一. 本周教學(xué)內(nèi)容：

電學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)律總結(jié)

［過程］

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，滿偏電流為Ig，則滿偏電壓Ug＝Igr g，若將它改裝成量程為U的電壓表，可串聯(lián)一個阻值為R＝ 的電阻。

2. 用半值法測電流表的內(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'。合上開關(guān)S1 ，調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表達(dá)到滿刻度，再合上開關(guān)S2調(diào)節(jié)R'的阻值，使電流表指針指到滿刻度的一半，記下R’的阻值，可以認(rèn)為

二、測電阻

1. 伏安法測電阻

（1）測量電阻的原理：

（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

絕對誤差

R＝

R＝ ＜RX

選用原則

宜測大電阻

ＲX＞ 時選用

宜測小電阻

ＲX＜ 時選用

（3）內(nèi)外接法的選擇：

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

<2>若Rx、RA、RV的大小關(guān)系事先沒有給定，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，可見安培表示數(shù)變化（即 ）比伏特表示數(shù)變化（即 ）明顯，說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)，測得R­x＝U/I＝1000歐。

2. 歐姆表測量電阻

（1）歐姆表的構(gòu)造，見圖。

（2）測量原理 ，由于 非線性變化，所以表盤上刻度是非均勻的。

（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左端的零刻線處。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。

<2>使用歐姆擋時，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處。因此用多用電表的歐姆擋測電阻的操作步驟是：①選擋。一般比被測電阻的估計(jì)值低一個數(shù)量級，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將紅黑表筆接被測電阻兩端進(jìn)行測量。④將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值。⑤將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。

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

<3>使用多用電表時，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)時應(yīng)將表針示數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍數(shù)。

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

<7>測量完畢，拔出表筆，開關(guān)置于交流電壓最高擋或OFF擋，若長期不用，取出電池。

三、伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻

①基本原理：原理如圖甲所示。

②由U＝E-Ir可知，測出幾組U、I值，作出如圖乙所示的U?DI圖象，圖線在U軸上的截距為E。圖線的斜率的絕對值為電阻r＝ 。

甲 乙

③用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的兩種變形方法

Ⅰ、用電阻箱、電流表測定

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，即為測量值。

四、實(shí)物圖連線方法

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

⑵對限流電路，只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可（注意電表的正負(fù)接線柱并選擇正確的量程，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)調(diào)到阻值最大處）。

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

⑷用畫線代替導(dǎo)線完成電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物連接，應(yīng)該注意下列問題：

①導(dǎo)線應(yīng)該接在儀器的接線柱上。一些同學(xué)將一條線畫在另一條線的中間表示相接，是錯誤的。我們也常常看到一些同學(xué)將導(dǎo)線連接到滑線變阻器的滑動頭的絕緣柄上，而不知道滑線變阻器的滑動頭的接線柱在與滑動頭接觸的金屬桿的兩端。

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

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

④用畫線代替導(dǎo)線時，所畫線條盡量不要交叉。

⑤用畫線代替導(dǎo)線完成電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物連接時，為了減少連線差錯，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，即可順利完成。

例2. 對于以下問題中的測量實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)物連線

②在電路圖上標(biāo)出電學(xué)儀器各接線柱的符號，如電源的正、負(fù)極，電表的正負(fù)接線柱，滑線變阻器的四個接線柱 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)線編號。

④在實(shí)物圖上按導(dǎo)線編號依次完成畫線連接，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：

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

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

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

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，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整個坐標(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，一般通過直線圖象來確定，盡可能使直線通過較多坐標(biāo)描點(diǎn)，不在一條直線上的點(diǎn)也要可能使直線通過較多的坐標(biāo)描點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對稱分布在直線的兩側(cè)（若有個別點(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)。另外還要注意測量儀器的量程，電阻類器件的電流不能超過其最大允許電流等。

⑵準(zhǔn)確性原則：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選用精度合適的測量工具，但對某個實(shí)驗(yàn)來講，精確程度夠用即可，并不是精度越高越好，對各種電表，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)時需考慮調(diào)節(jié)方便，便于操作，如滑動變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，還要考慮阻值大小對實(shí)驗(yàn)操作中是否調(diào)節(jié)方便的影響。

2、對器材的選擇的一般步驟是：①找出唯一性的器材；②草畫電路圖（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)于滑動變阻器的選擇除了考慮安全因素以外，還應(yīng)針對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變阻器。在分壓接法中，滑動變阻器應(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“伏安法測電阻”和“伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，一般選用總阻值較小的滑動變阻器，前者可方便調(diào)節(jié)，后者可減少誤差。

分析可知：①在滑動變阻器作限流作用時，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，應(yīng)使其總電阻，R0大于RX，一般在2~5倍為好。

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

例3. 現(xiàn)有一個“2.5V，0.5W”的小燈泡，要測量其當(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（電動勢為 6 伏）

C. 電鍵

D. 滑動變阻器（電阻值 0?D20歐，允許通過的最大電流 1 安）

E. 滑動變阻器（電阻值0?D500歐，允許通過的最大電流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，則圖示的刻度盤上的每一小格表示______安培。

2. 在如圖所示的四個歐姆表的表盤示意圖中，可能正確的是（ ）

3. 一萬用表的歐姆擋共有 擋測某一電阻時，指針指在如圖所示的位置。此電阻的阻值是_______歐。若要測量 左右的電阻，量程應(yīng)選__________擋讀數(shù)較準(zhǔn)確。

4. 用螺旋測微器測量一矩形小零件的長和寬，其示數(shù)如圖甲、乙所示，則圖甲所示讀數(shù)為____________，圖乙讀數(shù)為_________。

甲 乙

5. 螺旋測微器可動部分的旋鈕作轉(zhuǎn)動時，測微螺桿作__________；旋鈕每轉(zhuǎn)動1周，螺桿就移動（進(jìn)或退）_______毫米，一般可動刻度尺的圓錐面上共分為______個小格，旋鈕每轉(zhuǎn)過1小格測微螺桿就是________毫米，對于可動刻度尺不足1小格的部分，應(yīng)估讀到________毫米。

6. 用電流表的0～0.6A的量程測量某一電路中的電流時，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的量程測量電路中某兩點(diǎn)間的電壓時，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)行測量，他們所選的器材一樣，但是電路圖不一樣，請你按他們的電路圖（甲）（乙）接線，通過測量與計(jì)算，發(fā)現(xiàn)圖_____電路測量值與理論值更接近，_________電路耗電少。

8. 在測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，被測金屬絲的直徑小于1mm，長度約為8，阻值約為 ）和15V（內(nèi)阻約

（1）螺旋測微器的示數(shù)是___________mm。

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

（3）為了測量便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用編號為__________的滑動變阻器。

（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)做測定電池的電動勢和內(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)紙上畫出U?DI圖象。根據(jù)畫出的U?DI圖線可知，電源電動勢 _________，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 擋測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為使測量結(jié)果更準(zhǔn)確，測量前應(yīng)進(jìn)行如下兩項(xiàng)操作，先___________，接著____________，然后再測量并讀數(shù)。

11. 在測定電流表的內(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（電動勢2V，有內(nèi)阻）

F. 電源（電動勢6V，有內(nèi)阻）

G. 滑動變阻器（阻值范圍0～50Ω，額定電流1. 5A）

還有若干開關(guān)和導(dǎo)線

（1）如果采用上圖所示的電路測定電流表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 。（用字母代號填寫）（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)到滿刻度。

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

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

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

。

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

【試題答案】

1. 0.18

2. C

3. 4. 5. 平動，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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