高中物理电学实验总结.pdf
《高中物理电学实验总结.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理电学实验总结.pdf(19页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 1 页 共 19 页高中物理电学实验总结高中物理电学实验总结电学实验是高考考察的重要内容,几乎每年都涉及到,有时侧电学实验是高考考察的重要内容,几乎每年都涉及到,有时侧重:重:1、电子仪器的选用共和读书2、电路的设计3、数据的处理和误差分析一一专题要点专题要点1.测定金属的电阻率2.描绘小灯泡的伏安特性曲线3.电表的改装4.测电源电动势和内阻5.多用表探索黑箱内的电学原件二二重点摘要重点摘要1.测定金属的电阻率实验目的:用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率;练习使用螺旋测微器。实验原理:根据电阻定律公式 R=,只要测量出金属导线的长度 和它的直径 d,计算出导线的横Sll截面积 S,并用伏
2、安法测出金属导线的电阻 R,即可计算出金属导线的电阻率。实验器材:被测金属导线,直流电源(4V),电流表(0-0.6A),电压表(0-3V),滑动变阻器(50),电键,导线若干,螺旋测微器,米尺。实验步骤:用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值 d,计算出导线的横截面积 S。按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量 3 次,求出其平均值。l把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误第 2 页 共 19 页后,闭合电键 S。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组
3、相应的电流表、电压表的示数I 和 U 的值,断开电键 S,求出导线电阻 R 的平均值。将测得的 R、d 值,代入电阻率计算公式中,计算出金属导线的电llIUdlRS42阻率。拆去实验线路,整理好实验器材。注意事项:本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度 I 的值不宜过大(电流表用 00.6A 量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。2.测定电源电动势和内阻实验目的:经历实验过程,掌握实验方法,学会根据实验合理外推进行数据处理的方法。进行电源电动势和内阻测量误差的分析,了解测量
4、减小误差的方法。实验原理:电源电动势和内阻不能直接进行测量,但电源在电路中,路端电压和电流与电动势和内阻可以通过闭合电路欧姆定律建立联系,因此,通过测量路端电压和电流,可以计算电动势和内阻。由于有电动势和内阻两个未知量,所以要改变路端电压和电流至少获得两组数据,才能利用闭合电路欧姆定律(E=U+Ir)建立两个方程,解得电动势和内阻。实验方法:由(E=U+Ir)可知,测量器材为一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、电源、导线、开关由(E=U+Ir)变形(E=IR+Ir)可知,测量器材为一个变阻箱、一个电流表、电源、导线、开关由(E=U+Ir)变形(E=U+Ur/R)可知,测量器材为一个变阻箱、
5、一个电压表、电源、导线、开关3.练习使用多用电表实验目的:练习使用多用电表测电阻 第 3 页 共 19 页实验原理:多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图),表头是一块高灵敏度磁电式电流表,其满度电流约几十到几百A,转换开关和测量线路相配合,可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如图所示,当红、黑表笔短接并调节 R 使指针满偏时有 Ig=(1)Rrrg中R 当电笔间接入待测电阻 Rx时,有 Ix=(2)xRR中 联立(1)、(2)式解得 =(3)gxII中中RRRx 由(3)式知当Rx=R中时,Ix=Ig,指针指
6、在表盘刻度中心,故称 R中为欧姆表的中值电阻,21由(2)式或(3)式可知每一个Rx都有一个对应的电流值 I,如果在刻度盘上直接标出与 I对应的 Rx的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端,就可以从表盘上直接读出它的阻值。由于电流和电阻的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻的零刻度在电流满刻度处。实验器材:多用电表,标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个,小螺丝刀。实验步骤:机械调零,用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处,并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。选挡:选择开关置于欧姆表“1”挡。短接调零:在表笔短接时调整欧姆挡
7、的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处,若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零,应更换表内电池。测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开第 4 页 共 19 页表笔。换一个待测电阻,重复以上 2、3、4 过程,选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定,可置于“1”或“10”或“100”或“1k”挡。多用电表用完后,将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡,拔出表笔。注意事项:多用电表在使用前,应先观察指针是否指在电流表的零刻度,若有偏差,应进行机械调零。测量时手不要接触表笔的金属部分。合理选择量程,使指针尽可能指在中间刻度附近(可参考指针偏转在5R中
8、的范围)。5R中若指针偏角太大,应改换低挡位;若指针偏 角太小,应改换高挡位每次换挡后均要重新短接调零,读数时应将指针示数乘以挡位倍率。测量完毕后应拔出表笔,选择开头置 OFF 挡或交流电压最高挡,电表长期不用时应取出电池,以防电池漏电。3.描绘小灯泡的伏安特性曲线1、实验目的实验目的1、描绘小灯泡的伏安特性曲线;2、分析曲线的变化规律并得出结论;3、能根据题目给出的实验数据,正确描出实验曲线,并由此计算相关物理量;能正确选择适的仪表和器材,选择适的量程和进行正确的实物连路,4、能处理相关的拓展性的实验课题;能够根据伏安特性曲线求出功率或导体电阻大小。二、实验原理实验原理在纯电阻电路中,电阻两
9、端的电压与通过电阻的电流是线性关系,但在实际电路中,由于各种因素的影响,UI 图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡的电压 U 和电流 I,然后在坐标纸上以 U 为纵轴,以 I 为横轴画出 UI 曲线。三、实验器材实验器材小灯泡、4V6V 学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。四、实验步骤、实验步骤第 5 页 共 19 页1、适当选择电流表,电压表的量程,采用电流表的外接法,按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。2、滑动变阻器采用分压接法,把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的 A 端,电路经检查无误后,闭合电键 S。3、改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的
10、示数 I 和 U,记入记录表格内,断开电键 S;4、在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流 I,横轴表示电压U,用平滑曲线将各点连接起来,便得到伏安特性曲线。5、拆去实验线路,整理好实验器材。五、注意事项注意事项1、因本实验要作出 IU 图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此,变阻器要采用分压接法;2、本实验中,因被测小灯泡电阻较小,因此实验电路必须采用电流表外接法;3、电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,使小灯泡的电压逐渐增大,可在电压表读数每增加一个定值(如 0.5V)时,读取一次电流值;调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压;4、电键闭合前变阻器滑片移到图中的
11、 A 端;5、坐标纸上建立坐标系,横坐标所取的分度例应该适当,尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线,不能画成折线。六、误差分析误差分析1、测量电路存在系统误差,未考虑电压表的分流,造成测得的 I 值比真实值偏大;2、描绘 IU 线时作图不准确造成的偶然误差。三、相关的基础知识1滑动变阻器的两种接法限流接法 如图 2 所示。用电器 Rx 的电压调节范围:电路消耗的总功率为:EI限流接法的选用原则:测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节,只在小范围内变化,且待测电阻 Rx 与 R 接近时。电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求时。两种方法都满
12、足时优先选用限流接法。(2).分压接法 如图 3 所示(0)xERxUE rRxRSa R bE rRxP图 3第 6 页 共 19 页Rx 电压调节范围 0UxE。开关闭合前,P 应在 a 端。分压接法的选用原则:测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。待测电阻 Rx 远大于 R,且要求电压变化范围较大时。采用限流接法时,电路中实际电压或电流的最小值仍超过 Rx 的额定值或电表量程时。2、电流表的内外接电流表外接法,如图 4 所示。误差分析:产生误差的原因:电压表 V 分流。适用于测小阻值电阻,即 Rx 远小于 Rv 时。电流表内接法,如图 5 所示。误差分析:产生误差的原因:电流表 A 分
13、压。适用于测大阻值电阻,即 Rx 远大于 RA时。内、外接法的选用原则3.3.关于用关于用 U UI I 线修正法定性分析测电源电动势和内阻的测量误差线修正法定性分析测电源电动势和内阻的测量误差用伏安法测量电源电动势、内电阻的学生实验中,有两种可供选择的实验电路。在两种电路中,由于伏特表的分流和安培表的分压引起的误差是不同的,我们可以用图线修正法简洁明快的分析两种电路引起的测量误差。第一种测量电路第一种测量电路:如图 10-20 和 10-21 中的 a 线,分别为测量电路和由此电路测出的数值画出的路端电压与电流强度的关系图线。误差分析方法如下:根据测量电路分析误差原因根据测量电路分析误差原因
14、:本测量电路产生误差的原因是由于伏特表的分流使得安培表的读数 I 小于干路总电流所致。考虑伏特表的内阻 RV,全电路的欧姆定律的方程应修正为IrU/()UUIrRv根据根据式寻找图线的准确点:式寻找图线的准确点:因电流的修正值为,可见当URUI U=0 时,电流误差为零。因此,图线与横轴的交点 P 为准确点,不须修正。在图线上任选一点在图线上任选一点 Q Q 进行修正进行修正:如图 12,Q 点的纵坐标 UQ不变,把(IQ+)做UQRU为 Q 点修正后的 Q/点的横坐标,连接 P 和 Q/得修正后的 UI 图线为 b 线。.VVXVAVXAVUR RURRIRRII测真VVAXAAAUUURR
15、RRII测真VAR待待图4R待待AV图 5aVAR待b图 60AVRR R图 10-20图 10-21第 7 页 共 19 页比较两条图线的纵截距和斜率比较两条图线的纵截距和斜率:因图线的纵截距等于电源电动势,图线斜率的绝对值等于电源内阻。所以,,rr/.可见电动势和内阻的测量值均小于真实值。/第二种测量电路第二种测量电路:如图 10-22 和 10-23 中的 a 线,分别为测量电路和由此测量电路画出的路端电压与电流强度的关系图线,误差分析方法如下:根据测量电路分析误差原因根据测量电路分析误差原因:本测量电路产生误差的原因是由于安培表的分压使得伏特表的读数小于电源的路端电压所致。考虑安培表的
16、内阻 RA,全电路的欧姆定律的方程应修正为IrU)(/ARrIU根据根据式寻找图线的准确点:式寻找图线的准确点:因电压的修正值为,AIRU 可见当 I=0 时,电压修正值为零.所以,图线与纵轴的交点 P 准确。在图线上任选一点在图线上任选一点 Q Q 进行修正进行修正:如图 22,Q 点的横坐标 IQ不变,(UQ+IQRA)做为修正后 Q/点的纵坐标,连接 P 和 Q/得修正后的 UI 图线为 b 线。比较两条图线的纵截距和斜率比较两条图线的纵截距和斜率:得=,rr/。可见,电动/势的测量值与真实值相等,而内阻的测量值大于真值。题型 1.(多用电表的使用)如图所示的电路中,1、2、3、4、5、
17、6 为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电路中的各点连接。(1)为了检测小灯泡以及 3 根导线,在连接点 1、2 已接好的情况下,应当选用多用电表的 挡。在连接点 1、2 同时断开的情况下,应当选用多用电表的 挡。(2)在开关闭合情况下,若测得 5、6 两点间的电压接近电源的电动势,则表明_ 可能有故障(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。例例 2:如图 10-3 所示,滑动变阻器电阻最大值为R,负载电阻R1=R,电源电动势为E,内阻不计.(1)当K断开,滑动头c移动时,R1两端
18、的电压范围是多少?(2)当K闭合,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少?图 10-3图 10-22图 10-23第 8 页 共 19 页(3)设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同,a、c间长度为x,当K接通后,加在R1上的电压U1与x的关系如何?例例 3:用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下:待测电阻Rx(阻值约 5,额定功率为 1 W);电流表A1(量程 00.6 A,内阻 0.2);电流表A2(量程 03 A,内阻0.05);电压表V1(量程 03 V,内阻 3 k);电压表V2(量程 015 V,内阻 15 k);滑动变阻器R0(050),蓄电池(电动势为 6 V
19、)、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选_,并画出实验电路图.例例 4:用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测电阻 Rx(约 100);直流电流表(量程 010 mA、内阻 50);直流电压表(量程 03 V、内阻 5 k);直流电源(输出电压4 V、内阻不计);滑动变阻器(015、允许最大电流 1 A);开关 1 个,导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.例例 5:某电压表的内阻在 2050K 之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:待测电压表 V(量程 3V),电流表 A1(量程 200A),电流表 A2(量程 5mA),电流表A3(量程 0.
20、6A),滑动变阻器 R(最大阻值 1k),电源 E(电源电压为 4V),开关 S.(1)所提供的电流表中应选用(填字母代号).(2)为了尽量减小误差,要求多测几组数据,试在图 10-9 方框中画出符合要求的实验电路(其中电源和开关及连线已画出).例例 6:有一改装的电流表A1需要与一标准电流表A2进行校对,采用如图所示 10-11 的电路,其中E为电源,R0为一限流电阻,R为一可变电阻,S为电键,限流电阻能够限制电路中的最大电流,使之不超出电流表的量程过多,从而对电流表起保护作用。实验中已有的器材及其规格如下:蓄电池E(电动势 6v,内阻约为 0.3),改装电流表A1(量程 00.6A,内阻约
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 电学 实验 总结
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。