高中电学实验复习汇总Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:8335589
- 上传时间:2023-05-11
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:270.61KB
高中电学实验复习汇总Word文档下载推荐.docx
《高中电学实验复习汇总Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中电学实验复习汇总Word文档下载推荐.docx(21页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
100%其中U是改装表的读数,U0是标准表的读数
注:
改装电压表和标准电压表并联进行核对
④表流表内阻误差分析
在半偏法测内阻电路中,当闭合S2时,引起总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R’的电流比电流表电流多,R’的电阻比电流表的电阻小,但我们就把R’的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。
(2)电压表改装电流表电路
①用半偏法测电压表的内阻
先将R调到最左端,闭合S1和S2,调节R使电压表满偏,然后使R不变,断开S2调节R’使电压表指到满刻度的一半,此时电阻箱R’的读数即为电流表的内阻rg。
此处R’只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比电压表的电阻大一点就可以了,R一般使用滑动变阻器,其阻值要求较小,以减小因闭合S2而引起总电压的变化,从而减小误差。
若改装电压表量程为U,内阻为Rv,改装后的电流表的量程为I,则并联电阻Rx=____________
要求标准表A和改装表串联才能进行核对,其百分误差的计算方法为
100%
注意:
将改装电流表和标准电流表串联进行核对
④电压表内阻误差分析
在半偏法测电压表内阻电路中,在断开S2时,引起总电阻增大,滑动变阻器两端分得电压将超过原电压表的满偏电压,调节R’使电压表半偏时,R’上的电压将比电压表半偏电压大,故R’的电阻比电压表的内阻大,所以测得电压表内阻偏大。
二、器材选取原则
1.准确性原则:
选用电表量程应可能减小测量值的相对误差,电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程,若指针偏转不到满偏角度的1/3,读数误差较大。
2.安全性原则:
通过电源,电表,滑动变阻器,用电器的电流不能超过其允许的最大电流。
3.便于操作原则:
选择控制电路时,既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求,又要注意便于操作。
三、电路选取
1.电流表内外接法选取
(1)基本电路
(2)电路的对比
连接方式
误差来源
测量值与真实值关系
适用范围
外接法
电压表分流
电流表的读数大于流过待测的电流,故:
R测<
R真
测小电阻
内接法
电流表分压
电压表读数大于待测电阻两端的电压,故:
测大电阻
(3)判断方法
①直接比较法:
当待测电阻Rx较小且远小于电压表内阻Rv时,应选用外接法;
当待测电阻Rx较大且远大于电流表内阻RA时,应选用内接法。
②临界值法:
当待测电阻Rx<
时,视Rx为小电阻,应选用外接法;
当Rx>
时,视Rx为大电阻,应选用内接法;
当Rx=
时,两种接法均可。
2.滑动变阻器分压式、限流与接法选取
调节范围
限流式电路
分压式电路
电压调节范围
0→U
电流调节范围
0→
说明:
U为电源端电压,R为滑动变阻器最大电阻,Rx为待测电阻阻值。
①负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R,须用分压式接法,此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。
②要求负载上电压或电流变化范围大,且从零开始连续可调,须用分压式接法。
③采用限流电路时,电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时,应采用变阻器的分压式接法。
④负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大,并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调,可用限流式接法。
⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法,因为限流式接法总功率较小。
一、描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):
I(A)
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U(V)
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
(1)在左下框中画出实验电路图.可用的器材有:
电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0—10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干.
(2)在右图中画出小灯泡的U—I曲线.
(3)如果某一电池的电动势是1.5V,内阻是2.0Ω.问:
将本题中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少?
(简要写出求解过程;
若需作图,可直接画在第
(2)小题的方格图中)
二、伏安法测电阻:
1.用伏安法测定一个阻值约为25KΩ,额定功率为1/20W的电阻的阻值,备用仪器及元件有:
(1)待测电阻R。
(2)直流电流表二只:
A1一量程0~100uA,内阻约为2KΩ;
A2一量程0~500uA,内阻约为300Ω。
(3)直流电压表三只:
V1量程O~1V,内阻约为10KΩ;
V2一量程O~10V,内阻约为100KΩ;
V3—量程O~50V,内阻约为500KΩ。
(4)电源三件(内阻不计):
ε1一二节干电池,每节1.5V;
ε2一直流稳压电源,输出电压15V,额定电流1A;
一直流稳压电源,输出电压50V,额定电流0.5A。
(5)滑动变阻器R1,电阻值1KΩ,额定功率1w。
(6)电键一个,导线若干。
试从以上所提供的仪器和元件中选择合适的规格及适宜的线路,使得被测电阻的测量结果达到尽可能高的精确度。
(1)画出电路图并标明所选仪器与元件的规格;
(2)简要说明设计的理由。
2.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(约100Ω).
电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计;
①要求测量中尽量减小误差,并测多组数据.试在虚线框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).
②根据你所画的电路原理图,将图9所示的实物连成实验电路.
③若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=____________.
3.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;
滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;
单刀单掷开关S,导线若干.
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的
,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中的相应的英文字母标注).
(2)若电压表V1的读数用U1表示,电压表v2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=____________________.
(3)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
三、测电表内阻:
以测量电表的内阻为例:
纵向:
伏安法及变式
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未知,则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻
横向:
除伏安法外,还常用替代法、半偏法和闭合电路欧姆定律(计算法)
替代法
半偏法测电流表内阻
方法:
1、选择电阻远大于电流计内阻的变阻器R接入干路,首先接通
S1,调节R似电流计满偏;
1、再闭合S2,调节变阻箱R1,使电流计指针半偏;
2、由于并联部分的电阻远小于变阻器R的电阻,所以调节变阻箱R1时,可以近似认为总电流没有发生变化,所以通过表头和R1的电流近似相等,故此时R1的值近似等于表头的内阻。
注意:
(1)接入干路的变阻器R阻值必须远大于表头内阻,所以尽量选大的;
(2)与表头并联的R1必须使用电阻箱,因为电阻箱才可以直接读出阻值;
(3)实际上,通R1的电流大于总电流的一半,而此法测得的表头内阻偏小。
闭合电路欧姆定律(计算法)
四、测电源的电动势和内阻
1、某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。
已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约为1Ω;
电压表(0一3V,3kΩ)、电流表(0~0.6A,1.0Ω)、滑动变阻器有R1(10Ω,2A)和R2(100Ω,0.1A)各一只.
(1)实验中滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”)。
(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。
(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U-I图线,由图可较准确地求出该电源电动势E= V;
内阻,r Ω。
2.需要测一个内阻较大的电源的电动势和内阻,现只有两只电压表V1、V2,以及电键和一些导线,已知电压表V1的内阻为R0,两电压表的量程均略大于估计出的电源电动势。
(1)画出测量电路
(2)列出求解方程(对使用的符号要有必要的文字说明)
3、现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧)要求:
(1)在右边方框中画出实验电路图:
(2)简要写出完成接线后的实验步骤;
(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式
=。
4、现有器材:
量程为10mA,内阻约为30~40
的电流表一个,定值电阻R1=150
,定值电阻R2=100
,单刀双掷开关S,导线若干。
要还应利用这些器材测量一干电池(电动势约1.5V)的电动势。
①在下面方框内画出实验电路
②用已知量和直接测得的量表示待测电动势。
表达式为E=____________,各直接测量的量的意义是___________________。
五、电表改装及校对
1.如图所示将一改装后的电流表接入电路并进行校准,发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些.如果表头G的满偏电流Ig是准确的,则出现误差的可能原因是( )
A.Rg的测量值比真实值大 B.Rg的测量值比真实值小
C.所并联的R0比用公式R0′=
计算出的R0′偏小
D.所并联的R0比用公式R0′=
计算出的R0′偏大
2.要将量程10mA的电流表改装为量程为10V电压表(电流表内阻RA约为200Ω).除此电流表外,还有下列器材:
A.电动势E约为1.5V,内阻可忽略不计的干电池一节
B.量程为15V的标准电压表
C.学生电源
D.标准电阻150Ω
E.电阻箱0-9999.9Ω
F.滑动变阻器0-100Ω1A
G.电键、导线若干
(1)在右上方框中画出实验电路图
(2)写出改装和校对电表的主要步骤
(3)计算电流表内阻的表达式为;
将电流表改装
成电压表串联电阻箱所取阻值的计算式________________
六.多用电表
6.1刻度特点
多用表面板如图所示直流电流、电压的刻度是均匀的,
交流电流、电压和欧姆挡刻度是不均匀的.
6.2使用多用表欧姆挡粗测电阻
A.原理如图所示
调0时Ig=E/(Rg+r+R)=E/R内①,
测量时I=E/(R内+Rx)②
只要将对应Rx值的电流刻度I改为阻值Rx,即为欧姆表.
B.使用步骤及注意事项:
①用螺丝刀进行机械调0(左侧0).②选挡.测电流、电压时选择合适量程;
测电阻时选择合适的倍率.以使指针指在中央1/3刻度范围,可用比估计值低1个数量级的倍率,如估计值为200Ω就应该选×
10的倍率.③用调0旋钮(电阻)进行调0(表笔直接接触,指针指右侧0刻度).④将红黑表笔接被测电阻两端进行测量.⑤将指针示数乘以倍率得测量值.⑥将选择开关扳到OFF或交流电压最高档.
C.注意:
①用欧姆挡测电阻,如果指针偏转角度太小,应增大倍率;
如果指针偏转角度太大,应减小倍率.
②每次换挡后都要重新进行电阻调0.
【例1】用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值,若将选择倍率的旋钮拨至“×
100Ω”的挡时,测量时指针停在刻度盘0Ω附近处,为了提高测量的精确性,有下列可供选择的步骤:
A.将两根表笔短接.
B.将选择开关拨至“×
1kΩ”挡.
C.将选择开关拨至“×
10Ω”挡.
D.将两根表笔分别接触待测电阻的两端,记下读数.
E.调节调0电阻,使指针停在0Ω刻度线上.
F.将选择开关拨至交流电压最高挡上.
请你选出正确合理的步骤
【例2】有一内阻未知(约25kΩ~35kΩ)、量程未知(约25V~35V),共有30个均匀小格的直流电压表
.
(1)某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势,他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30.
A.请你将他们的实验电路连接起来.他们在实验过程中,欧姆档的选择开关拨至倍率“×
_______”.
B.在实验中,同学读出电压表的读数为U,欧姆表指针所指的刻度为n,并且在实验过程中,一切操作都是正确的,请你导出欧姆表电池的电动势表达式.
(2)若在实验过程中测得该电压表内阻为30kΩ,为了测出电压表的量程,现有下列器材可供选用,要求测量多组数据,并有尽可能高的精确度.
标准电压表
:
量程3V,内阻3kΩ
电流表
量程0~3A,内阻未知
滑动变阻器:
总阻值1kΩ
稳压电源E:
30V,内阻不能忽略
电键、导线若干
A.在右边方框中画出实验电路图
B.选用记录数据中任一组,写出计算量程的
表达式Ug=______________.
式中各字母的意义是____________________________________________.
【例3】、(测欧姆表的内阻及欧姆表内电池的电动势)多用电表的欧姆档是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图所示:
当选用×
100档时,其内电池电动势约3V,内阻约为1.5kΩ。
现要求测量×
100档时欧姆表内阻和欧姆表内电池电动势,实验室提供如下器材:
A、电流表,量程3mA,内阻约600Ω;
B、电阻箱,最大电阻值9999Ω,阻值最小改变量为1Ω;
C、电键一个,电线若干。
(1)下面是实验步骤,试填写所缺的③和④。
①检查表针是否停在左端“0”位置,如果没有停在零位置,用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的调整定位螺丝,使指针指零;
②将红表笔和黑表笔分别插入正(+)、负
(一)测试笔插孔,把电阻档调到×
100位置,把红黑表笔相接触,调整欧姆档的调零旋钮,使指针指在电阻的零刻度位置上;
③__________________________________________________________________;
④______________________________________________________________________。
(2)求出计算欧姆表内阻和电池电动势的公式(用测得的物理量表示)。
七、示波器问题
1.如图所示,甲为示波器面板,乙为一信号源.
(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形,应将信号源的a端与示波器面板上的接线柱相连,b端与接线柱相连.
(2)若示波器所显示的输入波形如图丙所示,要将波形上移,应调节面板上的旋钮;
要使此波形横向展宽,应调节旋钮;
要使屏上能够显示3个完整的波形,应调节旋钮.
(3)调节______使图象从负半周开始。
(4)示波器面板上,用来调节图象在竖直方向或水平方向的幅度的是_______旋钮或_______旋钮;
扫描范围旋钮用来改变扫描电压的_______范围,有四个挡,选定某一挡后,要使对象在该挡内连续改变,应使用_______旋钮.
(5)为了在荧光屏上获得一个亮度适中的亮斑,开机前,先把
旋钮_______(填“逆时针”或“顺时针”)转到底,
旋钮和
旋钮转到_______(填“逆时针到底”、“顺时针到底”或“中间”)位置,扫描范围旋钮置于______挡.打开电源,预热后_______(填“逆时针”或“顺时针”)旋转________旋钮,至屏上出现一个亮斑,通过旋转_________旋钮和_________旋钮使亮斑最圆最小.
八、黑箱问题:
黑箱的判断是一个复杂的问题,其中的元件不一定只是纯电阻.要知道一些典型元件的特性.如,二极管具有单向导电性,正向电阻较小(几十欧),反向电阻很大(几十千欧~几百千欧).如果用欧姆表测得某两点间的正、反向阻值差别很大,那么这两点间应是连接了一只二极管.如果用欧姆表测量某两点间,指针先是大幅偏转,阻值很小,然后指针缓缓返回,最后停在接近“∞”的位置,那么这两点间应是连接了一个电容器,上述指针的偏转和变化是对电容器充电的过程.总之,一定要了解这些典型器件的电学特性,这是判断的基础.
图1-7-28
1.黑箱有A、B、C三个接线柱,两个接线柱间最多只能接一个元件.黑箱内的元件是一只电阻和一只二极管.某同学用正确的操作方法利用多用电表进行了6次测量,各次红、黑表笔的位置和测得的阻值如下表所示.可以判定:
红表笔接
A
B
C
黑表笔接
测得阻值(Ω)
100
10K
10.1K
90
190
⑴电阻接在_______两点间,阻值为________Ω.
⑵二极管接在_____两点间,正极接在____点.其正向阻值为_____Ω,反向阻值为_____Ω.
2.图中,a、b、c、d是露在盒外的四个接线柱,内部接有R1、R2、R3三只定值电阻,已知R1=2Ω,R2=3Ω,R3=5Ω,用多用电表欧姆档测量,测得Rbc=2.5Ω,Rab=Rbd=
1.6Ω,试画出三只电阻在盒内的接线图,并标明R1、R2、R3.
图5-2-7
九、电场中等势线的描绘
9.《电场中等势线的描绘》的实验装置如图7所示.
图7
(1)图中电源应是约_____V的直流电源;
(2)在平整的木板上,由下而上依次铺放_______、_______、_______各一张,且导电纸有导电物质的一面要朝_______(选填”上“或”下“);
(3)若由灵敏电流表的两个接线柱引出的两个表笔(探针)分别接触图中d、f两点(d、f连线和A、B连线垂直)时,指针向右偏(若电流从红表笔流进时,指针向右偏),则电流表的红表笔接触在_______点;
要使指针仍指在刻度盘中央(即不发生偏转),应将接f的表笔向_______(选填“左”或“右”)移动;
(4)在实验中,若两表笔接触纸面任意两点,发现电流表指针都不发生偏转,可能的原因是.
十、电表的非常规接法
电表的常规接法是:
电流表串联接入电路中,电压表并联接在电路上.如果没有特别声明,可把电表理想化(即RA=0,RV=∞),电表的接入和取出对电路不产生影响。
实际使用的电流表内阻很小但不为零,电压表内阻很大但不为无穷大。
实验时,电表可以采用非常规接法,即电流表并联在用电器两端,电压表串联在电路上。
对电表的非常规接法,高考也多次考查。
A.电压表的串联接法
B.
【例1】
(1997年高考题):
某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ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200μA)
电流表A2(量程0.6mA)电流表A3(量程0.6A)
滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)电源E(电动势4V)开关S
(1)所提供的电流表中,应选用_______(填写字母代号)
(2)为了尽量减小误差,要求测量多组数据,试画出符合要求的实验电路图。
【例2】一只电压表,量程已知,内阻为RV,另有一电池(电动势未知,但不超过电压表的量程,内阻可忽略不计)。
请用这只电压表和电池,再和一个开关以及一些连接用导线,设计测量某一高值电阻Rx的实验方法.(已知Rx的值与RV相差不大)
B.电流表的并联接法
电路两端电压很小,把电流表并联在电路上,流过电流表的电流小于量程,这种非常规接法仍然可行.如2000年高考16题,电流表必须并联。
【例3】:
从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材(代号)规格
电流表(A1)量程10mA,内阻r1,待测(约40Ω)
电流表(A2)量程500μA,内阻r2+750Ω)
电压表(V)量程10V,内阻r3=10kΩ
电阻(R1)阻值约100Ω,作保护电阻用
滑动变阻器(R2)总阻值约50Ω
电池(E)电动势1.5V,内阻很小
开关(S)导线若干
(1)画出电路图,标明所用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为____式中各符号的意义是_______。
十一、几种典型的测量电路及其误差分析:
<
方法1>
1、误差来源:
伏特表分流;
2、测量值与真实值的关系:
E测<
E真r测<
r真
方法二>
1、若安培表外接,则电流的测量值与总电流相等,而伏特表的读数则小于路端电压。
所以此时的误差来自于安培表分压。
2、测量值与真实值的关系:
E测=E真,r测>
特殊方法一则:
例1:
用图3-85所示的电路(R1、R2为标准定值电阻)测量电源的电动势
和内电阻r时,如果偶然误差可忽略不计,则下列说法中正确的是________.(填字母序号)
图3-85
A.电动势的测量值等于真实值
B.内电阻的测量值大于真实值
C.测量误差产生的原因是电流表具有内阻
D.测量误差产生的原因是测量次数太少,不能用图象法求
和r
若将图3-85中的电流表去掉,改用量程适中的电压表来测定电源的电动势
和内
- 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 电学 实验 复习 汇总