逍遥学能 2017-02-08 14:02
关于这篇高考物理电学实验复习，希望大家认真阅读，好好感受，勤于思考，多读多练，从中吸取精华。
一、实验仪器的读数
高考要求会正确使用的电学仪器有：电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外，其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的，指针必须指向某一个确定的数值，不能在两个数值之间，因此不再向下估读。
例：右图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程，那么电压表读数为多少?若当时使用的是该表的0-15V量程，那么电压表度数又为多少?
例：电阻箱示意图如右，试读出当时电阻箱的阻值。
二、电流表、电压表内部结构
常用电流表和电压表都是由小量程的电流表G(即表头)改装而成的。电流表头G的电阻Rg叫表头内阻。指针偏转到最大刻度时对应的电流Ig叫满偏电流;与之对应的电压Ug叫满偏电压，Ug=IgRg。
将电流表头G改装为电压表，要串联一只大电阻实现分压;将电流表头G改装为电流表，要并联一只小电阻实现分流。
例.现有一只内阻为Rg=25，量程为Ig=3.0mA的电流表。
⑴若要把它改装为量程为0.6A和3A的双量程电流表，所需的并联电阻阻值分别是多少?
⑵现在只有两只定值电阻R1=0.025和R2=0.10，试用它们完成改造。改装电路图已画好，请标出接线柱上的标志(共用的+接线柱、0.6A和3A)。
三、恒定电流实验常规
1．伏安法测电阻
伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(电流计)外接法，b叫(电流表)内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法;内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。
如果被测电阻阻值为Rx，伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA，若，则采用外接法。若，则采用内接法。
如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量;若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。(这里所说的变化大，是指相对变化，即I/I和U/U)。
2．滑动变阻器的两种接法
滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：a叫限流接法，b叫分压接法。
采用分压接法时，被测电阻RX上的电压调节范围较大。当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。为了便于调节，采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器;采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。
3．实物图连线方法
⑴无论是分压接法还是限流接法，都应该先把测量电路(伏安法部分)接好。
⑵对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱并选择正确的量程，滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处)。
⑶对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，根据外电路沿电流方向电势降低比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的分布，将伏安法部分接入该两点间。
实物连接图如下。
三、考试大纲规定的学生实验
1.用描迹法画出电场中平面上的等势线
实验所用的电流表是零刻度在中央的灵敏电流表，在实验前应先查明电流方向与指针偏转方向的关系。方法是：将电流表、电池、电阻、导线按图a或图b连接，若R是阻值很大的电阻，就按图a连接;若r是阻值很小的电阻，就按图b连接。然后用导线的a端试触电流表的另一端，观察电流表指针的偏转方向，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
G
A
B
探针
+
本实验是用恒定电流的电流场来模拟静电场。与电池正极相连的A电极相当于正点电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。白纸应放在最下面，导电纸应放在最上面(涂有导电物质的一面必须向上)，复写纸则放在中间。
只要电流表示数是零，就表示两根探针针尖对应的点电势相等。把所有与同一个基准点电势相等的点连起来，就是等势线。
例.用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时，下列哪些模拟实验的设计是合理的
MN
M
N
MN
M
⑴ ⑵ ⑶ ⑷
A.如图⑴所示圆柱形电极M、N都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场
B.如图⑵所示圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，模拟正点电荷周围附近的静电场
C.如图⑶所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场
D.如图⑷所示圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场
2．测定金属的电阻率
由于该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路应该选用伏安法中的电流表外接法。本实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，因此供电电路可以选用限流电路。
本实验通过的由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间不能太长，电流也不宜太大，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化。由于选用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动触头的位置，使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大。
例.在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5左右。实验主要步骤如下：⑴用______测量金属导线的长度l，测3次，求出平均值;⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径d，求出平均值;⑶用伏安法测量该金属导线的电阻R。在左边方框中画出实验电路图，并把右图中所给的器材连接成测量电路。安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1伏特计要求用0-3V量程，内阻约几k电源电动势为6V;滑动变阻器最大阻值20。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为=__________。
3．描绘小灯泡的伏安特性曲线
灯丝的电阻率随温度的升高而增大。灯丝不发光时温度是室温，正常发光时温度很高，其电阻率的变化是很显著的，所以灯丝的阻值随灯泡两端电压的升高而明显增大，其U-I图线不再是过原点的直线。
用伏安法测量在不同电压下灯丝的电流和电压，描绘出伏安特性曲线。由于使用的小灯泡是(3.8V，0.3A)的，正常发光时灯丝电阻是13，阻值较小，因此应该用电流表外接法电路;由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用分压电路。电路图如右。实验中电压表量程可选0-3V，该范围伏安特性已经明显，且读数的有效数字较好。
例.描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如上图，小电珠的额定电压是3.8V。
⑴关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是
A.系统误差主要是由电压表的分流引起的
B.系统误差主要是由电流表的分压引起的
C.系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的
D.系统误差主要是由读数时的估读引起的
⑵根据实验数据在坐标系中描点如右图。试在坐标系中画出
该小灯泡的伏安曲线，并从图象中求该小灯泡的额定功率。
⑶该小灯泡在1V电压下不发光。当时灯丝的实际电阻是多大?该小灯泡在2V电压下开始发出微弱的黄光。当时灯丝的实际电阻又是多大?小灯泡在不同电压下的实际电阻为什么不相同?
⑷试将下列实物图连接成实验电路。
4．把电流表改装为电压表
此实验分三大步骤：
⑴用半偏法测定电流表头的内阻Rg。
⑵根据扩大量程的需要调节跟电流表头串联电阻箱的阻值，并改写表盘刻度，把电流表改装成电压表。
⑶将改装的电压表跟标准电压表进行校对，分析误差原因，并进行校准。
例.把电流表改装为电压表的实验中给出的器材有：
①电流表(量程0-300A)②标准伏特表(量程0-3V)
③电阻箱(0-9999)④电位器(0-100k)
⑤电源(电动势2V)⑥电源(电动势6V)
⑦滑动变阻器(0-50，额定电流1.5A)
⑧电键两只，导线若干。
⑴用半偏法测定电流表的内阻。采用右图电路测定电流表G的内阻。要想得到较高的精确度，从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用______，可变电阻R2应选用______，电源E应选用____。
实验操作的步骤有：A.合上K1B.合上K2C.观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大D.调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度E.调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半F.记下R2的阻值。把以上步骤的字母代号按合理顺序填写在下面横线上空白处：①___;②___;③___;④___;⑤___;⑥___。如果在步骤F中所得的R2的阻值为600，则中被测电流表G的内阻Rg的测量值为___。
⑵如果要将图中的电流表G改装为量程为0-3V的伏特表，方法是给电流表_____联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为________。
⑶下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图(要求从0-3V每0.5V刻度进行一次校对);然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。
⑷本实验第⑴步的系统误差总是使测得的Rg比真实值偏_____。由此引起的结果是在校对中，发现改装电压表的示数总是比标准电压表的示数偏_____。调整的方法是：将电阻箱的阻值适当_____。
小编为大家整理的高考物理电学实验复习就到这里了，希望大家认真阅读，祝大家学业有成。