专题05 电学实验总结-2020-2021学年高二上学期物理期末考点大串讲（人教版）

选修3-1 恒定电流 专题05 电学实验总结 一、伏安法测电阻 1、原理：根据部分电路欧姆定律 。 2.测量电路的选择--------电流表内接法与外接法的选择 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＝eq \f(U,I)＝RA＋Rx>Rx 电阻的测量值大于真实值 R测＝eq \f(U,I)＝eq \f(RV,RV＋Rx)Rx<Rx 电阻的测量值小于真实值 适用条件 Rx≫RA，大电阻 Rx≪RV，小电阻 3.控制电路的选择-------滑动变阻器的限流式接法和分压式接法(不计电源内阻) 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R上电压调节 范围 eq \f(RE,R＋Rab)≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大 负载R上电流调节 范围 eq \f(E,R＋Rab)≤I≤eq \f(E,R) 0≤I≤eq \f(E,R) 分压电路调节范围大 闭合S前滑片P 位置 b端 a端 都是为了保护电路元件 典例1.某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5 V　1.25 W”，实验室中除导线和开关外，还有以下器材可供选择： 电压表V1(量程为3 V，内阻为3 kΩ)； 电流表A1(量程为100 mA，内阻为10 Ω)； 电流表A2(量程为3 A，内阻为0.1 Ω)； 滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为2 A)； 滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流为0.5 A)； 定值电阻R3(阻值为2.5 Ω)； 定值电阻R4(阻值为10 Ω)； 定值电阻R5(阻值为1 kΩ)； 电源E(E＝3 V，内阻不计)。 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。 (1)实验中滑动变阻器应选用________，电流表应选用________(均填器材的符号)，并________(填“串联”或“并联”)定值电阻。 (2)在图1中的虚线框内画出电路图。(图中标出选用的器材的符号) (3)实验中得到的该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，如果将小灯泡与另一个电动势为2 V，内阻为4 Ω的电源直接相连，则小灯泡的实际功率为________ W。(结果保留两位有效数字) 二、实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 1．实验原理：根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率． 2.实验器材 被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺． 3．实验步骤 (1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d. (2)接好用伏安法测电阻的实验电路． (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l. (4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置． (5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内． (6)将测得的Rx、l、d值，代入公式ρ＝Rxeq \f(S,l)＝eq \f(πd2U,4lI)中，计算出金属丝的电阻率． 4．电流表、电压表测电阻两种方法的比较 电流表内接法 电流表外接法 电路图 误差 原因 电流表分压 U测＝Ux＋UA 电压表分流 I测＝Ix＋IV 电阻 测量值 R测＝eq \f(U测,I测)＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值 R测＝eq \f(U测,I测)＝eq \f(RxRV,Rx＋RV)<Rx 测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx (2)临界值计算法 Rx<eq \r(RVRA)时，用电流表外接法； Rx>eq \r(RVRA)时，用电流表内接法． (3)实验试探法：按图接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法． 5.注意事项 (1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电路之前测量． (2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法． (3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大． 6.误差分析 (1)若为内接法，电流表分压． (2)若为外接法，电压表分流．