一. 本周教學(xué)內(nèi)容：

電學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)律總結(jié)

［過(guò)程］

一、把電流表改裝為電壓表

1. 原理：靈敏電流表的內(nèi)阻為r g，滿(mǎn)偏電流為Ig，則滿(mǎn)偏電壓Ug＝Igr g，若將它改裝成量程為U的電壓表，可串聯(lián)一個(gè)阻值為R＝ 的電阻。

2. 用半值法測(cè)電流表的內(nèi)阻

按圖連接好電路，其中R為電位器，R'為電阻箱，并應(yīng)使R>>R'。合上開(kāi)關(guān)S1 ，調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表達(dá)到滿(mǎn)刻度，再合上開(kāi)關(guān)S2調(diào)節(jié)R'的阻值，使電流表指針指到滿(mǎn)刻度的一半，記下R’的阻值，可以認(rèn)為

二、測(cè)電阻

1. 伏安法測(cè)電阻

（1）測(cè)量電阻的原理：

（2）電流表的內(nèi)外接法：

接法

電流表內(nèi)接法

電流表外接法

電路圖

產(chǎn)生誤差的原因

電流表內(nèi)阻的分壓

電壓表內(nèi)阻的分流

絕對(duì)誤差

R＝

R＝ ＜RX

選用原則

宜測(cè)大電阻

ＲX＞ 時(shí)選用

宜測(cè)小電阻

ＲX＜ 時(shí)選用

（3）內(nèi)外接法的選擇：

<1>比值法：當(dāng) 時(shí)，采用電流表外接法，當(dāng) 時(shí)，采用電流表內(nèi)接法。

<2>若Rx、RA、RV的大小關(guān)系事先沒(méi)有給定，可借助試觸法確定內(nèi)、外接法。具體做法是：如圖將電壓表的左端接b點(diǎn)，第二次接

解析：兩次接法中兩表示數(shù)變化為ΔU＝U＇－U＝0.1伏， I＝I＇－I＝1.0毫安，可見(jiàn)安培表示數(shù)變化（即 ）比伏特表示數(shù)變化（即 ）明顯，說(shuō)明由伏特表分流引起的誤差比安培表分壓引起的誤差大，為了減小誤差應(yīng)采用內(nèi)接法，即伏特表接c點(diǎn)，測(cè)得R­x＝U/I＝1000歐。

2. 歐姆表測(cè)量電阻

（1）歐姆表的構(gòu)造，見(jiàn)圖。

（2）測(cè)量原理 ，由于 非線(xiàn)性變化，所以表盤(pán)上刻度是非均勻的。

（3）歐姆表使用的注意事項(xiàng)

<1>使用前應(yīng)看一下指針是否指在刻度盤(pán)左端的零刻線(xiàn)處。如果不在，就應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械調(diào)零：用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線(xiàn)。

<2>使用歐姆擋時(shí)，在選好倍率后，還必須進(jìn)行歐姆調(diào)零。是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線(xiàn)處。因此用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻的操作步驟是：①選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選×10的倍率。②進(jìn)行歐姆調(diào)零。③將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。④將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值。⑤將選擇開(kāi)關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。

用歐姆擋測(cè)電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小（即指針?biāo)�指的刻度值太大），�?yīng)該增大倍率重新調(diào)零后再測(cè)；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大（即指針?biāo)�指的刻度值太小），�?yīng)該減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)。

<3>使用多用電表時(shí)，兩只手只能握住表筆的絕緣棒部分，不能接觸表筆上的金屬部分。

<4>合理選擇量程，使指針盡量要中間位置附近（ 的范圍內(nèi)）

<5>讀數(shù)時(shí)應(yīng)將表針示數(shù)乘以選擇開(kāi)關(guān)所指的倍數(shù)。

<6>更換歐姆擋的量程時(shí)，一定要重新進(jìn)行電阻調(diào)零，然后再測(cè)量。

<7>測(cè)量完畢，拔出表筆，開(kāi)關(guān)置于交流電壓最高擋或OFF擋，若長(zhǎng)期不用，取出電池。

三、伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

①基本原理：原理如圖甲所示。

②由U＝E-Ir可知，測(cè)出幾組U、I值，作出如圖乙所示的U?DI圖象，圖線(xiàn)在U軸上的截距為E。圖線(xiàn)的斜率的絕對(duì)值為電阻r＝ 。

甲 乙

③用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的兩種變形方法

Ⅰ、用電阻箱、電流表測(cè)定

①實(shí)驗(yàn)電路如圖所示

②實(shí)驗(yàn)原理：

改變電阻箱的阻值，記錄R與I，應(yīng)用 ，求出E、r。為了準(zhǔn)確，可多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，求E與r各自的平均值。

Ⅱ、用電阻箱、電壓表測(cè)定

①實(shí)驗(yàn)電路如圖所示

②實(shí)驗(yàn)原理：

改變電阻箱的阻值，記錄R與U，應(yīng)用 ，求出E、r。多測(cè)幾組數(shù)據(jù)分別求出幾組E、r的值，再利用平均法求出E、r，即為測(cè)量值。

四、實(shí)物圖連線(xiàn)方法

⑴無(wú)論是分壓接法還是限流接法，都應(yīng)該先把測(cè)量電路（伏安法部分）接好；

⑵對(duì)限流電路，只需用筆畫(huà)線(xiàn)當(dāng)作導(dǎo)線(xiàn)，從電源正極開(kāi)始，把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來(lái)即可（注意電表的正負(fù)接線(xiàn)柱并選擇正確的量程，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)調(diào)到阻值最大處）。

⑶對(duì)分壓電路，應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線(xiàn)柱的分布，將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。

⑷用畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)完成電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物連接，應(yīng)該注意下列問(wèn)題：

①導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)該接在儀器的接線(xiàn)柱上。一些同學(xué)將一條線(xiàn)畫(huà)在另一條線(xiàn)的中間表示相接，是錯(cuò)誤的。我們也常�？吹揭恍┩瑢W(xué)將導(dǎo)線(xiàn)連接到滑線(xiàn)變阻器的滑動(dòng)頭的絕緣柄上，而不知道滑線(xiàn)變阻器的滑動(dòng)頭的接線(xiàn)柱在與滑動(dòng)頭接觸的金屬桿的兩端。

②將電表接入電路時(shí)，應(yīng)保證電流從電表的正接線(xiàn)柱流入，從電表的負(fù)接線(xiàn)柱流出。同時(shí)要注意電壓表、電流表的量程選擇是正確的。

③測(cè)量電路的電流和電壓是通過(guò)滑線(xiàn)變阻器調(diào)節(jié)的，因此在閉合電鍵開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，滑線(xiàn)變阻器的滑動(dòng)頭所處的位置應(yīng)該使測(cè)量電路中的電流、電壓處在最小值。

④用畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，所畫(huà)線(xiàn)條盡量不要交叉。

⑤用畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)完成電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物連接時(shí)，為了減少連線(xiàn)差錯(cuò)，可以依據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，沿著電流的方向（或其反方向），一段一段地連線(xiàn)，即可順利完成。

例2. 對(duì)于以下問(wèn)題中的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)物連線(xiàn)

②在電路圖上標(biāo)出電學(xué)儀器各接線(xiàn)柱的符號(hào)，如電源的正、負(fù)極，電表的正負(fù)接線(xiàn)柱，滑線(xiàn)變阻器的四個(gè)接線(xiàn)柱 A、B、C、D等。

③在電路圖上沿著電流的方向（或其反方向）標(biāo)注導(dǎo)線(xiàn)編號(hào)。

④在實(shí)物圖上按導(dǎo)線(xiàn)編號(hào)依次完成畫(huà)線(xiàn)連接，最后完成的連接圖如圖所示。

五、電學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法

1. 平均法：

將待測(cè)量的若干測(cè)量值相加后除以測(cè)量次數(shù)，求算術(shù)平均值的方法稱(chēng)為平均法。

（1）平均法的原理：在多次測(cè)量中，由偶然因素引起的，使測(cè)量值偏大、偏小程度機(jī)會(huì)均等，故將多次測(cè)量值相加，所有偏差的代數(shù)和為零。

（2）為減小偶然誤差，一般應(yīng)多次測(cè)量直接測(cè)量值。若直接測(cè)量值并非待測(cè)物理量，則應(yīng)根據(jù)原理多次計(jì)算待測(cè)物理量值，并求其算術(shù)平均值。需要特別注意的是：求平均值是針對(duì)最終待測(cè)量而言，而不一定是直接測(cè)量值或中間值。

2. 圖象法

用圖象表達(dá)因變量與自變量之間的函數(shù)關(guān)系的方法。

（1）應(yīng)用圖象時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x取縱軸、橫軸的標(biāo)度，并根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)合理確定坐標(biāo)起點(diǎn)，使所作出的圖象大致布滿(mǎn)整個(gè)坐標(biāo)圖紙。

（2）在物理實(shí)驗(yàn)中，為能直觀地確定因變量和自變量之間的關(guān)系，一般通過(guò)直線(xiàn)圖象來(lái)確定，盡可能使直線(xiàn)通過(guò)較多坐標(biāo)描點(diǎn)，不在一條直線(xiàn)上的點(diǎn)也要可能使直線(xiàn)通過(guò)較多的坐標(biāo)描點(diǎn)，不在直線(xiàn)上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱(chēng)分布在直線(xiàn)的兩側(cè)（若有個(gè)別點(diǎn)偏離太遠(yuǎn)，則是因偶然誤差太大所致，應(yīng)予以舍去），以減小測(cè)量的偶然誤差。

六、儀器的選擇

1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)室條件選擇儀器是進(jìn)行正確測(cè)量的前提，一般遵循以下三原則：

⑴可行性原則：要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的儀器，使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。另外還要注意測(cè)量?jī)x器的量程，電阻類(lèi)器件的電流不能超過(guò)其最大允許電流等。

⑵準(zhǔn)確性原則：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選用精度合適的測(cè)量工具，但對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)講，精確程度夠用即可，并不是精度越高越好，對(duì)各種電表，一般要求它的實(shí)際讀數(shù)不小于量程的1/2。

⑶操作性原則：實(shí)驗(yàn)時(shí)需考慮調(diào)節(jié)方便，便于操作，如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，還要考慮阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中是否調(diào)節(jié)方便的影響。

2、對(duì)器材的選擇的一般步驟是：①找出唯一性的器材；②草畫(huà)電路圖（暫不把電表接入）；③估算最大值（在限流電路中把滑動(dòng)變阻器觸頭推向最小值）；④考慮能否都使電表半偏以上。

（關(guān)于滑動(dòng)變阻器的選擇除了考慮安全因素以外，還應(yīng)針對(duì)不同的連接方式和電路中其他電阻的大小而選擇不同的滑動(dòng)變阻器。在分壓接法中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇電阻較小而額定電流較大的，在限流接法中，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)與電路中其他電阻比較接近。）

3、在“伏安法測(cè)電阻”和“伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，一般選用總阻值較小的滑動(dòng)變阻器，前者可方便調(diào)節(jié)，后者可減少誤差。

分析可知：①在滑動(dòng)變阻器作限流作用時(shí)，為使負(fù)載RX既能得到較寬的電流調(diào)節(jié)范圍，又能使電流變化均勻，選擇變阻器時(shí)，應(yīng)使其總電阻，R0大于RX，一般在2~5倍為好。

②在滑動(dòng)變阻器作為分壓作用時(shí)，一般取滑動(dòng)變阻器的總電阻R0在0.1RX~0.5RX之間為好。

例3. 現(xiàn)有一個(gè)“2.5V，0.5W”的小燈泡，要測(cè)量其當(dāng)電壓從零到額定電壓之間的不同電壓下的電功率，除導(dǎo)線(xiàn)若干外還有下列器材供選擇：

A. 電壓表（量程 0?D3 伏，內(nèi)阻約為 10 千歐）

B. 電源（電動(dòng)勢(shì)為 6 伏）

C. 電鍵

D. 滑動(dòng)變阻器（電阻值 0?D20歐，允許通過(guò)的最大電流 1 安）

E. 滑動(dòng)變阻器（電阻值0?D500歐，允許通過(guò)的最大電流0.5 安）

F. 電流表（量程 0?D300 毫安，內(nèi)阻約為 0.3 歐）

G. 電流表（量程 0?D5 安，內(nèi)阻約為 0.2 歐）

（1）應(yīng)選用的器材是什么？（2）畫(huà)出此實(shí)驗(yàn)的電路原理圖

【模擬】

1、一量程為0.6安的電流表，其刻度盤(pán)如圖所示。今在此電流表的兩端間并聯(lián)一電阻，其阻值等于該電流表內(nèi)阻的1/2，使之成為一新的電流表，則圖示的刻度盤(pán)上的每一小格表示______安培。

2. 在如圖所示的四個(gè)歐姆表的表盤(pán)示意圖中，可能正確的是（ ）

3. 一萬(wàn)用表的歐姆擋共有 擋測(cè)某一電阻時(shí)，指針指在如圖所示的位置。此電阻的阻值是_______歐。若要測(cè)量 左右的電阻，量程應(yīng)選__________擋讀數(shù)較準(zhǔn)確。

4. 用螺旋測(cè)微器測(cè)量一矩形小零件的長(zhǎng)和寬，其示數(shù)如圖甲、乙所示，則圖甲所示讀數(shù)為_(kāi)___________，圖乙讀數(shù)為_(kāi)________。

甲 乙

5. 螺旋測(cè)微器可動(dòng)部分的旋鈕作轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測(cè)微螺桿作__________；旋鈕每轉(zhuǎn)動(dòng)1周，螺桿就移動(dòng)（進(jìn)或退）_______毫米，一般可動(dòng)刻度尺的圓錐面上共分為_(kāi)_____個(gè)小格，旋鈕每轉(zhuǎn)過(guò)1小格測(cè)微螺桿就是________毫米，對(duì)于可動(dòng)刻度尺不足1小格的部分，應(yīng)估讀到________毫米。

6. 用電流表的0～0.6A的量程測(cè)量某一電路中的電流時(shí)，表的指針位置如圖甲所示，則從電流表讀出的電流是_________A。用電壓表的0～3A的量程測(cè)量電路中某兩點(diǎn)間的電壓時(shí)，表的指針位置如圖乙所示，則從電壓表讀出的電壓是__________V。

甲 乙

7. 甲、乙兩同學(xué)將標(biāo)有數(shù)字的固定電阻接入電路進(jìn)行測(cè)量，他們所選的器材一樣，但是電路圖不一樣，請(qǐng)你按他們的電路圖（甲）（乙）接線(xiàn)，通過(guò)測(cè)量與計(jì)算，發(fā)現(xiàn)圖_____電路測(cè)量值與理論值更接近，_________電路耗電少。

8. 在測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，如提供的電源是一節(jié)內(nèi)阻可不計(jì)的干電池，被測(cè)金屬絲的直徑小于1mm，長(zhǎng)度約為8，阻值約為 ）和15V（內(nèi)阻約

（1）螺旋測(cè)微器的示數(shù)是___________mm。

（2）為減小電阻的測(cè)量誤差，應(yīng)選用_____________圖所示的電路。

（3）為了測(cè)量便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用編號(hào)為_(kāi)_________的滑動(dòng)變阻器。

（4）電壓表的量程應(yīng)選用_________V。

（5）電流表的量程應(yīng)選用_________A。

9. 某同學(xué)做測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，記錄了6組數(shù)據(jù)，如下表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)紙上畫(huà)出U?DI圖象。根據(jù)畫(huà)出的U?DI圖線(xiàn)可知，電源電動(dòng)勢(shì) _________，內(nèi)電阻 __________。

1

2

3

4

5

6

電流（A）

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

電壓（V）

1.37

1.32

1.24

1.18

1.10

1.05

10 一只多用電表的歐姆擋有 擋測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，測(cè)量前應(yīng)進(jìn)行如下兩項(xiàng)操作，先___________，接著____________，然后再測(cè)量并讀數(shù)。

11. 在測(cè)定電流表的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中備有的器材有

A. 電流表（量程0~10mA）

B. 標(biāo)準(zhǔn)電壓表（量程0~5V）

C. 電阻箱（阻值范圍0~9999Ω）

D. 電阻箱（阻值范圍0~99999Ω）

E. 電源（電動(dòng)勢(shì)2V，有內(nèi)阻）

F. 電源（電動(dòng)勢(shì)6V，有內(nèi)阻）

G. 滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～50Ω，額定電流1. 5A）

還有若干開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)

（1）如果采用上圖所示的電路測(cè)定電流表G的內(nèi)阻，并且要想得到較高的精確度，那么從以上備用的器件中，可變電阻R1應(yīng)選用 ，可變電阻R2應(yīng)選用 ，電源E應(yīng)選用 。（用字母代號(hào)填寫(xiě)）（2）如果實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行的步驟有

A. 合上S1

B. 合上S2

C. 觀察R1的阻值是否最大，如果不是，將R1的阻值調(diào)至最大。

D. 調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度。

E. 調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度一半。

F. 記下R2的阻值。把以上步驟的字母代號(hào)按實(shí)驗(yàn)的合理順序?qū)懺谙旅鏅M線(xiàn)上：

（3）如果在步驟F中所得R2的阻值為6 ，則被測(cè)電流表rg的內(nèi)阻的測(cè)量值為

。

（4）電流表內(nèi)阻的測(cè)量值r測(cè)與其真實(shí)值r真的大小關(guān)系是r測(cè) r真。（填“>” “<” “＝”）

【試題答案】

1. 0.18

2. C

3. 4. 5. 平動(dòng)，0.5，50，0.01，0.001

6. 0.48，2.30

7. 乙，乙

8. （1）0.806 （2）乙 （3）A （4）3 （5）0.6

9. 10. 選取×1K的擋位；將兩表筆相接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使表指針指到電阻刻度的“0”上。

11.（1）D，C，F(xiàn) （2）CADBEF （3）6 （4）<

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