1、13 电学实验部分电学实验部分完成如下部分的填空，并自做一个多用电表的实验题。一、高中电学实验的基本知识：二、基本仪器的使用：1、电流表、电压表电流表用来测量电路中的电流强度，电压表用来测量电路中两点之间的电压，使用时注意：（1）机械调零：在不通电时，指针应指在 的位置。（2）选择适当量程：估算电路中的电流和电压，指针应转到满偏刻度的 以上，若无法估算电路中的电流和电压，则应先选用 的量程，再逐步减小量程。（3）正确接入电路：电流表应 在电路中，电压表应 在电路中，两种表都应使电流从 线柱流入， 线柱流出。所有电表都遵循“红进黑出”（电流从红色的接线柱流进电表，从黑色的接线柱流出电表）的接线规
2、则。（4）正确读数：读数时视线要通过指针并跟刻度盘 。根据所选量程的最小分度值，正确读出 数字和单位。（5）注意内阻：电流表和电压表一方面作为测量仪器使用，同时又是被测电路中的一个电阻，实验中没有特别要求时，一般不考虑它们内阻对电路的影响，但在有些测量中，不能忽视它们的内阻对被测电路的影响，如伏安法测电阻等。2、多用电表多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程。上半部为 ，表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度；下半部为 ，它的四周刻着电学实验基本仪器 电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱控制电路：分压法，限流法伏安法测电阻测量电路：外接法、内接法主要实验测
3、定金属电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线测定电源的电动势和内阻练习使用多用电表基本方法2各种测量项目和量程。另外，还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和表笔的插孔。测电阻是依据 定律；测电流和电压是依据串联和并联电路特点及 定律。在右图中写出各部分的名称。欧姆表内部电路如图所示， R 为调零电阻，红黑表笔接触，进行欧姆表调零时，表头指针指在 ，根据闭合电路欧姆定律有 ，当红、黑表笔间接有未知电阻 Rx时，有 ，故每一个未知电阻都对应一个电流值 I，我们在刻度盘上直接算出与 I 对应的 Rx的值，所测电阻的值即可从表盘刻度直接读出；当 Rx=R 内 =Rg+R+r 时， I= ，指针半偏，所以欧姆表内
4、阻等于中值电阻R 中 。 使用欧姆挡五注意：(1)指针指在大于表盘 小于表盘 位置附近即中间区域；(2)选挡（换挡）接着 调零；(3)待测电阻与电路、电源要 ； (4)读数之后要乘以 得到电阻阻值；(5)用完后，选择开关要置于 或 完成如下部分的填空，并自做一个测量电阻的实验题。3、滑动变阻器（1）滑动变阻器在电路中主要是控制被测电路中的电流、电压。（2）选取原则：A、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 接法。B、滑动变阻器总电阻 R 是负载电阻 Rx的 倍时须用分压式接法，滑动变阻器总电阻 R 是负载电阻 Rx的 倍时须用限流式接法。滑动变阻器总电阻 R是负载电阻 Rx
5、的 1-2 倍时两种接法都可以，没有特殊要求优先选用限流式接法，因为限流方式内容限流接法 分压接法 对比说明 两种接法电路图 串、并联关系不同 负载 R0上电压调节范围 XER0 E(电源内阻不计) 分压接法调节范围较大负载 R0上电流调节范围 XX0 XR(电源内阻不计)分压接法调节范围较大 方式内容 限流式接法 分压式接法 对比说明 两种接法电路图 串、并联关系不同 负载 R0上电压调节范围 xRE0 E(电源内阻不计)分压接法调节范围较大负载 R0上电流调节范围 xx0 xR(电源内阻不计)分压接法调节范围较大 x xx x3电路结构简单，总功率较小。滑动变阻器总电阻 R 是负载电阻 R
6、x的 10 倍以上时两种接法都 C、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 接法。（3）两种接法的实物图：A、限流接法B、分压接法4、仪器选择：（1）电源的选择：一般可以根据待测电阻的 或 选择符合需要的直流电源（2）电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针超过满偏刻度的 ，以减小读数的相对误差，提高精确度.（3）变阻器的选择：所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流，以确保变阻器的安全；为满足
7、实验中电流变化的需要和调节的方便，在分压式接法中，应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器，在限流式接法中，变阻器的阻值不能太小完成如下部分的填空，并自做一个测量金属丝电阻率的实验题。三、伏安法测电阻测量电路：外接法、内接法比较项目 电流表内接法 电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大测量结果 R测 Rx ，测量值偏大UIR 测 Rx ，测量值偏小UI4特别提醒:在 RV、 RA均不知的情况下,可采用试触法.如图下图所示,分别将 a 端与b、 c 接触,如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显,说明电压表分流作用大,应采用 ;
8、如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大,应采用 . （四）电路设计的基本规则：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性” 、 “方便性” 、 “精确性”原则，兼顾“误差小” 、 “仪器少” 、 “耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。1、正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。2、安全性：实验方案的实施要安全可靠，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。3、方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。4
9、、精确性：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。（五）主要实验：1、测定金属的电阻率（1）测量原理：电阻率计算公式 = ， （2）各个量的测量： R 的测量：伏安法测电阻（请在右边方框中画出实验电路图） ； L 用 测量； d 用 测量。（3）要注意的事项：A、本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减少实验的系统误差，必须采用电流表的 接法；B、实 验 连 线 时 ， 应 先 从 电 源 的 正 极 出 发 ， 依 次 将 电 源 、 开 关 、 电 流 表 、 待 测 金 属丝 、 滑 动 变 阻 器 连 成 主 干 线 路 （ 闭 合 电 路 ） ， 然 后 再 把
10、电 压 表 在 待 测 金 属 丝 的两 端 ；C、测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直；D、闭合开关 S 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值 的位置；E、在 用 伏 安 法 测 电 阻 时 ， 通 过 待 测 导 线 的 电 流 I 的 值 不 宜 （ 电 流 表 用 00.6A 量 程 ） ， 通 电 时 间 不 宜 ， 以 免 金 属 导 线 的 温 度 过 高 ， 造 成 其 电 阻 率 在 实 验 过 程中 增 大 ；适用条件 ，大电阻 Rg RA Rg1gggI74、测定电源的
11、电动势和内阻（1）测量原理：闭合电路的欧姆定律 U=E-Ir （2）本实验有两种基本接线方法：A电流表直接法B电压表直接法（3）其他方法：（4）注意事项A为了使电池的路端电压表的直接法误差分析：如左图所示，电流表是测量的通过虚线框部分的电流，电压表实际测量的是虚线框部分的“路端电压” ，则对这个虚线框（等效电源） ，有E测 r测将上式变形，有 和 ，而一般情况下 rV1测 rV1测，故用电压表的直接法测电源电动势和内阻的误差一般极小。电流表的直接法误差分析：如图左图所示，电压表实际测量的是虚线框部分的路端电压，电流表是测量的通过该部分的电流，则虚线框（等效电源）电动势 E 测 和内阻 r 测有
12、E测 r测由上述分析可看出，用电流表的直接法测电源电动势和内阻时，要求 ，但实际上 很接近 r 甚至大于 r，故一般不用此方法，除非 是已rA Ar知的。安箱法误差分析如左图所示，电流表是测量的通过虚线框部分的电流，由电阻箱计算的是虚线框部分“外电阻” ，则对这个虚线框（等效电源） ，有.E测 r测故用安箱法测电源电动势和内阻有： ， r。要求 ，测 E测 rA但实际上 很接近 r 甚至大于 r，故一般不用此方法，除非 是已知的。A伏箱法误差分析如左图所示，电压表是测量的虚线框部分的路端电压，由电阻箱计算的是虚线部分的“外电阻” ，则对这个虚线框（等效电源） ，有故 E， rE测 r测 测 测
13、8电压变化明显，电池的内阻 些（选用已使用过一段时间的干电池） ；B电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势 E 会明显下降，内阻 r 会明显增大，故长时间放电不宜超过 0.3 A，短时间放电不宜超过 0.6 A，因此，实验中不要将 I 调得 ，读电表 ，每次读完后应 ；（5）数据处理方法一测出不少于 6 组 I、 U 数据，且变化范围要尽量大些，用方程组求解，要将测出的 I、 U 数据中，第 1 和第 4 为一组，第 2 和第 5 为一组，第 3 和第 6 为一组，分别解出E、 r 值再求平均值；方法二画出 U-I 图，要 让 尽 可 能 多 的 点 落 在 图 线 上 ， 不 能 落 在 图 线 上 的 ， 直 线 两 侧 ， 个 别 明 显 偏 离 较 远 的 点 可 以 不 予 考 虑 ； 这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。在 U-I 图上，电动势取 ，内阻取 。用 r= 计算电源的内阻 r 时，要在直线上任取两个相距 的两个点。方法三在安箱法、伏箱法处理图象时要化曲为直.写出安箱法的线性图像表达式 ；伏箱法的线性图像表达式 。
