电学实验要点总结

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1、因此，对应不同的量程，如图 10-1 所示：1、电流表、电压表的读数规则：每个小格所代表的电流、电压值不相同，所因为同一个电流表、电压表有不同的量程 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则：电压表、电流表若用03V、03A量程，其最小刻度（精确度）分别为0.1V、0.1A，为10分度仪表读数，读数规 则较为简单，只需在精确度后加一估读数即可。如图所示，电压表读数为1.88V，电流表读数为0.83A。若指针恰好指在2上，则读数为2.00V （或A）。电压表若用015V量程，则其最小刻度为0.5V，为2分度仪表读数，所读数值小数点后只能

2、有一位小数，也必须 有一位小数。如图所示，若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，若指在这两条刻度线间的中间某个位置，则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，若这样，则会出现两位不准确 的数，即小数点后的2和5,不符合读数规则，如上图中所示，读数应为9.3V。电流表若用0-0.6A量程，则其最小刻度为0.02A，为5分度仪表读数，其读数规则与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

3、位小数。如上图所示，电流表读数为0.17A，若指针指在第11条刻度线上，则读数为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多次直接或渗透考查.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.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R。）对负载Rl 的电压、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R上电压调节范围（忽略L电源内阻）负

4、载R上电流调节范L围（忽略电源内阻）相同条件下电路消耗 的总功率限流接法RlEWU WER + RLL0-WI W旦R + RL RL0LEIL分压接法OWU WELE0WI W 旦L RLE (I+I )Lap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RE 限流法如图（a）所示，待测电阻上电压调节范围为一匸 E 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达到目的的前提下， 限流法

5、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，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活选取.1. 下列三种情况必须选用分压式接法（1）

6、要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（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R远大于滑动变阻器的最大值R时，必须采用分压接法.因为按图（b）连接时，因RRL 0 L 0R ,所以R与R的并联值R R，而整个电路的总阻值约为R，那么R两端电压U =IR =Rap,显然UapL ap并 ap0LL 并LR0且R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ap（3）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过也的额定值时，只能采用分压接法.2. 下列情况可选用限流式接法（1）测量时对电

7、路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R与R相差不大或R略L0L小于R，采用限流式接法.0（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，仅从安全性和精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.3、实验电路和电学仪器的选择（ 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RRV时，伏特表分流

8、很小，选择安培表外接电路；当待测电阻阻值RR时，安培表分压很小，选择安培表内接电路。xA2、临界值计算比较法：接法的相对误差，可用Rv与旦相比较.RRA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RR当一 即R .R R时，宜采用电流表外接法；R RV AAR R图 10-6当f 込R时，宜采用电流表内接法；R RV AA而R = R R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。V A3、测试判断法（试触法） 若R、Ra、Rv的大小关系事先没有给定，可借助试触法确定内、外接法具体做法是：xAV如图10-6所示组成电路

9、，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（即丄U），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）。如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显（即丄U ），说明接N点时电流表分压作用引起的误差大于接IUM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

10、真实值，） 控制电路（即滑动变阻器的接法）的选择，见难点2（2）电路实验器材和量程的选择，应考虑以下几点： 电路工作的安全性，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（常常要考虑便于多次测量求平均值）。 选择器材的一般思路是：首先确定实验条件，然后按电源一电压表一电流表一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则选择电表.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2理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2左右），以减少测读误差根据电路中可能出现的电流或电压3范围需选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，

11、对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动， 使电流、电压有很大变化的，不宜采用.应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能 作出恰当的选择.总之，最优选择的原则是：a、方法误差尽可能小.b、实现较大范围的灵敏调节.c、在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、 电压值，以提高测试的准确度.根据以上原则，电学仪器的选择有如下建议：1、电源的选择：选择直流电源，应根据用电器的需要来确定，一般考虑用电器所需的电压、电路中的电流、电源 电动势和允许电流等.在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下，选择电动势较大的电源（以

12、获得更多的测量数 据）。在相同电动势情况下，通常选择内电阻较小的电源（以获得较稳定的路端电压） ,测电源内阻除外。2、电表的选择：在不超过电表量程的条件下，选择量程较小的电表（以便测量时示数能在满刻度的 2/3 左右）。3、滑动变阻器的选择:要由电路中所要求或可能出现的电流、电压的范围来选定变阻器，实际流过变阻器的电流 不得超过其额定值；如要通过变阻器的电阻改变来读取不同的电流、电压值时，要注意避免变阻器滑片稍有移动电流 或电压就会有很大变化的出现，也要避免出现滑片从一头滑到另一头，电流或电压几乎没有变化的情况.若控制电路确定为限流接法,则滑动变阻器应选用与实验电路中其它电阻的总阻值相差不大的

13、;若控制电路确定为 分压接法，则应选用在额定电流允许的条件下阻值较小的滑动变阻器。4、电阻测量的方法归类 在高中电学实验中，涉及最多的问题就是电阻的测量，电阻的测量方法也比较多，最常用的有：（1）欧姆表测量：最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依 据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。（2）替代法：替代法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻 精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。替代法是用与被测量的某一物理性质等效，从而加以替代的方法。如图10-13所示。先把双

14、刀双掷开关S扳到1,闭合S，调整滑动变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时的示数I（最好为一整数）。1再把开关S扳到2,调整电2阻箱R，使得电流表指针仍指到示数I。读出此时电阻箱的阻值r则未知电阻R的阻 值等于0 r。x说明：在此实验中的等效性表现在开关换位后电流表的示数相同，即当电阻箱的图 10-13阻值为r时，对电路的阻碍作用与未知电阻等效，所以未知电阻R的阻值等于r。替代法是一种简捷而准确度很高的测量电阻的方法，此方法没有系统误差，只要 电阻箱和电流表的精度足够高，测量误差就可以忽略。（3）伏安法：伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基本测量仪器

15、是 电压表和电流表，当只有一个电表时，可以用标准电阻（电阻箱或给一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根 据欧姆定律I=U/R，电压表同时可以当电流表使用，同样根据U=IR，电流表也可以当电压表用。VA（4）比例法：如果有可以作为标准的已知电阻的电表，可以采用比例法测电表的电阻。用比例法测电表内阻时， 两个电流表一般是并联（据并联分流原理），两个电压表一般是串联（据串联分压原理）。所谓“比例法”是：要测量某一物体的某一物理量，可以把它与已知准确数值的标准物体进行比较。例如，使用 天平称量物体的质量，就是把被测物体与砝码进行比较，砝码就是质量数准确的标准物体。天平的结构是等臂杠杆， 因此当天平平衡时，被测物体的质量与标准物体的质量是相等的，这就省去了进一步的计算。有很多情况下，被测物体与标准物体的