高中物理選修3-1電學(xué)實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)歸納總結(jié)一、電路設(shè)計(jì)或器材選擇原則1、安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，實(shí)施過程中不應(yīng)對(duì)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。2、準(zhǔn)確性：在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的小。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(cè)讀誤差。3、便于調(diào)節(jié)：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)。二、內(nèi)、外接法的選擇1、外接法與外接法對(duì)比（電流表）外接法（電流表）內(nèi)接法電路圖p? 誤差來源電壓表分流電流表分壓誤差分析“<R高（偏?。?>R因（偏大）適用范圍測(cè)小電阻測(cè)大電阻2、內(nèi)、外接法的確定方法：①將待測(cè)電阻與表頭內(nèi)阻比較-r>— nR為小電阻 n外接法RR xxARV<R nR為大電阻n內(nèi)接法RR xxA②試觸法觸頭P分別接觸A、B■?T電壓表示數(shù)變化大n電流表分壓作用大n外接法電流表示數(shù)變化大n電壓表分流作用大n內(nèi)接法■?T三、分壓、限流接法的選擇第1頁共6頁1.兩種接法及對(duì)比限流接法分壓接法電路圖1 工-O R：x RR 1一1 ——□——電壓調(diào)節(jié)范圍ERx<U<ER+Rx0<U<E電路消耗總功率EIxE(…閉合K前滑動(dòng)頭在最右端滑動(dòng)頭在最右端2.選擇方法及依據(jù)①?gòu)墓?jié)能角度考慮，能用限流不用分壓。②下列情況必須用分壓接法A.調(diào)節(jié)（測(cè)量）要求從零開始，或要求大范圍測(cè)量。B.變阻器阻值比待測(cè)對(duì)象小得多（若用限流，調(diào)不動(dòng)或調(diào)節(jié)范圍很小）。C.用限流，電路中最小的電壓（或電流）仍超過用電器的額定值或儀表量程。四、實(shí)物圖連接的注意事項(xiàng)和基本方法⑴注意事項(xiàng)：①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)。②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。③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。⑵基本方法：①畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。②分析各元件連接方式，明確電流表與電壓表的量程。③畫線連接各元件。（用鉛筆畫線，以便改錯(cuò)）連線方式應(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。五、電學(xué)實(shí)驗(yàn)（1）描繪小電珠的伏安特性曲線器材：電源（4-6v）、直流電壓表、直流電流表、滑動(dòng)變阻器、小燈泡（4v,0.6A3.8V,0.3A）燈座、單刀開關(guān)，導(dǎo)線若干注意事項(xiàng)：①因?yàn)樾‰娭椋葱襞荩┑碾娮栎^?。?0Q左右）所以應(yīng)該選用安培表外接法。第2頁共6頁

②燈泡兩端的電壓應(yīng)該由零逐漸增大到額定電壓（電壓變化范圍大）。所以滑動(dòng)變阻器必須選用調(diào)壓接法。在上面實(shí)物圖中應(yīng)該選用上面右面的那個(gè)圖，③若選用的是標(biāo)有“3.8V0.3A”的小燈泡，電流表應(yīng)選用0-0.6A量程；電壓表開始時(shí)應(yīng)選用0-3V量程，當(dāng)電壓調(diào)到接近3V時(shí)，再改用0-15V量程。④小燈泡的電阻會(huì)隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而增大，且在低電壓時(shí)溫度隨電壓變化比較明顯，因此在低電壓區(qū)域內(nèi),電壓電流應(yīng)多取幾組，所以得出的U-I曲線不是直線。為了反映這一變化過程，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-1曲線，則曲線的彎曲方向相反。）⑤開始時(shí)滑動(dòng)觸頭應(yīng)該位于最小分壓端（使小燈泡兩端的電壓為零）。（2）練習(xí)使用多用電表［實(shí)驗(yàn)步驟］.機(jī)械調(diào)零，用小螺絲刀旋動(dòng)定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處，并將紅、黑表筆分別接入“+”、“一”插孔。.選擋：選擇開關(guān)置于歐姆表“x1”擋。.短接調(diào)零：在表筆短接時(shí)調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕使指針指在右端電阻零刻度處，若“歐姆零點(diǎn)”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零，應(yīng)更換表內(nèi)電池。.測(cè)量讀數(shù):將表筆搭接在待測(cè)電阻兩端,讀出指示的電阻值并與標(biāo)定值比較，隨即斷開表筆。.換一個(gè)待測(cè)電阻，重復(fù)以上2、3、4過程，選擇開關(guān)所置位置由被測(cè)電阻值與中值電阻值共同決定，可置于“X1”或“X10”或“X100”或“X1k”擋。.多用電表用完后，將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交變電壓的最高擋，拔出表筆。［注意事項(xiàng)］.每次換檔必須重新電阻調(diào)零。.選擇合適的倍率檔，使指針在中值電阻附近時(shí)誤差較小。若指針偏角太大，應(yīng)改換低擋位；若指針偏角太小，應(yīng)改換高擋位。每次換擋后均要重新短接調(diào)零，讀數(shù)時(shí)應(yīng)將指針示數(shù)乘以擋位倍率。.測(cè)電阻時(shí)要把選擇開關(guān)置于“”檔。.不能用兩手同時(shí)握住兩表筆金屬部分測(cè)電阻。.測(cè)電阻前，必須把待測(cè)電阻同其它電路斷開。.測(cè)完電阻，要拔出表筆，并把選擇開關(guān)置于“OFF”檔或交流電壓最高檔。電表長(zhǎng)期不用時(shí)應(yīng)取出電池，以防電池漏電。.多用電表在使用前，應(yīng)先觀察指針是否指在電流表的零刻度，若有偏差，應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。.歐姆表內(nèi)的電池用舊了，用此歐姆表測(cè)得的電阻值比真實(shí)值偏大。.多用電表無論作電流表、電壓表還是歐姆表使用，電流總是從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出歐姆表中電流的方向是從黑表筆流出，經(jīng)過待測(cè)電阻，從紅表筆流入注意二極管的單向?qū)щ娦?電流從正極流入電阻較小，從正極流出時(shí)電阻較大。⑶測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，（用電流表和電壓表測(cè)）實(shí)驗(yàn)原理 如圖所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組￡、r值，最后分別算出它們的平均值。 「，…第3頁共6頁

止匕外，還可以用作圖法來處理數(shù)據(jù)。即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測(cè)出的幾組I、U值畫出U-I圖象（如圖2）所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)值，圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)電阻r的值。［實(shí)驗(yàn)器材］待測(cè)電池，電壓表（0-3V）,電流表（0-0.6A）,滑動(dòng)變阻器（10Q）,電鍵，導(dǎo)線。［實(shí)驗(yàn)步驟］.電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按電路圖連接好電路。.外接法，把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值最大。.閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（IpUJ,用同樣方法測(cè)量幾組I、U的值。.打開電鍵，整理好器材。.處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的值。［注意事項(xiàng)］.為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時(shí)間的1號(hào)干電池。.干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)匕會(huì)明顯下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過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。.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￡、r值再平均。.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。.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)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。⑷測(cè)量電阻的方法1、歐姆表粗測(cè)2、伏安法（電壓表+電流表）原理：部分電路歐姆定律，測(cè)出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流后，便可求得其阻值3、伏安法的拓展（電表的選取應(yīng)注意安全性、準(zhǔn)確性）（1）利用已知內(nèi)阻的電壓表:利用“伏伏”法測(cè)定值電阻的阻值（用電壓表算電流）（2）利用已知內(nèi)阻的電流表：利用“安安”法測(cè)定值電阻的阻值（用電流表算電壓）第4頁共6頁

(3)電壓表、電流表混合用(5)電表內(nèi)阻的測(cè)量方法1、互測(cè)法：①電流表、電壓表各一只，可以測(cè)量它們的內(nèi)阻:②兩只同種電表，若知道一只的內(nèi)②兩只同種電表，若知道一只的內(nèi)阻，就可以測(cè)另一只的內(nèi)阻:③兩只同種電表內(nèi)阻都未知，則需要一只電阻箱才能測(cè)定電表的內(nèi)阻:恒流半偏恒壓半偏③兩只同種電表內(nèi)阻都未知，則需要一只電阻箱才能測(cè)定電表的內(nèi)阻:恒流半偏恒壓半偏恒流半偏：合上開關(guān)s1，調(diào)節(jié)與，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。再合上開關(guān)s2,保持R1的滑動(dòng)片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半。當(dāng)R1>>R2時(shí)，可認(rèn)為合上S2后，整個(gè)電路的電阻幾乎沒有發(fā)生改變，即總電流幾乎沒有發(fā)生改變，故可近似認(rèn)為RA=R2。誤差分析：合上開關(guān)S2后，電路的總電阻減小，干路上的電流增大，流過R2的電流大于流過電流表A的電流。故電流表內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。在電流表不超過量程的前提下，電壓越高，測(cè)量誤差越小。故電源電動(dòng)勢(shì)宜選大些。恒壓半偏：合上S1、S2,調(diào)節(jié)R1，使電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。再斷開開關(guān)S2,保持R1的滑動(dòng)片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)R2的阻值，使電壓表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半。當(dāng)R1<<R2時(shí)，可認(rèn)為斷開S2后，整個(gè)電路的電阻幾乎沒有發(fā)生改變，即從分壓器分出的電壓幾乎沒有發(fā)生改變，故可近似認(rèn)為RV=R2。誤差分析：合上開關(guān)S2后，電路的總電阻增大，干路上的電流減小，滑動(dòng)變阻器右端電阻上的分壓減小，滑動(dòng)變阻器左端電阻上的電壓增大，加在R2兩端的電壓大于加在電壓表兩端的電壓。故電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，在變阻器不超過額定電流的前提下，變阻器的阻值越小，測(cè)量誤差越小。第5頁共6頁(6)電表的改裝及校正:(1)用“半偏法”測(cè)量電流表內(nèi)阻 ..... ,(2)電流表改裝為伏特表電流表的滿偏電流為Ig，內(nèi)阻為rg，根據(jù)部分電路歐姆定律， 二一」：i ?滿偏電壓u=//，將電流表的表盤刻度改變?yōu)橄鄳?yīng)的標(biāo)度，則電 ----一一.---?--二流表就變?yōu)橐粋€(gè)可以直接讀出電壓數(shù)值的電壓表。由于電流表的滿偏電壓很小，所以這樣改成的電壓表的測(cè)量范圍不大。如果要擴(kuò)大它的測(cè)量范圍(即量程)，可以在電流表上串聯(lián)一個(gè)分壓電阻方法來實(shí)現(xiàn)。如下圖所示，設(shè)改裝好的伏特表量程為U，與電流表串聯(lián)的電阻為R，則U=I(r+R),解得R=U-r，即給電流表串聯(lián)一個(gè)阻值為R=--r的電阻，就可以將電gg Ig Ig g流表改裝成量程為U的伏特表。(3)校核：即把改裝的電壓表