高考物理二轮复习 基础知识再重温 倒数第5天 2 电学实验教案

2电学实验要点方法回顾1.多用电表(1)正确使用电流的流向：由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“”插孔(红表笔)流入，从“”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔.要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮.选倍率：测量前应根据估计的阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段刻度范围(R中4R中)为测量的有效范围，譬如，J0411型多用电表欧姆挡中的R中15 ，当待测电阻约为2 k时，则应选用100挡.(2)注意问题在使用前，应观察指针是否指向电流表的零刻度线，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使指针指在电流表的零刻度；测电阻时，待测电阻须与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆；合理选择欧姆挡的量程，测量时使指针尽量指在表盘中央位置附近；换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行欧姆调零，才能进行测量；读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率；测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置于交流电压最高挡或“OFF”挡，若长时间不用时，应把电池取出.2.测定金属的电阻率(1)实验原理用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l，用螺旋测微器测金属丝的直径d，用伏安法金属丝的电阻R，根据电阻定律R可求金属丝的电阻率R.(2)电流表的内、外接法在伏安法测电阻的实验中，若，选用电流表外接电路；若，选用电流表内接电路.(3)控制电路的选择如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压式接法(如图7所示).图7用电器的电压或电流要求从零开始连续可调.要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小.采用限流接法时电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流.在安全(I滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下，若RxR0，原则上两种电路均可采用，但考虑省电、电路结构简单，可优先采用限流接法(如图8所示)；而若RxR0，则只能采用分压电路.图8(4)注意事项本实验中待测金属丝的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，必须采用电流表外接法；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、滑动变阻器连成主线路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端；闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置；在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流I的值不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大；求Rx的平均值可用两种方法：第一种是算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用UI图线的斜率来求出.若采用图象法，在描点时要尽量使点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离直线较远的点不予考虑.3.描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)实验原理定值电阻的伏安特性曲线是直线，而小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，故其伏安特性曲线为曲线.用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U、I)值后，在UI坐标系中描出对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线.(2)电路设计(如图9所示).图9实验中，小灯泡两端的电压要求从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法.实验中，被测小灯泡电阻一般很小(几欧或十几欧)，电路采用电流表外接法.(3)注意事项本实验需作出UI图线，要求测出一组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器要采用分压式接法；因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法；开关闭合后，调节滑动变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值时，读取一次电流值；调节滑片时应注意电压表的示数不能超过小灯泡的额定电压；在坐标纸上建立坐标系，横、纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸.连线一定要用平滑的曲线，而不能画成折线.4.测定电池的电动势和内阻(1)由闭合电路欧姆定律：EUIr，只要测出两组U、I值，就可以列方程求出E和r.由于电池的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用图10甲所示的电路，而不用图乙所示电路.图10(2)仪器及电路的选择电压表量程：根据测量电池的电动势的值选取，如测两节干电池，电压表应选03 V量程.电流表量程，因要求流过电源的电流不宜过大，一般选00.6 A量程.滑动变阻器的选取：阻值一般为1020 .(3)数据处理图11改变R的值，测出多组U、I值，作出UI图线，如图11所示，图线与U轴交点的纵坐标即为电池电动势，图线斜率的绝对值即为电池内阻.由于电池的内阻很小，即使电流有较大的变化，路端电压变化也很小，为充分利用图象空间，电压轴数据常从某一不为零的数开始，但UI图象在U轴上的截距和图线斜率的意义不变.(4)注意事项为了使电池的路端电压变化明显，电池的电阻宜稍大一些；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，故长时间放电电流不宜超过0.3 A，短时间放电电流不宜超过0.5 A，因此实验中不要将I调得过大，读电表时要快，每次读完后应立即断电；测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大，用方程组求解，分别求出E、r值再求平均值；画出UI图象，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可不予考虑；计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r算出电池的内阻r.