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1、高中教育 | 精品借鉴电学实验总结超详细总结 电学实验 训练 和 力学实验训练一、难点形成的原因1、对电流表、电压表的读数规那么认识模糊，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原理把握不准，导致控制电路选用不当3、对实验测量电路、电学仪器的选用原那么把握不准，导致电路、仪器选用错误4、对电学实验的重点内容“电阻的测量方法无明确的归类，导致思路混乱5、对于创新型实验设计平时缺乏对实验思想方法如模拟法，转换法，放大法，比较法，替代法等进展归纳，在全新的实验情景下，找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案。受思维定势影响，缺乏对已掌握的实验原理，仪器的使用进展新情境下的
2、迁移利用，缺乏创新意识。 二、难点突破1、电流表、电压表的读数规那么：电流表量程一般有两种0.10.6A，03A；电压表量程一般有两种03V，015V。如图10-1所示：图10-1因为同一个电流表、电压表有不同的量程，因此，对应不同的量程，每个小格所代表的电流、电压值不一样，所以电流表、电压表的读数比较复杂，测量值的有效数字位数比较容易出错。下面是不同表，不同量程下的读数规那么：电压表、电流表假设用03V、03A量程，其最小刻度准确度分别为0.1V、0.1A，为10分度仪表读数，读数规那么较为简单，只需在准确度后加一估读数即可。如下图，电压表读数为1.88V，电流表读数为0.83A。假设指针恰
3、好指在2上，那么读数为2.00V或A。电压表假设用015V量程，那么其最小刻度为0.5V，为2分度仪表读数，所读数值小数点后只能有一位小数，也必须有一位小数。 如下图，假设指针指在整刻度线上，如指在10上应读做10.0V，指在紧靠10刻度线右侧的刻度线上即表盘上的第21条小刻度线读数为10.5V，假设指在这两条刻度线间的中间某个位置，那么可根据指针靠近两刻度线的程度，分别读做10.1V，或10.2V，或10.3V，或10.4V，即使是指在正中央，也不能读做10.25V，假设这样，那么会出现两位不准确的数，即小数点后的2和5，不符合读数规那么，如上图中所示，读数应为9.3V。电流表假设用0-0.
4、6A量程，那么其最小刻度为0.02A，为5分度仪表读数，其读数规那么与015V电压表相似，所读数值小数点后只能有两位小数，也必须有两位小数。 如上图所示，电流表读数为0.17A，假设指针指在第11条刻度线上，那么读数为0.22A，指在第10条刻度线上，读数为0.20A，指在第12条刻度线上，读数为0.24A。2、滑动变阻器应用分析滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，近几年高考电学设计性实验命题对其应用屡次直接或渗透考察.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点.图12-3滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2所示的两种电路中，滑动变阻器最大阻值为R0对负载RL的电压
5、、电流强度都起控制调节作用，通常把图a电路称为限流接法，图b电路称为分压接法.图10-2负载RL上电压调节范围忽略电源内阻负载RL上电流调节范围忽略电源内阻一样条件下电路消耗的总功率限流接法EULEILEIL分压接法0ULE0ILEIL+Iap比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小限流法.如图a所示，待测电阻上电压调节范围为.显然，当R0RL时，滑动触头在从b向a滑动的过程中，先是电流表、电压表的示数变化不大，后来在很小的电阻变化范围内，电流表、电压表的读数变化很快，也不方便读数，只有当RL与R0差不多大小时，才能对电流、电压有明显的调控作用.在同样能到达目的的前提下，限
6、流法较为省电，电路连接也较为简单.分压法.如图b所示，待测电阻上电压调节范围为0E，且R0相对于RL越小，R上的电压变化的线性就越好.当R0RL时，尽管UL变化范围仍是0E，但数据几乎没有可记录性，因为在这种情况下，滑片从左端滑起，要一直快到右端时，电压表上示数一直几乎为零，然后突然上升到E，对测量几乎没有用处.因此，分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。滑动变阻器的限流接法与分压接法：两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小，但在不同条件下，调节效果大不一样，滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循平安性、准确性、节能性、方便性原那么综合考虑，灵活选取.1.以下三种情况必须选用分压式接法1要求回路
7、中某局部电路电流或电压实现从零开场可连续调节时如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路，即大范围内测量时，必须采用分压接法.2当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时，必须采用分压接法.因为按图b连接时，因RLR0Rap,所以RL与Rap的并联值R并Rap，而整个电路的总阻值约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=Rap，显然ULRap,且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.3假设采用限流接法，电路中实际电压或电流的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.2.以下情况可选用限流式接法1测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开场连续调节，只是
8、小范围内测量，且RL与R0相差不大或RL略小于R0，采用限流式接法.2电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.3没有很高的要求，仅从平安性和准确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法.图10-3例1：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？3设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处一样，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？【审题】电键
9、断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路：限流和分压，把握限流和分压电路的原理是关键【解析】1假设K断开，那么该控制电路为滑动变阻器的限流接法，故U1E 2假设K闭合，那么该控制电路为滑动变阻器的分压接法，故0U1E3U1=IR并，R并=,I= 得：U1=【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同例2：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R0050 ,
10、蓄电池电动势为6 V、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.【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=V2.2 V,I=A=0.45 A.那么电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Rx，那么电流表必须外接.图10-4因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，假设用限流接法，那么被测电阻Rx上的最小电流为Imin=0.11 AI额，因该实验没有对
11、电流、电压的调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图10-4所示.【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大，用分压接法不便于调节，故限流接法是首选，只要能保证平安且有一定的调节范围即可。例3：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，导线假设干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.【审题】此题只需要判断测量电路、控制电路的接法，各仪器的量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种适宜。图10-5【解析】用伏安
12、法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于Rx，故电流表应采用外接法.在控制电路中，假设采用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin=24 mA10 mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.如图10-5所示.【总结】任一种控制电路必须能保证电路的平安，这是电学实验的首要原那么 ，限流接法虽然简洁方便，但必须要能够控制电路不超过电流的额定值，同时，能够保证可获取一定的电压、电流范围，该题中，即便控制电流最小值不超过电流表的量程，因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小，电流、电压变化范围太小，仍不能用限流接法。3、实验电路和电学
13、仪器的选择1电路的选择安培表内、外接电路的选择由于电压表的分流作用和电流表的分压作用，造成表的示数与通过负载的电压或电流真实值之间产生误差，为减小此系统误差，应慎重选择电流表的内外接法，选择方法如下：1、直接比较法：当待测电阻阻值RxRA时，安培表分压很小，选择安培表内接电路。2、临界值计算比较法：当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时，如何确定被测电阻R是较大还是较小呢？我们要计算两种接法的相对误差，可用与相比较.当即时，宜采用电流表外接法；当即时，宜采用电流表内接法；而时，电流表内外接法效果是一样的.此时的被测电阻值R我们称为临界电阻。3、测试判断法试触法假设Rx、RA、RV的大小
14、关系事先没有给定，可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图10-6所示组成电路，其中电流表事先已经接好，拿电压表的一个接线柱去分别试触M、N两点，观察先后两次试触时两电表的示数变化情况。如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即)，说明接M点时电压表分流作用引起的误差大于接N点时电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(即电压表接N点)。图10-6如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即)，说明接N点时电流表分压作用引起的误差大于接M点时电压表分流作用引起的误差，这时应采用外接法(即电压表接M点).口决：“内字中间有个大，大内偏大，小外偏小，即内接法适合测大电阻且系统误差偏大，即测量值大于真实值，外接法适合测小电阻且系统误差偏小，即测量值小于真实值，控制电路即滑动变阻器的接法的选择，见难点22电路实验器材和量程的选择，应考虑以下几点：电路工作的平安性，即不会出现电表和其它实验器材因过载毁坏现象。能否满足实验要求常常要考虑便于屡次测量求平均值。选择器材的一般思路是：首先确定实验条件，然后按电源电压表电流表变阻器顺序依次选择。根据不使电表受损和尽量减少误差的原那么选择电表.首先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取满偏度的左右，以减少测读误
