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1、高中物理电学实验高中物理电学实验考情分析：一、高考分析一、高考分析电学实验占据着相当重要的地位，考试大纲要求的实验有19个，其中10-17个均为电学实验。可见高考实验在电学中的地位非同一般。根据我对高考试卷的分析，题型总结如下：1、关于电阻测量。几乎年年考，其中伏安法测电阻最多，涉及到选表，设计电路，连实物图，误差分析以及描绘各种电性曲线等。2、测电源电动势和内阻。容易考查，涉及到选表，设计电路，误差分析，曲线分析等。3、改装电表。教难，基本上不单独考查，结合在1.2中考查。涉及到计算。4、电子仪器的使用。13年考查多用电表和示波器的读数和使用5、传感器及探究性电路设计。近几年出现较频繁，要学
2、会读题，正确分析。主讲部分：1、电表及电表的改装2、测量电源电动势机器内阻（主要分析原理、图像及误差，总结解题方法）一、电表、电表的改装一、电表、电表的改装1.灵敏电流表灵敏电流表G（1）三个主要参数）三个主要参数内阻内阻Rg:电流表线圈的电电流表线圈的电阻，大约几欧到几十欧。阻，大约几欧到几十欧。满偏电流满偏电流Ig:指针批转到指针批转到最大刻度时的电流，大最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。约几十微安到几毫安。满偏电压满偏电压Ug:电流表通过电流表通过Ig时两端的电时两端的电压，大约零点几伏。压，大约零点几伏。（2）三个参数间的关系：由欧姆定律）三个参数间的关系：由欧姆定律可知可知Ug
3、=IgRg注意：电表就是电阻。注意：电表就是电阻。UgGRgIg2.电压表电压表（1）电压表的改装）电压表的改装电流表电流表G 的电压量程的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为，当改装成量程为U的的电压表时，应串联一个电阻电压表时，应串联一个电阻R分去多余的电压分去多余的电压U-Ug，电阻，电阻R叫分压电阻。叫分压电阻。UgGRgIgU-UgR（2）电压表的内阻：）电压表的内阻：Rv=Rg+RI3.电流表的改装电流表的改装电流表电流表G 的电压量程的电压量程Ug=IgRg，当改装成量，当改装成量程为程为I的电流表时，应并联一个电阻的电流表时，应并联一个电阻R分去分去多余的电流多余的电流I-I
4、g，电阻，电阻R叫分流电阻。叫分流电阻。RI-IgUgGRgIg（2）电流表的内阻：）电流表的内阻：RA=RgR/(R+Rg)4.电流表改装成欧姆表电流表改装成欧姆表原理：闭合电路的欧姆定律原理：闭合电路的欧姆定律如图所示，当红、黑表笔短接时，调如图所示，当红、黑表笔短接时，调节节R R，使电流表的指针达到满偏电流，使电流表的指针达到满偏电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有：表笔间电阻为零。这时有：当两表笔间接入电阻当两表笔间接入电阻RxRx时，时，电流表的电流为：电流表的电流为：G+RE r红表笔黑表笔RxG+RE r红表笔黑表笔当当R
5、x改变时，改变时，Ix随着改变，将随着改变，将电流表表盘上电流表表盘上Ix处标上对应处标上对应的的Rx值，就构成了欧姆表。值，就构成了欧姆表。中值电阻：欧姆表的内阻即中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻为中值电阻R R中中R R内内R+Rg+rR+Rg+r因因Ix与与Rx 不是线性关系，欧姆不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。表表盘刻度不均匀。G+RE r红表笔黑表笔Rx4使用万用电表欧姆挡测电阻时：使用万用电表欧姆挡测电阻时：测量前应检查指针是否停在测量前应检查指针是否停在“”刻度线的刻度线的“”处；处；每一次换档位，都要重新进行一次每一次换档位，都要重新进行一次“欧姆调欧姆调零零”；在外电路
6、，电流是从黑表笔流经被测电阻到在外电路，电流是从黑表笔流经被测电阻到红表笔的。红表笔的。测量时，若指针偏转很小测量时，若指针偏转很小(靠近靠近附近附近)，应换，应换倍率较大的档位再测。倍率较大的档位再测。以上做法正确的是（以上做法正确的是（）ABCD实验目的实验目的(1)(1)掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法阻的方法.(2)(2)学会用学会用U-IU-I图线处理数据的方法图线处理数据的方法.实验原理实验原理闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律E=U+IrE=U+Ir通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻
7、），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。AVKE,r实验数据处理实验数据处理1.1.代数法代数法从而计算出：从而计算出：AVKE,r实验数据处理实验数据处理2.2.图像法图像法根据根据E=U+IrE=U+IrU=E-IrU=E-IrIUAB电动势电动势E E短路电流短路电流纵坐标可以纵坐标可以不从不从0 0开始开始电源的伏安特性曲线电源的伏安特性曲线AVKE,r斜斜 率率k k绝绝 对对 值值=r r误差分析误差分析1 1、本实验中，存在的、本实验中
8、，存在的系统误系统误差差是由于是由于电压表的分流电压表的分流引起。引起。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该实验图线可知，该实验的测量结果将导致电源的的测量结果将导致电源的电动势电动势E E和内阻和内阻r r都都偏小偏小。I I真真I Iv vAVKE,rI I测测AVKE,rAVKE,r实验初步变形实验初步变形为什么实验不使用右图的电路测量？为什么实验不使用右图的电路测量？想一想一想想假设是理想电表，两个电路图是一样的假设是理想电表，两个电路图是一样的对于内阻比较大的电源，使用右图对于内阻比较大的电源，使用右图误差分析误差分析AVKE,r1 1、本实验中，存在的
9、、本实验中，存在的系统误系统误差差是由于是由于电流表的分压电流表的分压引起。引起。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该实验图线可知，该实验的测量结果将导致电源的的测量结果将导致电源的内阻内阻r r偏大偏大，但电动势，但电动势E E测测=E=E真真U外外U测测UA训练题训练题1 10909安徽安徽21.II21.II分分 用右图所示电路，测定一节干电池的电动势和用右图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值短路，电路中用一个定值R R0 0起保护作
10、用。除电池、开关和导起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：线外，可供使用的实验器材还有：（a a）电流表（量程）电流表（量程0.6A0.6A、3A3A）；）；（b b）电压表（量程）电压表（量程3V3V、15V15V）；）；（c c）定值电阻（阻值）定值电阻（阻值11、额定功率、额定功率5W5W）；）；（d d）定值电阻（阻值）定值电阻（阻值1010、额定功率、额定功率10W10W）；）；（e e）滑动变阻器（阻值范围）滑动变阻器（阻值范围010010、额定电流、额定电流2A2A）；）；（f f）滑动变阻器（阻值范围）滑动变阻器（阻值范围01000100、额定电流、额定电流
11、1A)1A)。那么那么要正确完成实验，电压表的量程应选择要正确完成实验，电压表的量程应选择_V_V，电流表的量程，电流表的量程应选择应选择_A_A；R R0 0应选择应选择_的定值电阻，的定值电阻，R R应选择阻值应选择阻值范围是范围是_的滑动变阻器。的滑动变阻器。引起该实验系统误差的主要原因是引起该实验系统误差的主要原因是_。AVESRR0还有其他方法测电源还有其他方法测电源的电动势和内阻吗？的电动势和内阻吗？想一想一想想训练题训练题2 2 09 09北京北京21)21)某同学通过查找资料自己动手制作某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势了一个电池。该同学
12、想测量一下这个电池的电动势E E和内电和内电阻阻r r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为为999.9999.9，可当标准电阻用）、一只电流表（量程，可当标准电阻用）、一只电流表（量程IgIg=0.6A=0.6A，内阻内阻rg rg=0.1=0.1）和若干导线。）和若干导线。请根据测定电动势请根据测定电动势E E和内电阻和内电阻r r的要求，设计图的要求，设计图4 4中器件的连接中器件的连接方式，画线把它们连接起来。方式，画线把它们连接起来。A实验高级变形实验高级变形1.1.利用电阻箱和电流表测电源电动势和内阻利用电阻箱和电流表
13、测电源电动势和内阻接通开关，逐次改变电阻箱的阻值接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R R，读出与读出与R R对应的电流表的示数对应的电流表的示数I I，并作，并作记录。当电阻箱的阻值记录。当电阻箱的阻值R R=2.6=2.6时，其时，其对应的电流表的示数如图对应的电流表的示数如图5 5所示。处理所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值实验数据时，首先计算出每个电流值I I的倒数，再制作坐标图，如图的倒数，再制作坐标图，如图6 6所示，所示，图中已标注出了的几个与测量对应的图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点。请你将与图坐标点。请你将与图5 5实验数据对应的实验数据对应的坐标点也标注在图坐标点也
14、标注在图6 6上。上。在图在图6 6上把描绘出的坐标点连成图线。上把描绘出的坐标点连成图线。根据图根据图6 6描绘出的图线可得出这个电池描绘出的图线可得出这个电池的电动势的电动势E E=_V=_V，内电阻，内电阻r r=_=_。图5A00.20.40.6R/A-11I654321O41235-1图6R/A-11I654321O41235-1图图6截距的截距的绝对值绝对值=r=r-2斜斜率率k k=E E还有其他方法测电源还有其他方法测电源的电动势和内阻吗？的电动势和内阻吗？想一想一想想2.2.利用电阻箱和电压表测电源电动势和内阻利用电阻箱和电压表测电源电动势和内阻/V-1/-1斜斜 率率k k
15、=r r/E E截距截距=1/E=1/EKE,rAVR3.3.用电流表和定值电阻代替电用电流表和定值电阻代替电压表来测定电动势和内阻。压表来测定电动势和内阻。KE,rA2A1RR0训练题训练题4 40909海南海南1414图图l l是利用两个电流表是利用两个电流表A A1 1和和A2A2测量干电池电动势测量干电池电动势E E和和内阻内阻r r的电路原理图。图中的电路原理图。图中S S为开关为开关R R为滑动变阻器，固定为滑动变阻器，固定电阻电阻R Rl l和和A A1 1内阻之和为内阻之和为l0000l0000（比（比r r和滑动变阻器的总电阻和滑动变阻器的总电阻都大得多都大得多)，A A2
16、2为理想电流表。为理想电流表。按电路原理图在图按电路原理图在图2 2虚线框内各实物图之间画出连线。虚线框内各实物图之间画出连线。+E，rASA2RAA1R1图2A1A2ErSR1Rbca图1在闭合开关在闭合开关S S前，将滑动变阻器的滑动端前，将滑动变阻器的滑动端c c移动至移动至_（填（填“a a端端”、“中央中央”或或“b b端端”）。）。闭合开关闭合开关S S，移动滑动变阻器的滑动端，移动滑动变阻器的滑动端c c至某一位置，读出电至某一位置，读出电流表流表A A1 1和和A A2 2的示数的示数I I1 1和和I I2 2。多次改变滑动端。多次改变滑动端c c的位置，得到的的位置，得到的
17、数据为数据为I1（mA）0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2（mA）48040032023214068在图在图3 3所示的坐标纸上以所示的坐标纸上以I I1 1为纵坐标、为纵坐标、I I2 2为横为横坐标画出所对应的坐标画出所对应的I I1 1-I I2 2曲线。曲线。利用所得曲线求得电源的电动势利用所得曲线求得电源的电动势E E=_V=_V，内阻，内阻r r=_=_。（保留两位小数（保留两位小数)该电路中电源输出的短路电流该电路中电源输出的短路电流I Im m=A A。I1/mA0.1600.1500.1400.1300.1200.1100100200300400
18、500I2/mA图34.4.用电压表和定值电阻代替电用电压表和定值电阻代替电流表来测定电动势和内阻。流表来测定电动势和内阻。KE,rAVRKE,rV1RV2R0训练题训练题0909重庆重庆2222硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用下图所示电路探究硅光电池的路端电压某同学用下图所示电路探究硅光电池的路端电压U U与总电流与总电流I I的关系。图中的关系。图中R R0 0为已知定值电阻。电压表视为理想电压表。为已知定值电阻。电压表视为理想电压表。请根据上左图用笔画线代替导线将上右图中的实验器材连接请根据上左图用笔画线代替导线将上右图中的实验器材
19、连接成实验电路。成实验电路。V1V2+S硅光电池RR0V1V2+硅光电池SRR0若电压表若电压表V V2 2的读数为的读数为U U0 0，则，则I I=_=_。实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量到该电池的通过测量到该电池的U-IU-I曲线曲线a a，见下图。由此可知电池内阻，见下图。由此可知电池内阻_（填（填“是是”或或“不是不是”）常数，短路电流为）常数，短路电流为_mA_mA，电动势为，电动势为_V_V。实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-IU-I曲线曲线b b，见下图。当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路，见下图。当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为端电压为1.5V1.5V，则实验二中外电路消耗的电功率为，则实验二中外电路消耗的电功率为_mW_mW（计算结果保留两位有效数字）。（计算结果保留两位有效数字）。