当前位置:首页 >> 理化生 >>

高中物理电学实验1


高中物理电学实验-基本仪器 091029
一、中学物理中的.基本实验仪器 在 09 年《考试说明中》要求会正确使用的仪器有 12 种:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒 表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱。 (1)按功能可分成五类 ①长度的测量:___________________________________

__.刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器。 ②时间的测量:___________________________.秒表、电火花(电磁)打点记时器、 (频闪照相机) 。 ③质量的测量:___________________________.天平(杆秤) 。 ④电学量测量:_____________________________________.电流表、电压表、多用电表。 ⑤电路调节:___________________________.滑动变阻器、电阻箱。 (2)从读数方面可分为三类 ①不需要读数的仪器 2 种:___________________.电火花(或电磁)打点记时器,滑动变阻器。 ②读数时不需要估读测量仪器的仪器 3 种:_______________________.游标卡尺、秒表和电阻箱。 ③需要估读的测量仪器 7 种:__________________________________________________________. 刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧称、电流表、电压表和多用电表。 二、基本实验仪器的读数 测量仪器的读数要以有效数字的形式给出,而有效数字的最后一位数字为估计数字,应和误差所在 位置一致。 1.在最小分度的同一位估读

1 ,0~0.6A) 2 1 最小分度为 5 (包括 0.5、 0.05 等) , 需要估计到最小分度的________, 如电压表______档。 ( ,0~15V) 5
最小分度为 2 (包括 0.2、 0.02 等) , 需要估计到最小分度的________, 如安培表______档。 ( 2.在最小分度的下一位估读 最小分度为 1(包括 0.1、0.01 等) ,需要估计到最小分度的________,即估读到最小分度的下一位, 如刻度尺、螺旋测微器、安培表 0~3A 档、电压表 0~3V 档等。(

1 ) 10

3.说明:欧姆表刻度不均匀,可以不估读或按半刻度估读;②当测量精度要求不高或仪器精度不够 高时,也可采用

1 估读。 2

例 1.(09 年高安徽南卷,21Ⅰ)用多用电表进行了几次测量,指针分别处于 a、b 的位置,如图 10-6 所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a 和 b 的相应读数是多少?请填在表格中。

解析:测直流电流和电压时读中间的那条刻度线。表针指位置 a,直流电流 100mA 量程时,读第二行 “0~50”一排,最小分度为 2mA,不需要在下一位估读,只要估读到最小分度的二分之一,即 1mA 位, 我们可以估读为 1 mA。所在电流表的读数为 22mA+1 mA=23 mA。

电压表用 2.5V 量程时,读第二行“0~250”一排,最小分度为

0.5V ? 0.05V ,也不需要在下一位估 10

读, 只要估读到最小分度的五分之一即 0.01V, 我们可以估读为 0.03V。 所在电压表的读数为 0.55V+0.03V =0.58V。 欧姆表ⅹ100 挡时,表针指位置 b,读第一行刻度线,表针指示位置为“3.2” ,所以其读数为:3.2ⅹ 100Ω =320Ω 。 答案:23;0.57-0.58;320。 练习 1。某次实验中电流表、电压表读数如下图所示,则 I=_________A,U=______________V。

答案:

三、电学基本实验仪器 1. 电学基本实验仪器分类: (1)电学量测量:电流表、电压表、多用电表,示波器。 (2)电路调节:滑动变阻器、电阻箱。

D A

P

C

B

Y 增益 衰减

X 增益 扫描范围

10 100 1000 1

扫描微调

100 10

1k 10k

外X

DC

AC

Y 输入



X 输入



同步



2.滑动变阻器两种接法的选取 (1)根据要求选取连接方式 若负载 RL 中电流或两端电压需要从 0 开始连续调节, 则只 能采用________________。分压式接法 (2)根据滑动变阻器最大值阻 R0 和被调控(待测)电路 电阻 RL 的大小关系确定 当 R0>10R L 时,采用________________。限流式接法电流、电压的调控效果好,操作方便。实际上, 只要 R0 > R L, R L 两端电压又不要从 0 开始调节时,就可以采用限流式接法。 当 R0 <

1 R L 时,采用________________。分压式接法电流、电压的调控效果好,操作方便,而且 2

R L 中的电流、两端的电压可以从 0 开始连续调节。 当

RL ? R0 ? 10RL 时,滑动变阻器的两种接法都会得到较好的调控效果。在这种情况下,应首选。 2

限流式接法,这样不仅线路简单和便于调节,而且流过滑动变阻器的电流与负载电流相等,电路的总耗电 功率比分压式接法要小。 (3)滑动变阻器的粗调和微调作用: ①在限流电路中,全电阻较_________的变阻器起粗调作用,全电阻较_______的变阻器起微调作用。 大,小 ②在分压电路中, 全电阻较_________的变阻器起粗调作用, 全电阻较_________的变阻器起微调作用。 小,大 例 2.测定“3.0V,0.6W”小灯泡的功率,并研究小灯泡的电流随电压变化关系的实验。器材有:蓄 电池组 6V,电流表、电压表(0~3V)、变阻器,要求实验中灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值。试画出 实验电路图。 解析:题目中要求“实验中灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值”,这 便是标志这是限流器所无法办到的。故应结成分压器,其实验电路如图 3(外 结法分析略)。 3.电流表两种接法的选择 (1)电流表的内、外接电路:如图 10-2 所示,甲图所示电路为电流表外接电路(简称外接法) ,乙图 所示电路为电流表内接电路(简称内接法) 。 (2)两种接法的选择: 设电流表、电压表内阻分别为 R A 、 RV ,被测电阻为 Rx 。 方法一:若 Rx<<RV,则选______接法,若 Rx>>RA,则选______接法。外,内 方 法 二: 当 Rx <

R A RV 时 , 应选用 ______ 接法 ;当 Rx > R A RV 时 ,应 选 用 ______ 接法 ;当

Rx = R A RV 时,选用____________。外,内,两种方法均可。
方法三:在 RV 、 R A 均不知的情况下,可采用试触法。如图所示,分别将 a 端与 b、c 接触,如果前 后两次电流表示数比电压表示数变化明显,应采用______接法;如果前后 两次电压表示数比电流表示数变化明显,应采用______接法。内,外 b a c

例 3.例题:有一个电阻 Rx,其阻值大约是 25kΩ ,可供选择的器材是: 电流表 A1 (0-100μ A,2kΩ ) 电流表 A2 (0-500μ A, 300Ω ) 电压表 V1 (0-10V, 100 kΩ ) 电压表 V2 (0-50V, 500kΩ ) 直流稳压电源 E (15V,1A) 滑动变阻器 R (1kΩ ,1W) 电键 K 和若干根导线. 试选择适当的器材,选取适当的电路,使测量尽可能准确,并画出电路图,再将如图示的实物连线。 解析:1.电压表、电流表的选择 若滑动变阻器用限流接法,电路中的最小电流为 Imin = 15V /26KΩ = 0.577mA=577μ A,超过两表的 量程,因此滑动变阻器必须用分压器接法。 V V 若 电 压 表 选 V2(50V), 因 为 电 源 电 压 25K 25K 15V 不足其量程的 1/3, 所以电压表应选 V1 A A (10V) 。 由于用分压器接法时, 电阻 RX 中 RX RX 1KΩ 的最大电流为: Imax ′ = 10V /25K Ω = 0.4mA = 400μ A, 所以电流表选 A2 (500 μ 1KΩ A ) 。 15 15 2.滑动变阻器的选择 滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用,为了使电流电压有较明显的变化,在限流电路中,一般 滑动变阻器的阻值 R>10RX;在分压器电路中,一般滑动变阻器的阻值 R<0.5Rx。在本题中不要求选择 滑动变阻器,但满足了后一条件,因此应连成分压式。 3.安培表内接法和外接法的选择 因为 RX =25KΩ >>RA =300Ω ,所以采用安培表内接法 4.分压电路和限流电路的选择 分压电路可以使待测电阻上的电压从零调到最大值,连线较复杂,分压电路消耗的额外功率大;限流 电路对电压的调节范围较小.但连线简单,限流电路消耗的额外功率小.我们可根据这两种电路的特点, 按照实验要求进行选择。在上面例题中,如果用限流电路,因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的 25 倍, 所以变阻器对电流、电压的的调节作用很小.这里我们应该选用调节作用范围大的分压器电路. 解答:根据上 述分析,选择电流 V1 表和电压表应为 25K A2 和 V1: A 画出实验电路 RX 1K 图如下: 实物图连线如 图示:

Ω

Ω

V

V

2

Ω

Ω

Ε

=15 V



+

练习 3.用伏安法测一个电阻 Rx 的阻值。器材如下:①待测电阻 Rx(约 2kΩ );②微安表(0—500μ A, 内阻 100Ω );③电压表(0—3V,内阻 100kΩ );④稳压电源(输出电压 20V);⑤变阻器(0—30kΩ )。试画 出实验电路。 解析:若接成限流电路,Imin=E/R 总=20/(2+30)×10 =0.62×10 A=620μ A,大于微安表的量程,为安全计将滑动变阻器接成分压器电路如图所示。 四、电学仪器选择的原则 (1)安全性原则:电流表和电压表在使用中,测量对象不能超过其量程,
3 -3

正、负接线柱不能接反;电源、滑动变阻器、电阻、灯泡等器材,电流和端电压不能超过它们的额定值。 (2)准确性原则:在确保安全的前提下,尽可能选取小量程,以增加读数的准确性。 通常应使指针至少超过满偏的三分之一。 (3)方便性原则:实验仪器的调节要简单方便,包括滑动变阻器规格、分压式连接与限流式连接的 选择等。 五、实物图连线的基本方法和注意事项 1.连线顺序及注意事项 ①依照电路图,本着先干路后支路的顺序,从电源正极开始,沿电流方向先将干路中与电源串联的器 件连接起来,主控电键要串联在干路中,再将各并联的器件分清主次进行连接。 ②每根连线的两端都要与相关器件的接线柱相接。连线不能交叉,也不能分岔,因此连线前要合理规 划和布局。 2.电流表和电压表的连接 ①电流表和电压表要正确地连入电路,前者串联后者并联,正、负接线柱不能接反,正接线柱接电势 高的点,负接线柱接电势低的点。 ②注意电流表是外接还是内接。 ③接线处要与所选量程相对应。 3.滑动变阻器的连接 ①确定滑动变阻器是采用限流式接法,还是分压式接法; ②不能只将滑杆上的两个接线柱接入电路而造成短路,也不能只将下方的两个接线柱接入电路,变成 一个固定电阻。 ③选取恰当的阻值,注意额定电流。 提示: 一般先从电源正极开始,到电键,再到滑动变阻器等。按顺序以单线连接方式将干路中要串联 的元件依次串联起来;然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。连接完毕,应进行检查,检查电 路也应按照连线的方法和顺序。

仪器的读数 1.(2006 年高考江苏综合)关于多用电表的使用,下列说法中正确的是( A.用电流挡测电流或用电压挡测电压前,必须 检查机械零点 B.用电阻挡测电阻前,不需要检查机械零点 C.用电阻挡测电阻时,若从一个倍率变换到另 一个倍率,不需要重新检查欧姆零点 D.用电阻挡测电阻时,被测电阻的阻值越大, 指针向右转过的角度就越大 )

综合应用 1.一电阻额定功率为 0.01W,阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为 40kΩ .现有下列仪表元件,试设计 适当的电路,选择合适的元件,较精确地测定其阻值 ①电流表,量程 0~300μ A,内阻 150Ω ;②电流表,量程 0~1000μ A,内阻 45Ω ;③电压表,量 程 0~3V,内阻 6kΩ ;④电压表,量程 0~15V,内阻 30kΩ ;⑤电压表,量程 0~50V,内阻 100kΩ ;⑥ 干电池两节,每节电动势为 1.5V;⑦直流稳压电源,输出电压 6V,额定电流 3A;⑧直流电源,输出电压 24V,额定电流 0.5A;⑨直流电源,输出电压 100V,额定电流 0.1A;⑩滑动变阻器,0~50Ω ,3W;⑾ 滑动变阻器,0~2kΩ ,1W;⑿电键一只,连接导线足量. 解析:①由于现有器材中有电流表和电压表,故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值.又因待测电阻 为一大电阻,其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近,故应该采用电流表内接法. ②由于现有滑动变阻器最大阻值比待测电阻小得多,因此,若用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电 压,只能采用分压接法,如图(否则变阻器不能实现灵敏调节). ③为了确定各仪表、元件的量程和规格,首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算: 最大电流为 Im=

P =500μ A;最大电压 Um=IR=20V。由于实验中的电流和电压可以小于而不能超 R

过待测电阻的额定电流和额定电压,现有两个电流表内阻相近,由内阻所引起的系统误差相近,而量程 0~1000μ A 接入电路时,只能在指针半偏转以下读数,引起的偶然误差较大,故选用量程为 0~300μ Α 的 电流表. -4 3 ④选定电流表后,待测电阻上的最大实际电压约为 3×10 ×40×10 V=12V,故应选用量程为 15V 的 电压表。 ⑤由于在图中所示的电路中,要实现变阻器在较大范围内灵敏调节,电源电压应比待测电阻的最大实 际电压高,故电源应选输出电压为 24 V 一种(其额定电流也远大于电路中的最大实际电流,故可用).


相关文章:
高中物理电学实验专题(经典)1
高中物理电学实验专题(经典)1_理化生_高中教育_教育专区。高中物理电学实验专题(经典) 电学实验(经典) 实验设计的基本思路 明确目的 →→ 选择方案 → 选定器材 ...
高中物理电学实验(1)1
高中物理电学实验一.解答题(共 20 小题) 1. (2013?北京)某同学通过实验测定一个阻值约为 5Ω 的电阻 Rx 的阻值. (1)现有电源(4V,内阻可不计) 、滑动...
高中物理电学实验习题大全(含答案)
高中物理电学实验习题大全(含答案)_理化生_高中教育_教育专区。电学实验 测定金属的电阻率 1.在“测定金属的电阻率”的实验中,所测金属丝的电阻大约为 5 丝的...
高中物理电学实验经典例题
高中物理电学实验经典例题_理化生_高中教育_教育专区。恒定电流实验复习题 一、...2.2 利用“安安”法测定值电阻的阻值 2、用以下器材测量一待测电阻的阻值。...
高中物理电学实验测试题(含答案)
高中物理电学实验测试题(含答案)_理化生_高中教育_教育专区。1.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻. ① 分别使用游标卡尺和螺旋测微器...
高中物理电学实验攻略
高中物理电学实验攻略 电学实验题型攻略电学设计性实验,其主要设计思想:电表量程的...(1)在上述器材中请选择适当的器材:___(填写选项前的字母) ;(2)实验电路图应...
高中物理电学实验专题(经典)1
高中物理电学实验专题(经典)1_理化生_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档高中物理电学实验专题(经典)1_理化生_高中教育_教育专区。电学实验(...
高中物理电学实验专题训练
高中物理电学实验专题训练_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。电学实验 1.(...( 月模拟) 他们在实验中测得用电器 Z 两端的电压与通过 Z 的电流的数据如...
人教版高中物理电学实验要点总结1
人教版高中物理电学实验要点总结1_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。电学实验...学生实验 两表一电阻 规格 量程 10mA、内阻 r1 待测(约 40Ω) 量程 500μ...
【物理】高中物理电学实验要点总结
【物理】高中物理电学实验要点总结一、难点形成的原因 1、对电流表、电压表的读数规则认识模糊,导致读数的有效数字错误 2、对滑动变阻器的限流、分压两种控制电路的...
更多相关标签:
高中物理电学实验专题 | 高中物理电学实验 | 高中物理电学实验题 | 高中物理电学实验总结 | 高中物理4个电学实验 | 高中物理电学实验例题 | 高中物理电学实验ppt | 高中物理电学实验视频 |