高三物理电路实验专题复习资料.docx
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高三物理电路实验专题复习资料
高三物理电路实验专题复习资料
高中物理电路实验专题复习
1
2
3(cm)
50
2、读数为:
读数为:
读数为:
3、多用电表表头的示意图如右。
在正确操作的情况下:
⑴若选择开关的位置如灰箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为________。
⑵若选择开关的位置如白箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为________。
⑶若选择开关的位置如黑箭头所示,则测量的物理量
是______,测量结果为________。
⑷若选择开关的位置如黑箭头所示,正确操作后发现
指针的偏转角很小,那么接下来的正确操作步骤应该
依次为:
__________,_________,____________。
⑸无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从_____表笔经______插孔流入电表。
欲用伏安法测定一个阻值约12欧的电阻,要求测量结果尽量准确,请选择合适的器材画出测
5、实验一:
测金属丝的电阻率
用伏安法测金属丝的电阻Rx(约为5Ω)的电阻率,已知电流表内阻为1Ω,量程0.6A,电压表内阻为几千欧,量程为3V,电源E=9V,滑动变阻值铭牌为“6Ω,5A”
,试画出电路图并连实物图。
6、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。
步骤如下:
⑴用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为mm;
⑶用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为Ω。
⑷该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R直流电源E(电动势4V,内阻不计)开关S,导线若干电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。
(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为
ρ=Ω·m。
(保留2位有效数字)某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I
电源、小灯泡、电键、导线若干。
⑵在图中坐标中画出U-I图像。
8、如图所示,图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I—U关系曲线图。
⑴为了通过测量得到图1所示I—U关系的完整曲线,在图2和图3两个电路中应选择的是图;简要说明理由:
。
(电源电动势为9V,内阻不计,滑线变阻器的阻值为0—100Ω)。
⑵在图4电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=250Ω。
由热敏电阻的I—U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为V;电阻R2的阻值为Ω。
U/V
I/A
据这些数据在右图中画出
U
-I图线。
根据图线可读出被测电池的电动势E
=____V
,
内电阻
r
=___
Ω。
10、测量电源的电动势E及内阻r(E约为6V,r约为1.5Ω)。
器材:
量程3V的理想电压表V,量程0.6A的电流表A(具有一定内阻),固定电阻R=8.5Ω,滑线变阻器R’(0~10Ω),开关S,导线若干。
⑴画出实验电路原理图。
图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
⑵用笔画线代替导线完成实物连接图。
⑶实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2。
则可以求出E=________,r=________(用I1、I2、U1、U2及R表示)。
1.8.478mm0.900mm20.5mm2.4.5V0.17A1.00A
3.
(1)电压1.23V
(2)电流50mA(3)电阻1700Ω(4)换大倍率进行欧姆调零再次测量(5)红+4.A1、V2、R2、外接、限流5.外接,分压?
?
6.
(1)50.15、
(2)4.700(3)220(4)如右图(5)7.6?
10?
27.外接,分压
?
d2U
4lI
8.
(1)2;图2电路电压可从0V调到所需电压,调节范围较大.(或图3电路不能测得0V附近的数据)
(2)5.2;111.8(111.6-112.0均给分)
(3)热敏温度计(提出其他实例,只要合理均给分)
[解析]为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线,滑动变阻器要采用分压式电路,且该热敏电阻的阻值比较小,测量电路应接成外接法。
9.E=1.45Vr=0.71Ω10、
第二轮复习实验专题
第一部分高中物理实验常用基础知识
一、常用实验原理的方法
1.控制变量法:
如:
在“验证牛顿第二定律的实验”中,加速度、力和质量的关系控制。
在“研究单摆的周期”中,摆长、偏角和摆球质量的关系控制等等。
2.理想化方法:
用伏安法测电阻时,选择了合适的内外接方法,一般就忽略电表的非理想性。
3.等效替代法:
某些量不易测量,可以用较易测量的量替代,从而简化实验。
在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中,两球碰撞后的速度不易直接测量,在将整个平抛时间定为时间单位后,速度的测量就转化为对水平位移的测量了。
4.微小量放大法:
微小量不易测量,勉强测量误差也较大,实验时常采用各种方法加以放大。
卡文迪许测定万有引力恒量,采用光路放大了金属丝的微小扭转;在观察玻璃瓶受力后的微小形变时,使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。
二、常见实验数据的收集方法
1
2.常见间接测量的物理量及其测量方法
有些物理量不能由测量仪器直接测量,这时,可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系,将待测物理量的测量转化
为基本物理量的测量。
三、常用实验误差的控制方法
为了减小由于实验数据而引起的偶然误差,常需要采用以下方法控制实验误差。
1.多次测量求平均值,这是所有实验必须采取的办法,也是做实验应具有的基本思想。
2.积累法。
一些小量直接测量误差较大,可以累积起来测量,以减小误差。
“用单摆测定重力加速度”的实验中,为了减小周期的测量误差,不是测量完成一次全振动的时间,而是测量完成30~50次全振动的时间。
四、常用实验数据的处理方法
1.列表法:
在记录和处理数据时,常将数据列成表格。
数据列表可以简单而又明确的表示出有关物理量之间的关系,有助于找出物理量之间的规律性的联系。
列表的要求是①写明表的标题或加上必要的说明;②必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义,并写明单位;③表中的数据要正确反映测量结果的有效数字。
2.作图法:
用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一。
用作图法处理数据的优点是直观、简便,有取平均的效果,由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系,找出规律。
作图的规则是:
①作图一定要用坐标纸.坐标纸的大小要根据测量数据有效数字的多少和结果的需要来定;②要标明坐标轴名、单位,在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值;③图上连线要是光滑曲线(或直线),连线时不一定要通过所有的数据点,而是要使数据点在线的两侧合理的分布;④在图上求直线的斜率时,要选取线上相距较远的两点,不一定要取原来的数据点;⑤作图时常设法使图线线性化,即“化曲为直”。
3.平均值法:
将测定的若干组数相加求和,然后除以测量次数.必须注意,求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。
4.逐差法:
这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法,这种方法充分利用了测量数据,具有较好的取平均的效果。
五、有关误差分析的问题
要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要;不要求计算误差。
要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。
第二部分电学实验基础知识
一、电路设计或器材选择原则
1、安全性:
实验的实施要安全可靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。
要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率,电源也有最大允许电流,不能烧坏仪器。
2、准确性:
在实验方案、仪器、仪器量程的选择上,应使实验误差尽可能的小。
保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。
3、便于调节:
实验应当便于操作,便于读数。
二、内、外接法的选择
1、外接法与外接法对比
2、内、外接法的确定方法:
①将待测电阻与表头内阻比较
RV?
Rx?
Rx为小电阻?
外接法
Rx
RA
RV<Rx?
Rx为大电阻?
内接法
Rx
RA
②试触法
触头P分别接触A、B
电压表示数变化大?
电流表分压作用大?
外接法电流表示数变化大?
电压表分流作用大?
内接法
三、分压、限流接法的选择
1
2①从节能角度考虑,能用限流不用分压。
②下列情况必须用分压接法
A.调节(测量)要求从零开始,或要求大范围测量。
B.变阻器阻值比待测对象小得多(若用限流,调不动或调节范围很小)。
C.用限流,电路中最小的电压(或电流)仍超过用电器的额定值或仪表量程。
四、实物图连接的注意事项和基本方法
⑴注意事项:
①连接电表应注意量程选用正确,正、负接线柱不要接错。
②各导线都应接在接线柱上,不应在导线中间出现分叉。
③对于滑动变阻器的连接,要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻,在接线时要特别注意不能
将线接到滑动触头上。
⑵基本方法:
①画出实验电路图。
②分析各元件连接方式,明确电流表与电压表的量程。
③画线连接各元件。
(用铅笔画线,以便改错)连线方式应是单线连接,连线顺序应先画串联
电路,再画并联电路。
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。
第三部分测量电阻的方法
一、欧姆表粗测
二、伏安法(电压表+电流表)
原理:
部分电路欧姆定律I?
U,测出电阻两端的电压和通过电阻的电流后,便可求得其阻值R?
U。
R
I
三、伏安法的拓展(电表的选取应注意安全性、准确性)
(1)利用已知内阻的电压表:
利用“伏伏”法测定值电阻的阻值(用电压表算电流)【例题1】用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):
电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关K,导线若干。
测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。
(2)利用已知内阻的电流表:
利用“安安”法测定值电阻的阻值(用电流表算电压)
【例题2】用以下器材测量一待测电阻的阻值。
器材(代号)与规格如下:
电流表A1(量程250mA,内阻r1为5Ω);标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);待测电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(最大阻值10Ω);电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);单刀单掷开关S,导线若干。
⑴要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号.
⑵需要直接测量的物理量是_______,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1=________。
(3)电压表、电流表混合用
【例题3】有一电阻Rx,其阻值在100~200Ω之间,额定功率为0.25W。
要用伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有:
安培表A1,量程为50mA,RA1=100Ω安培表A2,量程为1A,RA2=20Ω
电压表V1,量程为5V,RV1=10kΩ电压表V2,量程为15V,RV2=30kΩ变阻器R1,变阻范围0~20Ω,2A变阻器R2,变阻范围0~1000Ω,1A9V电源,电键,导线。
⑴实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是:
。
⑵画出所用实验电路图。
四、电表内阻的测量方法1、互测法:
①电流表、电压表各一只,可以测量它们的内阻:
②两只同种电表,若知道一只的内阻,就可以测另一只的内阻:
③两只同种电表内阻都,则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻:
2、替代法:
电学实验专题
测电动势和内阻
(1)直接法:
外电路断开时,用电压表测得的电压U为电动势E;U=E
(2)通用方法:
AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法;
①单一组数据计算,误差较大
②应该测出多组(u,I)值,最后算出平均值
③作图法处理数据,(u,I)值列表,在u--I图中描点,最后由u--I图线求出较精确的E和r。
(3)特殊方法
(一)即计算法:
画出各种电路图E?
I1(R1?
r)I1R1-I2R2(一个电流表和两个定值电阻)II(R-R)
E?
1212r?
E?
I2(R2?
r)I2-I1I2-I1Iu-I2u1rE?
12E?
u2?
I2rI1-I2
u1
r
R1Eu
E?
u2?
2r
R2E?
u1?
E?
u1?
I1r
?
u2-u1
(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)
I1-I2
(一个电压表和两个定值电阻)
?
u1u2(R1-R2)(u-u)RR
r?
1212
u2R1-u1R2u2R1-u1R2
(二)测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法,如图甲法中:
所测得ε和r都比真实值小,ε乙法中:
ε测=ε真,且r测=r+rA。
(三)电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定,单独使用A表时,读数是UA,单独使用B表时,读数是UB,用A、B两表测量时,读数是U,则ε=UAUB/(UA-U)。
/r测=ε测/r真;
电阻的测量
AV法测:
要考虑表本身的电阻,有内外接法;多组(u,I)值,列表由u--I图线求。
怎样用作图法处理数据欧姆表测:
测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小
使用方法:
机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。
注意:
测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使接欧姆调零。
电桥法测:
指针__附近,每次换挡要重新短
RRRR1
?
3?
R?
23R2RXR1
闭s2,调
2;
1
一、测量电路(内、外接法)记忆决调“内”字里面有一个“大”字
当Rv、RA及Rx末知时,采用实验判断法:
左端为定端,M、N端为动端。
动端分别与M接时(I1;u1),动端与N接时(I2;u2)
若I有较大变化(即u1-u2?
I1-I2)说明v有较大电流通过,采用内接法
u1I1若u有较大变化(即u1-u2?
I1-I2)说明A有较强的分压作用,采用内接法u1I1
测量电路(内、外接法)选择方法有(三)
①
Rx与Rv、RA粗略比较
②计算比较法Rx与RARv比较③当Rv、RA及Rx末知时,采用实验判断法:
以“供电电路”来控制“测量电路”:
采用以小控大的原则
三、选实验试材(仪表)和电路,
按题设实验要求组装电路,画出电路图,能把实物接成实验电路,精心按排操作步骤,过程中需要测?
物理量,结果表达式中各符号的含义.
(1)选量程的原则:
测uI,指针超过1/2,测电阻刻度应在中心附近.
(2)方法:
先画电路图,各元件的连接方式(先串再并的连线顺序)
明确表的量程,画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填,
先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上.
(3)
用伏安法测小电珠的伏安特性曲线:
测量电路用外接法,供电电路用调压供电。
(4)实物图连线技术
无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;即:
先接好主电路(供电电路).对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。
对分压电路,在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负接线柱的情况,将伏安法部分接入该两点间。
实物连线的总思路分压(滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端)限流(一般连上一接线柱和下一接线柱)
(两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位
总开关一定接在干路中微安表改装成各种表:
关健在于原理
首先要知:
微安表的内阻、满偏电流、满偏电压。
采用半偏法先测出表的内阻;最后要对改装表进行较对。
(1)改为V表:
串联电阻分压原理
ugRg
?
u-ugR
?
R?
(
u-ugug
)R?
(n-1)Rg(n为量程的扩大倍数)
(2)改为A表:
并联电阻分流原理
IgRg?
(I-Ig)R?
R?
(3)改为欧姆表的原理
IgI-Ig
Rg?
1
Rg(n为量程的扩大倍数)n-1
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小
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