專題：電學實驗基礎

授課班級：高三2班授課教師：袁小紅熱點一：電學實驗中常用儀器使用以及讀數(shù)1.螺旋測微器如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝________．熱點一：電學實驗中常用儀器使用以及讀數(shù)2．游標卡尺讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結果表達為(x＋K×精確度)mm.3．毫米刻度尺熱點一：電學實驗中常用儀器使用以及讀數(shù)熱點一：電學實驗中常用儀器使用以及讀數(shù)4．電壓表、電流表、電阻箱的讀數(shù)（1）如圖甲所示的電表使用0.6A量程時，對應刻度盤上每一小格代表______A，圖中表針示數(shù)為______A；當使用3A量程時，對應刻度盤中每一小格代表______A，圖中表針示數(shù)為______A.（2）如圖乙所示的電表使用較小量程時，每小格表示________V，圖中表針的示數(shù)為________V。若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示________V，圖中表針示數(shù)為________V。（3）旋鈕式電阻箱如圖所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為________Ω.熱點二：測量電路與控制電路的設計1.測量電路中電流表的兩種接法（1）兩種接法的比較

內接法外接法電路圖誤差原因

電阻測量值

適用條件

（2）兩種接法的選擇先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較，若Rx較小，宜采用__________；若Rx較大，宜采用______________．

例：若待測電阻阻值約為10kΩ,電流表內阻約為30Ω，電壓表內阻約為100kΩ,電流表宜采用__________；若待測電阻阻值約為10Ω,電流表內阻約為30Ω，電壓表內阻約為100kΩ,電流表宜采用__________。熱點二：測量電路與控制電路的設計2.測量電路中電表的改裝

改裝為大量程電壓表改裝為大量程電流表原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分流電阻改裝后的電表內阻

例：有一個電流表，內阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=1mA。若要把它改裝成量程為3V的電壓表，要__________聯(lián)__________Ω電阻；若要把它改裝成量程為0.6A的電流表，要__________聯(lián)__________Ω電阻。熱點二：測量電路與控制電路的設計3．控制電路中滑動變阻器的連接(1)兩種接法的比較

限流接法分壓接法電路圖負載R上電壓調節(jié)范圍

負載R上電流調節(jié)范圍

閉合S前觸頭位置

(2)兩種接法的選擇①兩種接法的一般適用條件a．限流式接法適合測量阻值小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動變阻器的總電阻還小)；b．分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)．②必須采用分壓法的三種情況a．若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器阻值調到最大時，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法；b．若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時，應改用____________；c．若實驗中要求電壓從零開始調節(jié)，則必須采用______________．③兩種接法均可使用時，應優(yōu)先采用__________，因為__________電路簡單、耗能低．熱點二：測量電路與控制電路的設計例：一只小燈泡標有“3V，0.6W”字樣，現(xiàn)用下面給出的器材測量該小燈泡正常發(fā)光時的電阻．電源電動勢為12V，內阻為1Ω；滑動變阻器的最大阻值為5Ω；電流表的內阻為1Ω；電壓表的內阻為10kΩ；開關一個、導線若干．(1)在設計電路的過程中，為了盡量減小實驗誤差，電流表應采用________(選填“內接”或“外接”)法．滑動變阻器應采用________(選填“分壓式”或“限流式”)接法．(2)畫出你所設計的實驗電路圖(盡量減小實驗誤差)．熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接1.電學實驗儀器的選擇選擇電學實驗器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等器材，一般要考慮四方面因素：(1)安全因素：通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流．(2)誤差因素：選用電表量程應考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時，其指針應偏轉到滿偏刻度的三分之一以上；使用歐姆表時應選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位．(3)便于操作：選用滑動變阻器時應考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求，又便于調節(jié)．在調節(jié)滑動變阻器時，應使其大部分電阻線都被用到．(4)實驗實際：除以上三個因素外，還應注重實驗實際，如所用的電源與打點計時器的匹配問題等．

熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接2．實物圖連接的注意事項(1)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖依次到開關，再到滑動變阻器，按順序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來；其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去．(2)連線時要將導線接在接線柱上，兩條導線不能交叉．(3)要注意電表的量程和正、負接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負接線柱流出．熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接例1：某同學為了測定一只阻值約為120Ω的電阻，該同學用伏安法測定這只電阻的阻值，除被測電阻外，還有如下實驗儀器：A．直流電源(電動勢3V，內阻不計)B．電壓表V1(量程0～5V，內阻約為5kΩ)C．電壓表V2(量程0～15V，內阻約為25kΩ)D．電流表A1(量程0～25mA，內阻約為1Ω)E．電流表A2(量程0～250mA，內阻約為0.1Ω)F．滑動變阻器一只，阻值0～20ΩG．開關一只，導線若干在上述儀器中，電壓表應選擇________(選填“V1”或“V2”),電流表應選擇________(選填“A1”或“A2”)，請在虛方框內畫出電路原理圖(電表用題中所給的符號表示)．熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接例2：[2013·安徽卷]

在測定一根粗細均勻合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖S7-12所示，校零時的讀數(shù)為________mm，合金絲的直徑為________mm.

圖S7-12(2)為了精確測量合金絲的電阻Rx，設計出如圖S7-13甲所示的實驗電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實物電路連接．甲乙圖S7-13熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接例3：為了測量某待測電阻Rx的阻值(約為30Ω)，有以下器材可供選擇．電流表A1(量程0～50mA，內阻約10Ω)；電流表A2(量程0～3A，內阻約0.12Ω)；電壓表V1(量程0～3V，內阻很大)；電壓表V2(量程0～15V，內阻很大)；電源E(電動勢約為3V，內阻約為0.2Ω)；定值電阻R(20Ω，允許最大電流1.0A)；滑動變阻器R1(0～10Ω，允許最大電流2.0A)；滑動變阻器R2(0～1kΩ，允許最大電流0.5A)；單刀單擲開關S一個，導線若干．(1)電流表應選________，電壓表應選________，滑動變阻器應選________．(填字母代號)(2)請在下面的虛線框內畫出測量電阻Rx的實驗電路圖．(要求所測量范圍盡可能大)(3)某次測量中，電壓表示數(shù)為U時，電流表示數(shù)為I，則計算待測電阻阻值的表達式為Rx＝________．

熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接例4.[2015·浙江卷]圖S8-4甲是某同學在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗時的實物連接圖．圖S8-4(1)根據(jù)圖甲畫出實驗電路圖；(2)調節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖乙中的①、②、③、④所示，電流表量程為0.6A，電壓表量程為3V．所示讀數(shù)為：①________、②________、③________、④________．兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________．熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接例5.[2015·云南聯(lián)考]

有一個小燈泡上標有“4.8V，2W”的字樣，現(xiàn)在測定小燈泡在不同電壓下的電功率，并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的二次方U2的關系曲線．有下列器材可供選用：A．電壓表V1(0～3V，內阻3kΩ)B．電壓表V2(0～15V，內阻15kΩ)C．電流表A(0～0.6A，內阻約1Ω)D．定值電阻R1＝3kΩE．定值電阻R2＝15kΩF．滑動變阻器R(10Ω，2A)G．學生電源(直流6V，內阻不計)H．開關、導線若干(1)實驗中電壓表應選用________，定值電阻應選用________(均用序號字母填寫)；(2)為盡量減小實驗誤差，并要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，請在虛線方框內畫出滿足實驗要求的電路圖；熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接熱點三：實驗器材的選取與實物圖的連接熱點四：數(shù)據(jù)處理與誤差分析1.圖像法：利用實驗數(shù)據(jù)，將實驗中物理量之間的函數(shù)關系用函數(shù)圖像表示出來，這種方法叫圖像法．用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)是物理實驗中最常用的方法之一．用圖像法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點是直觀、簡便，有取平均值的效果，由圖線的斜率、截距、所包圍面積和圖線的交點等可以研究物理量之間的變化及其關系，找出規(guī)律．

2．解析法：通過實驗獲取實驗數(shù)據(jù)，代入相關物理量之間的關系式，計算得到結果的方法叫解析法．應用解析法的要求是：(1)明確實驗測量的相關物理量的關系式；(2)明確要研究的物理量和未知的物理量；(3)建立方程或方程組進行計算．熱點四：數(shù)據(jù)處理與誤差分析例1.理想電壓表內阻無窮大，而實際電壓表并非如此，現(xiàn)要測量一個量程為0～3V、內阻約為3kΩ電壓表的阻值．實驗室備有以下器材：A．待測電壓表V1：量程為0～3V、內阻約為3kΩB．電壓表V2：量程為0～6V、內阻約為6kΩC．滑動變阻器R1：最大值20Ω、額定電流1AD．定值電阻R0E．電源：電動勢6V，內阻約為1ΩF．開關一個、導線若干(1)利用以上器材設計如圖Z6-12甲所示測量電路，請你按圖示電路將圖乙的實驗儀器連接起來；(2)請寫出按該電路測量電壓表V1內阻RV的表達式，并指出表達式中各物理量的含義：__________________________________________________________________(3)在正確連接電路后，閉合開關S，不斷地調節(jié)滑動變阻器R1滑片位置，記錄多組電壓表V1、V2示數(shù)，作出U2-U1圖線如圖丙所示．若R0＝1480Ω，由圖線上的數(shù)據(jù)可得RV＝____