專題：電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

授課班級(jí)：高三2班授課教師：袁小紅熱點(diǎn)一：電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用儀器使用以及讀數(shù)1.螺旋測(cè)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(dòng)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(diǎn)一：電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用儀器使用以及讀數(shù)2．游標(biāo)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(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm.3．毫米刻度尺熱點(diǎn)一：電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用儀器使用以及讀數(shù)熱點(diǎn)一：電學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表______A，圖中表針示數(shù)為______A；當(dāng)使用3A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)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(shí)，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(shí)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(diǎn)二：測(cè)量電路與控制電路的設(shè)計(jì)1.測(cè)量電路中電流表的兩種接法（1）兩種接法的比較

內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因

電阻測(cè)量值

適用條件

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

例：若待測(cè)電阻阻值約為10kΩ,電流表內(nèi)阻約為30Ω，電壓表內(nèi)阻約為100kΩ,電流表宜采用__________；若待測(cè)電阻阻值約為10Ω,電流表內(nèi)阻約為30Ω，電壓表內(nèi)阻約為100kΩ,電流表宜采用__________。熱點(diǎn)二：測(cè)量電路與控制電路的設(shè)計(jì)2.測(cè)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(nèi)阻

例：有一個(gè)電流表，內(nèi)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(diǎn)二：測(cè)量電路與控制電路的設(shè)計(jì)3．控制電路中滑動(dòng)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(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍

負(fù)載R上電流調(diào)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(cè)量阻值小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)；b．分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)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(cè)電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法；b．若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用____________；c．若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用______________．③兩種接法均可使用時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用__________，因?yàn)開_________電路簡(jiǎn)單、耗能低．熱點(diǎn)二：測(cè)量電路與控制電路的設(shè)計(jì)例：一只小燈泡標(biāo)有“3V，0.6W”字樣，現(xiàn)用下面給出的器材測(cè)量該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻．電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為1Ω；滑動(dòng)變阻器的最大阻值為5Ω；電流表的內(nèi)阻為1Ω；電壓表的內(nèi)阻為10kΩ；開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．(1)在設(shè)計(jì)電路的過程中，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用________(選填“內(nèi)接”或“外接”)法．滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用________(選填“分壓式”或“限流式”)接法．(2)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖(盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差)．熱點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接1.電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材主要是選擇電表、滑動(dòng)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(yīng)考慮盡可能減小測(cè)量值的相對(duì)誤差，電壓表、電流表在使用時(shí)，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的三分之一以上；使用歐姆表時(shí)應(yīng)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(dòng)變阻器時(shí)應(yīng)考慮對(duì)外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)．在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)使其大部分電阻線都被用到．(4)實(shí)驗(yàn)實(shí)際：除以上三個(gè)因素外，還應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)實(shí)際，如所用的電源與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的匹配問題等．

熱點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接2．實(shí)物圖連接的注意事項(xiàng)(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(guān)，再到滑動(dòng)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(shí)要將導(dǎo)線接在接線柱上，兩條導(dǎo)線不能交叉．(3)要注意電表的量程和正、負(fù)接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出．熱點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接例1：某同學(xué)為了測(cè)定一只阻值約為120Ω的電阻，該同學(xué)用伏安法測(cè)定這只電阻的阻值，除被測(cè)電阻外，還有如下實(shí)驗(yàn)儀器：A．直流電源(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))B．電壓表V1(量程0～5V，內(nèi)阻約為5kΩ)C．電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為25kΩ)D．電流表A1(量程0～25mA，內(nèi)阻約為1Ω)E．電流表A2(量程0～250mA，內(nèi)阻約為0.1Ω)F．滑動(dòng)變阻器一只，阻值0～20ΩG．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干在上述儀器中，電壓表應(yīng)選擇________(選填“V1”或“V2”),電流表應(yīng)選擇________(選填“A1”或“A2”)，請(qǐng)?jiān)谔摲娇騼?nèi)畫出電路原理圖(電表用題中所給的符號(hào)表示)．熱點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接例2：[2013·安徽卷]

在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過程如圖S7-12所示，校零時(shí)的讀數(shù)為________mm，合金絲的直徑為________mm.

圖S7-12(2)為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖S7-13甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實(shí)物電路連接．甲乙圖S7-13熱點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接例3：為了測(cè)量某待測(cè)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(nèi)阻約10Ω)；電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω)；電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻很大)；電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻很大)；電源E(電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω)；定值電阻R(20Ω，允許最大電流1.0A)；滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，允許最大電流2.0A)；滑動(dòng)變阻器R2(0～1kΩ，允許最大電流0.5A)；單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干．(1)電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．(填字母代號(hào))(2)請(qǐng)?jiān)谙旅娴奶摼€框內(nèi)畫出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖．(要求所測(cè)量范圍盡可能大)(3)某次測(cè)量中，電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)為I，則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為Rx＝________．

熱點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接例4.[2015·浙江卷]圖S8-4甲是某同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)物連接圖．圖S8-4(1)根據(jù)圖甲畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接例5.[2015·云南聯(lián)考]

有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4.8V，2W”的字樣，現(xiàn)在測(cè)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(guān)系曲線．有下列器材可供選用：A．電壓表V1(0～3V，內(nèi)阻3kΩ)B．電壓表V2(0～15V，內(nèi)阻15kΩ)C．電流表A(0～0.6A，內(nèi)阻約1Ω)D．定值電阻R1＝3kΩE．定值電阻R2＝15kΩF．滑動(dòng)變阻器R(10Ω，2A)G．學(xué)生電源(直流6V，內(nèi)阻不計(jì))H．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________，定值電阻應(yīng)選用________(均用序號(hào)字母填寫)；(2)為盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，并要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谔摼€方框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖；熱點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接熱點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)器材的選取與實(shí)物圖的連接熱點(diǎn)四：數(shù)據(jù)處理與誤差分析1.圖像法：利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將實(shí)驗(yàn)中物理量之間的函數(shù)關(guān)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是物理實(shí)驗(yàn)中最常用的方法之一．用圖像法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)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(diǎn)等可以研究物理量之間的變化及其關(guān)系，找出規(guī)律．

2．解析法：通過實(shí)驗(yàn)獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，代入相關(guān)物理量之間的關(guān)系式，計(jì)算得到結(jié)果的方法叫解析法．應(yīng)用解析法的要求是：(1)明確實(shí)驗(yàn)測(cè)量的相關(guān)物理量的關(guān)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(jìn)行計(jì)算．熱點(diǎn)四：數(shù)據(jù)處理與誤差分析例1.理想電壓表內(nèi)阻無窮大，而實(shí)際電壓表并非如此，現(xiàn)要測(cè)量一個(gè)量程為0～3V、內(nèi)阻約為3kΩ電壓表的阻值．實(shí)驗(yàn)室備有以下器材：A．待測(cè)電壓表V1：量程為0～3V、內(nèi)阻約為3kΩB．電壓表V2：量程為0～6V、內(nèi)阻約為6kΩC．滑動(dòng)變阻器R1：最大值20Ω、額定電流1AD．定值電阻R0E．電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約為1ΩF．開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干(1)利用以上器材設(shè)計(jì)如圖Z6-12甲所示測(cè)量電路，請(qǐng)你按圖示電路將圖乙的實(shí)驗(yàn)儀器連接起來；(2)請(qǐng)寫出按該電路測(cè)量電壓表V1內(nèi)阻RV的表達(dá)式，并指出表達(dá)式中各物理量的含義：__________________________________________________________________(3)在正確連接電路后，閉合開關(guān)S，不斷地調(diào)節(jié)滑動(dòng)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＝____