高中物理電學(xué)實驗專題(經(jīng)典)

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1、~電學(xué)實驗(經(jīng)典)實驗設(shè)計的基本思路明確目的→選擇方案→選定器材→擬定步驟→數(shù)據(jù)處理→誤差分析（一）電學(xué)實驗中所用到的基本知識電學(xué)實驗中，電阻的測量（包括變形如電表內(nèi)阻的測量）、測電源的電動勢與內(nèi)電阻是考查頻率較高的實驗。它們所用到的原理公式為：UR?,E?U?Ir。I可見，對于電路中電壓U及電流I的測量是實驗的關(guān)鍵所在，但這兩個量的直接測量和間接測量的方法卻多種多樣，在此往往也是高考試題的著力點之處。1．電路設(shè)計原則：正確地選擇儀器和設(shè)計電路的問題，解決時應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則，即“安全性”、“方便性”、“精確性”原則，兼顧“誤差小”、“儀器少”、“耗電少”等

2、各方面因素綜合考慮，靈活運用。（1）正確性：實驗原理所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。（2）安全性：實驗方案的實施要安全可靠，實施過程中不應(yīng)對儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器。（3）方便性：實驗應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。（4）精確性：在實驗方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實驗誤差盡可能的小。2．電學(xué)實驗儀器的選擇：（1）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)（一般要大于滿偏度的1/3），以減少測

3、讀誤差。（2）選擇滑動變阻器：注意流過滑動變阻器的電流不超過它的額定值，對大阻值的變阻器，如果是滑動頭稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用。（3）應(yīng)根據(jù)實驗的基本要求來選擇儀器，對于這種情況，只有熟悉實驗原理，才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇。總之，最優(yōu)選擇的原則是：方法誤差盡可能小；間接測定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù)，直接測定值的測量使誤差盡可能小，且不超過儀表的量程；實現(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、電壓值，以提高測試的準(zhǔn)確度。··~3．測量電路的選擇1.電流表接法（1）原理：部

4、分電路的歐姆定律。（2）電流表外接法，如圖所示。適用于測小阻值電阻，即Rx遠(yuǎn)小于Rv時。VARX誤差分析：URRUVVXVR＝??R＝測真IR?RI?IAVXAV系統(tǒng)誤差的原因：電壓表V分流。（3）電流表內(nèi)接法，如圖所示。適用于測大阻值電阻，即Rx遠(yuǎn)大于RA時。VARX誤差分析：UU?UVVAR＝?R?R?R＝測XA真IIAA系統(tǒng)誤差的原因：電流表A分壓。（4）內(nèi)、外接法的選用原則VARXba方法一：算臨界電阻：R0?RARV若Rx>R0，待測電阻為大電阻，用內(nèi)接法若Rx

5、知的情況下，可采用試觸法。如圖所示，分別將a端與b、cVA··~接觸，如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法；如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說明電流表分壓作用大，應(yīng)采用外接法。abc2滑動變阻器的分壓、限流接法：為了改變測量電路（待測電阻）兩端的電壓（或通過測量電路的電流），常使滑動變阻器與電源連接作為控制電路，滑動變阻器在電路中主要有兩種連接方式：限流式，分壓式。如圖（甲）為滑動變阻器的限流式接法，RX為待測電阻。它的接線方式是電源、滑動ERX變阻器與待測電阻三者串聯(lián)。對待測電阻供電電壓的最大調(diào)節(jié)范圍是：~E(

6、RX是R?RX待測電阻，R是滑動變阻器的總電阻，不計電源內(nèi)阻)。如圖（乙）是滑動變阻器的分壓式接法。接線方式是電源與滑動變阻器組成閉合電路，而被測電路與滑動變阻器的一部分電阻并聯(lián)，該接法對待測電阻供電電壓的調(diào)節(jié)范圍是：0~E（不計電源內(nèi)阻時）。甲乙選取接法的原則：①要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式接法。②負(fù)載電阻Rx遠(yuǎn)大于滑動變阻器總電阻R時，須用分壓式接法，此時若采用限流式接法對電路基本起不到調(diào)節(jié)作用。③采用限流電路時，電路中的最小電流（電壓）仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流（電壓）時，應(yīng)采用變阻器的分壓式接法。④負(fù)載電阻的阻

7、值Rx小于滑動變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數(shù)變化不要求從零開始起調(diào)，可用限流式接法。⑤兩種電路均可使用時應(yīng)優(yōu)先用限流式接法，因為限流電路結(jié)構(gòu)簡單，總功率較小。例1、用伏安法測量一個定值電阻的器材規(guī)格如下：待測電阻Rx（約100Ω）;直流電流表（量程0~10mA、內(nèi)阻50Ω）;直流電壓表（量程0~3V、內(nèi)阻5kΩ）;直流電源（輸出電壓4V、內(nèi)阻不計）；滑動變阻器（0~15Ω、允許最大電流1A）；開關(guān)1個，導(dǎo)線若干.根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求畫出實驗電路圖.【審題】本題只需要判斷測量電路、控制電路的接法，各儀器的量程和電阻都已經(jīng)給出，只需計算兩種接