一轮038-1-电学实验

高三物理一轮复习教学案038-1

课题：恒定电流实验1

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，因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的，不再向下估读。 例1

、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____ _ 表的0-15V 量程，那么电压表度数为

例

2、右图是电阻箱示意图，试读出当时电阻箱的阻值_____________Ω。

二、常规实验 1.伏安法测电阻

伏

安法测电阻有a 、b 两

种接法，如图a 叫______法，b 叫_______法。外接法的系统误差是由电压表的_________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

___________表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用_______法。

如果被测电阻阻值为R x ，伏特表和安培表的内阻分别为R V 、R A ，

若x

R <

，则采用外接法。

若x

R >

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______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_______法测量。（这里所说的变化大，是指相对

变化，即ΔI /I 和ΔU/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_______，b 叫______。采用分压接法时，被测电阻R X 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。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，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。

例3、用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按下图所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。

⑴该实验的第一步是：闭合电键S 1，将电键S 2接2，调节滑动变阻器R P 和r ，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数U 1、I 1；请你接着写出第二步，并说明需要记录的数据：_________________________________________________________________________________________。

⑵由以上记录数据计算被测电阻R X 的表达式是R X =___________。 ⑶将右图中给出的仪器按照电路图的要求连接起来。

例4、. 在实验室中，往往利用

。测量电路图如右。E 为电源，其电动

势为E 。R 1为总阻值较大的滑动变阻器。R 2为电阻箱。A 为被测电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得电流表的内阻R A ：①闭合K 1，断开K 2，调节R 1，使电流表读数等于其量程I 0；②保持R 1不变，闭合K 2，调节R 2，使电流表读数等于I 0/2；③读出R 2的值，则R A =R 2。 ⑴按照电路图在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。

⑵若电源的内阻忽略不计，试分析该实验的系统误差总是使电表内阻的测量值比其真实值偏大还是偏小？

μA

K 2

K 2

V

A

S 1

R P

例5、 电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材（G 为灵敏电流表，R 0为阻值均匀的电阻丝，R 为已知

阻值的定值电阻，R x 为被测电阻）。要求利用这些器材测未知电阻R x 。⑴实验中还需要什么测量仪器？_____________ ⑵将实物连成电路图。⑶写出测量R x 的实验步骤，并写出利用测量数据表示R x 的表达式。

4、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____________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________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。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6. 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5Ω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 。在下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1Ω；伏特计要求用0-3V 量程，内阻约几k Ω；电源电动势为6V ；滑动变阻器最大阻值20Ω。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ρ=__________。

巩固练习

1、下右图中的P 是一根表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜的长陶瓷管（碳膜布满圆柱体的外侧面）。陶瓷管的长度约为50cm ，外径约为6cm ，所用电阻膜材料的电阻率已知为ρ，管的两端有导电箍M 、N 。该电阻的长度就是陶瓷管的长度，其截面积可看作等于膜的厚度与圆周长的乘积。现有器材为：A.米尺、B.游标卡尺、C.螺旋测微器、D.电压表、E.电流表、F.电池组、G .滑动变阻器、H.电阻箱、I.电键和导线。请你设计一个测量该电阻膜厚度d 的实验方案。

⑴所须选用的器材有：__________________（填器材前的字母即可）。 ⑵所须测量的物理量有：_____ 、_____、 _____、 _____。

L

1

L 2

X R

R 0

P

⑶根据实验测得的以上数据计算电阻膜厚度d的数学表达式为：d=________________。

⑷在左下图的方框中画出实验电路图（MN间的电阻膜的电阻约几个ｋΩ，滑动变阻器的总阻值为50Ω）。并将右下图中的实物按电路图连接起来（有３根导线已经连好，不得改动）。

2、某同学选用一只标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，用电流表和电压表测量它在不同电压下的电流，从而计算出它在不同电压下的实际电阻值。根据实验数据画出的I-U图象如右。

⑴从图象看出，电压越高对应的实际电阻值越_____，这说明灯丝材

料的电阻率随温度的升高而________。

⑵若实验室提供的器材是：电动势为6V，内阻很小的铅蓄电池；量

程0-0.6-3A的直流电流表；量程0-3-15V的直流电压表；最大阻值10

Ω的滑动变阻器；一只电键和若干导线。

请画出正确的实验电路图。并标出开始实验时所用的电表量程和滑动

变阻器滑动触头的位置。

3、. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对

市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现竞有九成样品的细菌超标或电导率不合格（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）。

⑴不合格的纯净水的电导率一定是偏_____（填大或

小）。

⑵对纯净水样品进行检验所用的设备原理如图所示，

将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器

内，容器两端用金属圆片电极密封。请把检测电路连

接好（要求测量尽可能准确，已知水的电导率远小于

金属的电导率，所用滑动变阻器的阻值较小）。

3 15 0.6 3

mA V