎo)線的長度 I和它的直S外接限流滑動(dòng)變阻器(50Q),電鍵，導(dǎo)線徑d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積 S,并用伏安法測(cè)出金屬導(dǎo)線的電阻R,即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。實(shí)

18、驗(yàn)器材： 被測(cè)金屬導(dǎo)線，直流電源( 4 ),電流表(0-0.6A)，電壓表(0-3V), 若干，螺旋測(cè)微器，米尺?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1 直徑測(cè)定：用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截nd2面積s= 4 .2 電路連接：連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路.3長度測(cè)量：用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測(cè)量3次，求其平均值l.4 U、丨測(cè)量：把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開開關(guān)S,求

19、出金屬導(dǎo)線電阻 R的平均值.5 拆除電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材.【注意事項(xiàng)】1 測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度，亦即電壓表兩并入點(diǎn)間的部 分待測(cè)導(dǎo)線長度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直。2 本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法。3 實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測(cè)金屬導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器連成主干線路（閉合 電路），然后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬導(dǎo)線的兩端。4 閉合電鍵S之前，一定要使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片處在有效電阻值最大的位置。5在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過待測(cè)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I的值不宜過大（電流表用00.6A量程），通電

20、時(shí)間不宜過長,以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大。【數(shù)據(jù)處理】1 .在求R的平均值時(shí)可用兩種方法用R=學(xué)分別算出各次的數(shù)值，再取平均值.n2u4II（2）用U I圖線的斜率求出.2計(jì)算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)R、I、d的值代入電阻率計(jì)算式【誤差分析】1 金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得，直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來源之一.2 采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，測(cè)量值小于真實(shí)值，使電阻率的測(cè)量值偏小.3 金屬絲的長度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等也會(huì)帶來偶然誤差.4 由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成測(cè)量誤差.【實(shí)驗(yàn)思考】1 伏安法

21、測(cè)量電阻的理論根據(jù)是什么？電阻的計(jì)算式是怎樣的？2 伏安法測(cè)量電阻有哪兩種測(cè)量電路？畫出電路圖。3 兩種電路產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因各是什么？測(cè)量結(jié)果比電阻的實(shí)際值大還是小？兩種電路測(cè)量的結(jié)果，絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差各多大？兩種電路分別適于測(cè)量多大的電阻？如果知道電流表和電壓表的內(nèi)電阻，怎樣計(jì)算待測(cè)電阻值？4 已知待測(cè)電阻的大約值和電壓、電流表的內(nèi)電阻，怎樣選用測(cè)量電路？在待測(cè)電阻大小，安培表、伏特表內(nèi)阻都不了解的情況下怎樣決定采用哪種測(cè)量電路？5 如果沒有安培表，只有伏特表，另有一個(gè)電阻箱（或者兩個(gè)定值電阻）怎樣測(cè)電阻？畫出電路圖。6 如果沒有伏特表，只有安培表，另有一個(gè)電阻箱（或者兩個(gè)定值電阻）怎樣

22、測(cè)電阻？畫出電路圖。 考（二）描繪小燈泡的伏安特性曲線【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹棵枥L小燈泡的伏安特性曲線外接分壓起始位1 置在 c【實(shí)驗(yàn)原理】1 用電流表測(cè)出流過小電珠的電流，用電壓表測(cè)出小電珠兩端的電壓，測(cè)出多組（U , I）值，在U I坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將 這些點(diǎn)連起來.2 電流表外接：因?yàn)樾‰娭榈碾娮韬苄?，如果電流表?nèi)接，誤差明顯較 大；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，使電壓能從零開始連續(xù)變化.【實(shí)驗(yàn)器材】小電珠（3.8 V,0.3 A）或（2.5 V,0.6 A） 一個(gè)、電壓表（03 V15 V）與電流表 （00.6 A3 A）各一個(gè)、滑動(dòng)變阻器（最大阻值20 Q一個(gè)、學(xué)生低壓直流 電

23、源（或電池組）、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆.【實(shí)驗(yàn)步驟】1 確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器采用分 壓式接法，按圖1的原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路.2 把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無誤后閉合開關(guān)3 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置，測(cè)出多組不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開開關(guān)S.【數(shù)據(jù)處理】1 .在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標(biāo)系.2. 在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn).（坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜）3 .將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連結(jié)起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線.【實(shí)驗(yàn)思考】1 .什么是伏安特

24、性曲線？縱坐標(biāo)是什么物理量？橫坐標(biāo)是什么物理量？2 .如果研究對(duì)象的伏安特性曲線是直線，對(duì)于它的電阻作出什么判斷？如果是曲線，又怎樣？怎樣計(jì)算在某狀態(tài)下 研究對(duì)象的電阻？（不是切線斜率！）3 .什么是線性元件？什么是非線性元件？燈泡是什么元件？4. “6.303A ” “05A的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻各是多大？在常溫下它們的燈絲電阻是大些還是小些？差多少 倍？5 .測(cè)定小燈泡的伏安特性曲線（電阻幾歐到二十歐左右）采用什么電路？分壓還是限流？安培表是外接還是內(nèi)接？6 .定值電阻的伏安特性曲線是直線還是曲線？為什么？7 .小燈泡的伏安特性曲線什么形狀？為什么？&怎樣從小燈泡的伏安特性曲線計(jì)算某一電

25、壓下小燈泡的功率？【注意事項(xiàng)】1 .電路的連接方式電流表應(yīng)采用外接法，因?yàn)樾‰娭椋?.8 V,0.3 A）的電阻很小，與00.6 A的電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大.（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，目的是使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化2 .閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉合時(shí)小電珠的電壓從零開始變 化，同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲.3. I - U圖線在Uo= 1.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在 Uo= 1.0 V左右描點(diǎn)要密，以防出現(xiàn)較大誤差.3.8 V0.3 A的小電珠，選用電壓和Ifi4. 電流表選擇0.6

26、 A量程，電壓表量程的選擇視小電珠的額定電壓而定，即I 表的15 V量程；若使用 “2.5 V,0.6 A的的、電珠，則選用電壓表的 3 V量 程.5. 當(dāng)小電珠的電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加，到額定值記錄后馬上斷開 開關(guān).6 .誤差較大的點(diǎn)要舍去，I- U圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線.三、測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r實(shí)驗(yàn)電路：外接法（相對(duì)于電源r）實(shí)驗(yàn)思考題：1. 測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，根據(jù)什么關(guān)系式？2. 用什么電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻？如圖所示兩種電路測(cè)出的電動(dòng) 勢(shì)和內(nèi)電阻比真實(shí)值大還是??？應(yīng)當(dāng)采用哪種電路？為什么？3 .只有伏特表沒有安培表，怎樣測(cè)量和？還需要什么器材？4 .只有電流表沒有

27、電壓表，怎樣測(cè)量和？還需要什么器材？5 .怎樣根據(jù)多組 U、I值求出和？U-I圖象的數(shù)學(xué)表達(dá)式是怎樣的？圖象的截距和斜率各表示什么？用圖象法求和有什么好處？6 .為什么坐標(biāo)系的原點(diǎn)縱軸坐標(biāo)常常不取零值？這樣做有什么好處？7 .有同學(xué)在做測(cè)量和實(shí)驗(yàn)時(shí)， 給電池串聯(lián)一個(gè)定值電阻， 這有什么好處？ 怎么進(jìn)行測(cè)量？8你見過哪些測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路？分析右面電路的測(cè)量原理?！緦?shí)驗(yàn)原理】1.實(shí)驗(yàn)依據(jù)：閉合電路的歐姆定律E2 .實(shí)驗(yàn)電路：如圖1所示第7頁023. E和r的求解：由Ui = E 1仃U = E Ir 得 U2= E I2，解得llU2 DU 1Il l2U2 UiI 1 丨24 作圖法

28、數(shù)據(jù)處理，如圖2所示.（1）圖線與縱軸交點(diǎn)為 E.圖線與橫軸交點(diǎn)為I短=頁圖線的斜率表示r =77.【實(shí)驗(yàn)器材】電池（被測(cè)電源）、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙.【實(shí)驗(yàn)步驟】1.連接電路 電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按圖1連接好電路.2 .測(cè)量與記錄（1）把變阻器的滑片移動(dòng)到使用阻值最大的一端.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)（11、6） 用同樣方法測(cè)量多組I、U值填入表格中.（3）斷開開關(guān)，拆除電路整理好器材.【數(shù)據(jù)處理】 本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法：一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點(diǎn)畫圖法.【方法一】取六組對(duì)應(yīng)的 U、丨數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系

29、式U1 = E 1仃、U2= E l2r、U3= E %r讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第 3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組 E、r，取其平均值作為電池的電動(dòng) 勢(shì)E和內(nèi)阻r的大小.【方法二】在坐標(biāo)紙上以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立U I坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組（U , I）值所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后盡量多地通過這些點(diǎn)作一條直線，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點(diǎn)的 縱坐標(biāo)值即是電池電動(dòng)勢(shì)的大?。ㄒ淮魏瘮?shù)的縱軸截距），直線斜率的絕對(duì)值即為電池的內(nèi)阻 r.即r =|晉|【伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)誤差分析】 安培表內(nèi)接在并聯(lián)電路之內(nèi)的電路： 解：作U=

30、E-lr 圖線如圖實(shí)線示：式中的U是路端電壓I應(yīng)是通過電源的電流，I實(shí)=Ia + Iv = （Ia +U/Rv）可見U越大，差值（I實(shí)-Ia）就越大，U=0時(shí)，差值（I實(shí)-Ia ）也為0,實(shí)際的U-I圖線如圖藍(lán)虛線示：斜率增大E測(cè) E真r測(cè) r真該電路適用于滑動(dòng)變阻器阻值很?。娫磧?nèi)阻很?。┑那闆r.【注意事項(xiàng)】1.為了使電池的路端電壓變化明顯3.要測(cè)出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測(cè)出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別解出 E、r值再平均。2 .干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故長時(shí)間放電不宜超過

31、0.3A，短時(shí)間放電不宜超過0.5A。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將 I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。3 .要測(cè)出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測(cè)出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別解出 E、r值再平均。4.在畫U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去 不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度。5. 干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多，這時(shí)，在畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)

32、I必須從零開始)。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流。不過直線斜率的絕對(duì)值照樣還是電源的內(nèi)阻，這時(shí)要特別注意計(jì)算斜率時(shí)縱/軸的刻度不從零開始。弓a【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】1測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的其他幾種方法Y1 .用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量，電路如圖5所示，測(cè)量原理為：E= li(Ri + r), E= I2(R2 1 y*+ r)，由此可求出E和r，此種方法使測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)無偏差，但內(nèi)阻偏大.SU12用一個(gè)電壓表和電阻箱測(cè)量，電路如圖6所示，測(cè)量原理為：E = Ui + r, E =U2U2+ 2r.由此可求出r和E,此種方法測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏小.R23 用一只電壓表粗測(cè)電動(dòng)勢(shì)，直接將電壓表接在電源

33、兩端，所測(cè)值近似認(rèn)為是電源的電動(dòng)勢(shì)，此時(shí) U = -ER吒，需滿足Rv?r.Rv十r4 用兩個(gè)電壓表可測(cè)得電源的電動(dòng)勢(shì)，電路如圖7所示測(cè)量方法為：斷開 S,測(cè)得Vi、V2的示數(shù)分別為 Ui、U2,此時(shí)，E = Ui+ U2十奪尺為Vi的內(nèi)阻；再閉合 S, 一I jiV i的示數(shù)為U此時(shí)E= Ui十URr，解方程組可求得 E.I實(shí)驗(yàn)原理表達(dá)式？答：丄二二及其變形式2應(yīng)采用哪種電路？&跟r表達(dá)式？兩種電路測(cè)出的&跟r比真實(shí)值大還是??？答：圖I,電流表相對(duì)于電源外接，誤差小。3. 怎樣根據(jù)多組U、丨值求跟r表達(dá)式?答：方法一：第I和第4為一組、第2和第5為一組、 方法二：畫U I圖，截距為&跟I短，斜率為大小r4. 為何電流不要過大，讀數(shù)要快？答：電池長時(shí)間放電電流不宜超過0.3A，短時(shí)間放電不宜超過0.5A，所以讀數(shù)要快，讀完數(shù)立即斷電。5. 為何縱軸坐標(biāo)原點(diǎn)常常不取零值？答：可以避免圖線斜率過小，提高精度6. 選新電池還是舊電池好些？有人給電池串聯(lián)一個(gè)定 值電阻有何好處，如何處理？ 答：舊電池好，內(nèi)阻大。避免圖線斜率過小。串聯(lián)定