2020年高考模拟复习知识点试卷试题之高考物理电学实验精品知识点的总结.pdf
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1、可编辑版 高中物理电学实验 【知识梳理】 一、 描绘小灯泡的伏安特性曲线、伏安法测电阻、测量电阻的电阻率 考虑: 1) 电压表、电流表的量程的选择; 2) 电流表的内外接; 3) 滑动变阻器的分压限、流接法:用分压接法时,滑动变阻器应该选用阻值小的;用 限流接法时,滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的; 4) 电流表的内外接产生误差的原因; 5) 游标卡尺与螺旋测微器读数:游标卡尺不估读,螺旋测微器估读; 1、实验原理 在纯电阻电路中,电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系,但在实际电路中,由于各 种因素的影响,UI 图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡的电压U和电流 I ,然后在坐标纸
2、上以 U为纵轴,以 I 为横轴画出UI 曲线。 2、实验步骤 (1) 、适当选择电流表,电压表的量程,采用电流表的外接法,按图中所 示的原理电路图连接好实验电路图。 (2) 、 滑动变阻器采用分压接法, 把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端, 电路经检查无误后,闭合电键S。 可编辑版 (3) 、改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和 U ,记入记录 表格内,断开电键S; (4) 、在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流I ,横轴表示电压U ,用平滑曲线将 各点连接起来,便得到伏安特性曲线。 (5) 、拆去实验线路,整理好实验器材。 3、注意事项 (1) 、
3、因本实验要作出I U图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此, 变阻器要采用分压接法; (2) 、本实验中,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; (3) 、电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,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(如0.5V )时,读取一次电流值;调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的 额定电压; (4) 、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端; (5) 、坐标纸上建立坐标系,横坐标所取的分度例应该适当,尽量使测量数据画出的图线占满坐 标纸。连线一定用平滑的曲线,不能画成折线。 4、误差分析 (1) 、测量电路存在系统误差,未考
4、虑电压表的分流,造成测得的I 值比真实值偏大; (2) 、描绘 I U线时作图不准确造成的偶然误差 。 5、知识延伸 5.1 电流表的解法: (1)内接法:如图所示,待测电阻的测量值R 测 : ARAR Ax AR UUUUU RRR IIII 测 测 测测 显然 x RR 测 所以 xA RRR 测 A A 测 x V 可编辑版 当 xA RR时, x RR测 ,系统的相对误差很小,可以忽略不 计,所以内接法适用于测量高阻值电阻。 (2)外接法:如图所示,待测电阻的测量值R测: Vx VRVx UUR R R IIIRR 测测 测 测 显然有: x RR测 所以 1 V x V V R RR
5、 R R RR R 测测 测 测 当 xV RR时,0 x V R R , x RR测 ,系统的 相对误差忽略,所以外接法适用于测量低阻值电阻。 (3)试触法选择内、外接法:具体方法是,在如图所示的电路中,改变电表的连接方式, 拿电压表的一个接线柱分别接触M 、N两点,观察电压表和电流表的示数变化,如果电流表变化 明显,说明电压表内阻对电路影响较大,应采用内接法;如果电压表变化明显,说明电流表 内阻对电路影响较大,应采用外接法。 5.2 滑动变阻器的限流接法和分压接法: 电路 负载 L R上电压调节 范围 负载 L R上电流调 节范围 闭合开 关前触 电所处 位置 相同条件 下消耗的 总功率
6、限 流 接 法 0 L L L R U RR 0 L LL I RRR b 端 L I RL R0 S ab r0 P 测 x 测 V V IV IR A 可编辑版 分 压 接 法 0 L U 0 L L I R a 端 () Lap II 比 较 分压电路调节范围 大 分压电路调节范围 大 都为了 保护负 载电路 限流电路 能耗小 滑动变阻器的两种电路连接都能控制调节负载的电流和电压,但在相同条件下调节效果不同,实 际应用中要根据具体情况恰当的选择限流接法和分压接法。 (1)通常情况下(满足安全条件),由于限流电路能耗较小,电路结构简单,因此应优先 考虑。 (2)在下列情况下必须采用分压接法
7、。 要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节,只有分压接法才能满足。 如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小,若采用限流接法,无论怎样 调节,电路中实际电流(或电压)都会超过电表量程或元件允许的最大电流(或电压),为了保 护电表或其它元件,必须采用分压接法。 伏安法测电阻实验中,当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时,若采用限流接法,待测电 阻上的电流(或电压)变化很小,不利于多次测量求平均值或用图像处理数据,也起不到保护用 电器的作用,应选用分压接法。 6、游标卡尺与螺旋测微器读数 6.1 游标卡尺 10 分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm ,比主尺上相邻
8、两个刻度间距离 RL R0 S ab r0 P 可编辑版 小 0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出0.1 毫米位的数值:游标的第几 条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,0.1 毫米位就读几(不能读某)。其读数准确到0.1mm。 20 分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm ,比主尺上相邻两个刻度间距离 小 0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出毫米以下的数值:游标的第几 条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是几乘0.05 毫米。其读数准确到0.05mm。 50 分度的游标卡尺。游标上相邻 两个刻度间的距离为0.98mm
9、,比主 尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这 种卡尺的刻度是特殊的,游标上的刻 度值,就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。如右图中被测圆柱体的直径为 2.250cm。 要注意:游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的, 所以都 不再往下一位 估读 。 6.2 螺旋测微器 固定刻度上的最小刻度为0.5mm(在中线的上侧) ;可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm。在可 动刻度的一周上平均刻有50 条刻线,所以 相邻两条刻线间代表0.01mm 。读数时,从固定刻度上 读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10 分度,所以在最小刻度后应再 0 123456789
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