高考電學實驗總結

2021-05-29 10:11:03 字數 4670 閱讀 7684

一.伏安法測電阻的兩種電路形式(如圖所示)

1、直接比較法:(口決:「內大大外小小」,即內接法適合測大電阻且系統誤差偏大,即測量值大於真實值,外接法適合測小電阻且系統誤差偏小,即測量值小於真實值,)

2、臨界值計算比較法:

時,宜採用電流錶外接法; 相當於小電阻

時,宜採用電流錶內接法;相當於大電阻

而時,電流錶內外置法效果是一樣的.此時的被測電阻值r我們稱為臨界電阻。

例2、某電流錶的內阻在0.1ω~0.2ω之間,現要測量其內阻,可選用的器材如下:

a.待測電流錶a1(量程0.6a);

b.電壓表v1(量程3v,內阻約2kω)

c.電壓表v2(量程15v,內阻約10kω);

d.滑動變阻器r1(最大電阻10ω)

e.定值電阻r2(阻值5ω)

f.電源e(電動勢4v)

g.電鍵s及導線若干

(1)電壓表應選用

(2)畫出實驗電路圖;

(3)如測得電壓表的讀數為v,電流錶的讀數為i,則電流錶a1內阻的表示式為:ra

(3)半值法(半偏法)測電阻。

測電流錶內阻和測電壓表內阻都可以用半值法,電路圖如圖10-15所示。

甲圖電流錶半偏實驗時先斷開開關s』,閉合s,調整滑動變阻器r01(限流法連線),使電流錶a滿度(即指標指滿刻度處);再閉合s』,調整電阻箱r1,使電流錶a的指標恰好指到半滿度處,讀出此時電阻箱的阻值r,則電流錶a的電阻ra=r。(測量結果偏小)

必須為電阻箱(直接讀數),缺陷:阻值不是連續變化,精確度沒有滑動變阻器高

為小電阻,對電阻箱和滑動變阻器都可,但是滑動變阻器好的

乙圖電壓表半偏實驗時先閉合開關s』及s,調整滑動變阻器r02(分壓法連線),使電壓表v滿度;再斷開s』,調整電阻箱r2,使電壓表v的指標恰好指到半滿度處,讀出此時電阻箱的阻值r,則電壓表v的電阻rv=r。(測量結果偏大)

為大電阻(電阻箱),因為是分壓式所以是小電阻

二、滑動變阻器應用分析

滑動變阻器是電學實驗中常用的儀器,近幾年高考電學設計性實驗命題對其應用多次直接或滲透考查.如何選擇滑動變阻器的接法設計控制電路仍是歷屆考生應考的難點.

滑動變阻器的限流接法與分壓接法的特點:如圖10-2所示的兩種電路中,滑動變阻器(最大阻值為r0)對負載rl的電壓、電流強度都起控制調節作用,通常把圖(a)電路稱為限流接法,圖(b)電路稱為分壓接法.

1 限流法.如圖(a)所示,待測電阻上電壓調節範圍為.限流法較為省電,電路連線也較為簡單.

2 分壓法.如圖(b)所示,待測電阻上電壓調節範圍為0~e,分壓接法要用全阻值較小的滑動變阻器。

滑動變阻器的限流接法與分壓接法:兩種電路均可調節負載電阻電壓和電流的大小,但在不同條件下,調節效果大不一樣,滑動變阻器以何種接法接入電路,應遵循安全性、精確性、節能性、方便性原則綜合考慮,靈活選取.

1.下列三種情況必須選用分壓式接法

(1)要求迴路中某部分電路電流或電壓實現從零開始可連續調節時,即電壓調節範圍為0~u時,必須採用分壓接法.

(2)當用電器的電阻rl遠大於滑動變阻器的最大值r0時,必須採用分壓接法.因為按圖(b)連線時,因rl>>r0>rap,所以rl與rap的併聯值r並≈rap,而整個電路的總阻值約為r0,那麼rl兩端電壓ul=ir並=·rap,顯然ul∝rap,且rap越小,這種線性關係越好,電表的變化越平穩均勻,越便於觀察和操作.

(3)電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過rl的額定值時,只能採用分壓接法.

2.下列情況可選用限流式接法(看看就可,高考都是伏安法都是分壓式)

(1)測量時對電路中的電流或電壓沒有要求從零開始連續調節,只是小範圍內測量,且rl與r0相差不大或rl略小於r0,採用限流式接法.

(2)電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小,不能滿足分壓式接法的要求時,採用限流式接法.

(3)沒有很高的要求,僅從安全性和精確性角度分析兩者均可採用時,可考慮安裝簡便和節能因素優先採用限流式接法.

三、電流錶、電壓表的讀數規則:

電流錶量程一般有兩種——0~0.6a,0~3a;電壓表量程一般有兩種——0~3v,0~15v。如圖10-1所示:

因為同乙個電流錶、電壓表有不同的量程,因此,對應不同的量程,每個小格所代表的電流、電壓值不相同,所以電流錶、電壓表的讀數比較複雜,測量值的有效數字位數比較容易出錯。下面是不同表,不同量程下的讀數規則:

電壓表、電流錶若用0~3v、0~3a量程,其最小刻度(精確度)分別為0.1v、0.1a,為10分度儀表讀數,,只需在精確度後加一估讀數即可。估讀到下一位

如圖所示,電壓表讀數為1.88v,電流錶讀數為0.83a。若指標恰好指在2上,則讀數為2.00v(或a)。

電壓表若用0~15v量程,則其最小刻度為0.5v,為2分度儀表讀數,所讀數值小數點後只能有一位小數,也必須有一位小數。估讀到本位

如圖所示,若指標指在整刻度線上,如指在10上應讀做10.0v,指在緊靠10刻度線右側的刻度線上(即表盤上的第21條小刻度線)讀數為10.5v,若指在這兩條刻度線間的中間某個位置,則可根據指標靠近兩刻度線的程度,分別讀做10.

1v,或10.2v,或10.3v,或10.

4v,即使是指在正**,也不能讀做10.25v,若這樣,則會出現兩位不準確的數,即小數點後的2和5,不符合讀數規則,如上圖中所示,讀數應為9.3v。

電流錶若用0-0.6a量程,則其最小刻度為0.02a,為5分度儀表讀數,其讀數規則與0—15v電壓表相似,所讀數值小數點後只能有兩位小數,也必須有兩位小數。

如上圖所示,電流錶讀數為0.17a,若指標指在第11條刻度線上,則讀數為0.22a,指在第10條刻度線上,讀數為0.20a,指在第12條刻度線上,讀數為0.24a。

一、實驗:測定金屬的電阻率

1. 實驗目的

2. 實驗原理()

被測電阻絲的電阻較小,所以選用電流錶外接法

本實驗通過的電流不宜太大,通電時間不能太長,以免電阻絲發熱後電阻率發生明顯變化。

)、電流錶(內阻約為40ω)、滑線變阻器、電源、電鍵、待測電阻(約為250ω)及導線若干。

二、描繪小電珠的伏安特性曲線

1. 實驗目的

2. 實驗原理

3. 實驗器材

4. 實驗步驟

5. 注意事項

⑴電路的連線方式

1 電流錶應採用外接法:

②滑動變阻器應採用分壓式連線

⑵閉合電鍵s之前,一定要使滑動變阻器的滑片處於恰當的位置

⑶保持小燈泡電壓接近額定值是要緩慢增加,到額定值,記錄i後馬上斷開開關。

⑷誤差較大的點藥捨去,u-i影象應是平滑曲線而非折線。

7.例題

1. 描繪小電珠的伏安特性曲線

小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的公升高而變大.某同學為研究這一現象,用實驗得到如下資料(i和u分別表示小燈泡上的電流和電壓):

(1)在左下框中畫出實驗電路圖. 可用的器材有:電壓表、電流錶、滑線變阻器(變化範圍0-10ω)、電源、小燈泡、電鍵、導線若干.

(2)在右圖中畫出小燈泡的u-i曲線.

(3)某電池的電動勢是1.5v,內阻是2.0ω.將本題中的燈泡接在該電池兩端,小燈泡的實際功率是多少?

三、測定電源的電動勢和內阻

1. 實驗目的:

2. 實驗原理(u=e-ir)

3. 實驗器材

待測電池,電壓表( 0-3 ),電流錶(0-0.6a),滑動變阻器(10ω),電鍵,導線。

4. 實驗步驟

⑴連:⑵ 測:

(3) 整理:

(4)處理資料:

5. 注意事項

⑴為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內阻宜大些

⑵乾電池在大電流放電時,電動勢e會明顯下降,每次讀完立即斷電。

⑶要測出不少於6組i、u資料

⑷畫u-i圖線時,要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側。個別偏離直線太遠的點可捨去不予考慮。

⑸乾電池內阻較小時路端電壓u的變化也較小,即不會比電動勢小很多,這時,在畫u-i圖線時,縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據測得的資料從某一恰當值開始(橫座標i必須從零開始)。

6.誤差分析

⑴讀完點表示數沒有立即斷電,造成e、r,變化

⑵電壓表分流,電流錶分壓。

⑶作圖誤差

7.總結:

。四、練習使用多用電表

1. 實驗目的:

2. 實驗原理

當rx=r中時,ix=1/2ig,指標指在表盤刻度中心,故稱r中為歐姆表的中值電阻,

表盤上電流刻度是均勻的,其對應的電阻刻度是不均勻的,電阻的零刻度在電流滿刻度處。

3. 實驗器材

多用電表,標明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的定值電阻各乙個,小螺絲刀。

4.實驗步驟

⑴機械調零

⑵ 選擋:

⑶短接調零:

⑷測量讀數:

⑸換乙個待測電阻,重複以上2、3、4步驟,換「×1」或「×10」或「×100」或「×1k」擋。

⑹多用電表用完後,將選擇開關置於「off」擋或交變電壓的最高擋,拔出錶筆。 (切忌置於歐姆檔)

5. 注意事項

⑴多用電表在使用前,應先觀察指標是否指在電流錶的零刻度,若有偏差,應進行機械調零。

⑵測量時手不要接觸錶筆的金屬部分。

⑶合理選擇量程,使指標盡可能指在中間刻度附近.若指標偏角太大,應改換低擋位;若指標偏角太小,應改換高擋位。每次換擋後均要重新短接調零,讀數時應將指標示數乘以擋位倍率。

⑷測量完畢後應拔出錶筆,選擇開頭置off擋或交流電壓最高擋,電表長期不用時應取出電池,以防電池漏液腐蝕。

6.誤差分析

⑴讀數誤差

⑵歐姆表內建電池過舊,電動勢與內阻發生變化。

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