第2講、電學(xué)實(shí)驗(yàn)

第2講、電學(xué)實(shí)驗(yàn)潮陽黃圖盛中學(xué)黃洪斌一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)1.電流表、電壓表、歐姆表的比較高考必備（1）電流的流向由于使用多用電表時(shí)不管測量項(xiàng)目是什么，電流都要從電表的“+”插孔（紅表筆）流入，從“-”插孔（黑表筆）流出，所以使用歐姆擋時(shí)，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆.（2）要區(qū)分開“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置.調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕.高考必備一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)2.多用電表的使用“三注意”（3）選倍率測量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線性，使用歐姆擋測電阻時(shí)，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差.通常只使用表盤中間一段刻度范圍，指針偏轉(zhuǎn)角度在滿偏到滿偏之間為測量的有效范圍.如當(dāng)待測電阻約為2kΩ時(shí),應(yīng)采用“×100”擋.高考必備一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)2.多用電表的使用“三注意”(1)電源的選擇一般可以根據(jù)待測電路的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源.(2)電表的選擇一般根據(jù)電源的電動(dòng)勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表；根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針擺動(dòng)的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度.高考必備一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)3.電學(xué)儀器的選擇二、電流表內(nèi)外接法的比較與選擇高考必備三、控制電路（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較與選擇1.控制電路的比較高考必備以下情況考慮分壓式：（1）要求待測電路的U、I從0變化；（2）R滑<<Rx;（3）選用限流式時(shí)，Ux、Ix過大（超過電表量程，燒壞電表、電源或用電器等）或Ux、Ix過?。ㄗ畲笾挡怀^電表滿量程的，讀數(shù)誤差大）.三、控制電路（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較與選擇2.控制電路的選擇:優(yōu)先選用限流式.高考必備多用電表的認(rèn)識與使用【典例1】（2011·北京高考）用如圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：常考問題常考問題1:①旋動(dòng)部件_____，使指針對準(zhǔn)電流的“0”刻線.②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置.③將插入“+”、“-”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件_____,使指針對準(zhǔn)電阻的_____（填“0刻線”或“∞刻線”）.④將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按____的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測量.A.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置B.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C.將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D.將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對電表進(jìn)行校準(zhǔn)多用電表的認(rèn)識與使用?？紗栴}?？紗栴}1:ST0刻線ADC【規(guī)律總結(jié)】使用多用電表的“五步”法（1）選倍率，一般要選擇比被測電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級的倍率，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選×10的倍率；（2）進(jìn)行歐姆調(diào)零；（3）將紅黑表筆接被測電阻兩端進(jìn)行測量；（4）將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值；（5）測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋.特別注意：用歐姆擋測電阻時(shí)，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小（即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太大），應(yīng)該適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測量；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大（即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太?。瑧?yīng)該適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測量.多用電表的認(rèn)識與使用?？紗栴}?？紗栴}1:【典例2】某同學(xué)用如圖所示電路，測繪標(biāo)有“3.8V，0.3A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.（1）除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：電流表A1（量程100mA，內(nèi)阻約2Ω）；電流表A2（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）；電壓表V1（量程5V，內(nèi)阻約5kΩ）；電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約15kΩ）；滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～10Ω）；滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ）；電源E1（電動(dòng)勢為1.5V，內(nèi)阻為0.2Ω）；電源E2（電動(dòng)勢為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω）為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表______，電壓表_____，滑動(dòng)變阻器______，電源______．（填器材的符號）?？紗栴}?？紗栴}2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)A2V1R1E2（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R-U的圖象如圖所示.由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_____Ω；當(dāng)所加電壓為3.00V時(shí)，燈絲電阻為_____Ω，燈泡實(shí)際消耗的電功率為______W．（3）根據(jù)R-U圖象，可確定小燈泡消耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系．符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_____．?？紗栴}?？紗栴}2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)1.511.50.78A【規(guī)律總結(jié)】器材選取問題的策略（1）器材選取三原則:①安全性原則:要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的儀器，使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo).另外還要注意測量儀器的量程，電阻類器件的電流不能超過允許通過的最大電流等.②精確性原則:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選用精度合適的測量工具，但對某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講，精確程度夠用即可，并不是精度越高越好.③方便性原則:實(shí)驗(yàn)時(shí)需考慮調(diào)節(jié)方便，便于操作，如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，還要考慮阻值大小對實(shí)驗(yàn)操作是否調(diào)節(jié)方便的問題.常考問題?？紗栴}2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)（2）器材選取三具體要求：①根據(jù)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(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏的1/3～2/3左右），以減少測量和讀數(shù)的誤差.②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)變阻器的電流不能超過它的額定值.對高阻值的變阻器，如果滑動(dòng)頭稍有移動(dòng)，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用.③應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來選擇儀器.對于這種情況,只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理,才能做出恰當(dāng)?shù)倪x擇.?？紗栴}?？紗栴}2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)（3）器材選取的一般步驟：①找出惟一且必須的器材；②畫出電路圖（暫不把電表接入）；③估算最大值（在限流電路中把滑動(dòng)變阻器觸頭推向最小值）或估算最小值（在限流電路中把滑動(dòng)變阻器觸頭推向最大值）；④考慮能否使電壓表、電流表都達(dá)到滿偏的1/3以上.常考問題?？紗栴}2:儀器選擇及電路設(shè)計(jì)【典例3】(2011·韶關(guān)模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示電路測量電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r.由于該電池的內(nèi)電阻r較小，因此在測量電路中接入了一阻值為2.00Ω的定值電阻R0.(1)請根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖，用筆畫線表示導(dǎo)線，將下列實(shí)物連接成能夠完成實(shí)驗(yàn)的電路.(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)K，調(diào)整電阻箱R的阻值，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)，得到了如下數(shù)據(jù)(R和U分別表示電阻箱讀數(shù)和電壓表讀數(shù))?？紗栴}常考問題3:實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)為了比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該小組的同學(xué)準(zhǔn)備用圖象來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖象的縱坐標(biāo)表示電壓表讀數(shù)U，則圖象的橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)該是______.計(jì)算出與各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的該物理量數(shù)值(結(jié)果精確到0.01)填在表格中，并在如圖所示的坐標(biāo)系中作圖.(3)根據(jù)作出的圖象求得E＝__________________V，r＝__________________Ω.?？紗栴}?？紗栴}3:實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)(或電流I)2.00(1.98～2.02)0.33(0.30～0.40)【規(guī)律總結(jié)】電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻的測量方法(1)基本方法：用電流表和電壓表分別測電流和路端電壓，如圖所示.注意:為使測量結(jié)果精確度較高，電壓表應(yīng)直接并聯(lián)接在電源兩端，而不應(yīng)并在滑動(dòng)變阻器兩端（本實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟皇菧y變阻器阻值）.?？紗栴}?？紗栴}3:實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)(2)替代電表方法:如實(shí)驗(yàn)器材只給電流表或電壓表其中的一個(gè)，但又給兩個(gè)已知阻值的定值電阻，同樣可測兩次電壓值和電流值.（通常是給一電阻箱）①用電流表和電阻箱，如圖甲所示.②用電壓表和電阻箱，如圖乙所示.?？紗栴}?？紗栴}3:實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)高考物理實(shí)驗(yàn)題答題技巧

實(shí)驗(yàn)題是高考物理的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，考生見了容易發(fā)慌，不知從何下手分析解答，失分現(xiàn)象十分重．其實(shí)解答物理實(shí)驗(yàn)題并不難，下面為同學(xué)們支招，肯定會(huì)增強(qiáng)自信心．1．要明確考查知識范圍

大凡現(xiàn)在的物理實(shí)驗(yàn)題主要涉及力學(xué)、電學(xué)等知識．盡管題目千變?nèi)f化，但通過仔細(xì)審題，能直覺地作出判斷．因?yàn)椴煌闹R點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是不同的，只有切準(zhǔn)考什么才不至于茫然，不會(huì)張冠李戴．2．要看清實(shí)驗(yàn)題圖

實(shí)驗(yàn)題一般配有相應(yīng)的示意圖、實(shí)物圖，實(shí)質(zhì)是告知實(shí)驗(yàn)儀器(或部分)及其組裝情況，讓考生琢磨考查意圖．只有看清了，才使你有身臨其境的感覺．認(rèn)識這些器材在實(shí)驗(yàn)中所起的作用，便能初步規(guī)劃實(shí)驗(yàn)過程．3．要捕捉提取信息

試題總是提供諸多信息再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)情境的，因此，正確解答時(shí)必須捕捉并提取有價(jià)值的信息，使問題迎刃而解．一般需要關(guān)注如下信息：

(1)新的概念、規(guī)律、公式．一些新穎的非學(xué)生實(shí)驗(yàn)題、陌生的新知識(概念公式)應(yīng)用題、新規(guī)律驗(yàn)證題，都為我們提供了信息．

(2)新的表式數(shù)據(jù)．通過解讀表式，了解實(shí)驗(yàn)測量的物理量，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，判斷相關(guān)物理量之間的關(guān)系．如正比例，反比例關(guān)系，平方還是開方關(guān)系，或者是例數(shù)關(guān)系．用數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖、直觀實(shí)驗(yàn)反映的某種規(guī)律．

(3)新的物理圖象．實(shí)驗(yàn)題本身提供物理圖象，但這些圖象平時(shí)沒有接觸過，關(guān)鍵要明確圖象的物理意義，幫助正確分析實(shí)驗(yàn)問題．

(4)儀器讀數(shù)和計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字．要知道儀器讀數(shù)時(shí)是否需要估讀，結(jié)果應(yīng)該有幾位小數(shù)；注意計(jì)算結(jié)果要求保留幾位有效數(shù)字，有效數(shù)字弄錯(cuò)，最后會(huì)一分