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一. 本周教學內容：

電學實驗規(guī)律總結

［過程］

一、把電流表改裝為電壓表

1. 原理：靈敏電流表的內阻為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阻

按圖連接好電路，其中R為電位器，R'為電阻箱，并應使R>>R'。合上開關S1 ，調節(jié)R的阻值，使電流表達到滿刻度，再合上開關S2調節(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）電流表的內外接法：

接法

電流表內接法

電流表外接法

電路圖

產生誤差的原因

電流表內阻的分壓

電壓表內阻的分流

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）內外接法的選擇：

<1>比值法：當 時，采用電流表外接法，當 時，采用電流表內接法。

<2>若Rx、RA、RV的大小關系事先沒有給定，可借助試觸法確定內、外接法。具體做法是：如圖將電壓表的左端接b點，第二次接

解析：兩次接法中兩表示數變化為ΔU＝U＇－U＝0.1伏， I＝I＇－I＝1.0毫安，可見安培表示數變化（即 ）比伏特表示數變化（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，為了減小誤差應采用內接法，即伏特表接c點，測得R­x＝U/I＝1000歐。

2. 歐姆表測量電阻

（1）歐姆表的構造，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

<1>使用前應看一下指針是否指在刻度盤左端的零刻線處。如果不在，就應該進行機械調零：用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調零螺絲，使指針指左端零刻線。

<2>使用歐姆擋時，在選好倍率后，還必須進行歐姆調零。是：將紅、黑表筆短接，調節(jié)歐姆調零旋鈕，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值低一個數量級，如估計值為200Ω就應該選×10的倍率。②進行歐姆調零。③將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量。④將指針示數乘以倍率，得測量值。⑤將選擇開關扳到OFF或交流電壓最高擋。

用歐姆擋測電阻，如果指針偏轉角度太�。�即指針所指的刻度值太大），應該增大倍率重新調零后再測；如果指針偏轉角度太大（即指針所指的刻度值太�。�，應該減小倍率重新調零后再測。

<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）

<5>讀數時應將表針示數乘以選擇開關所指的倍數。

<6>更換歐姆擋的量程時，一定要重新進行電阻調零，然后再測量。

<7>測量完畢，拔出表筆，開關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阻的兩種變形方法

Ⅰ、用電阻箱、電流表測定

①實驗電路如圖所示

②實驗原理：

改變電阻箱的阻值，記錄R與I，應用 ，求出E、r。為了準確，可多測幾組數據，求E與r各自的平均值。

Ⅱ、用電阻箱、電壓表測定

①實驗電路如圖所示

②實驗原理：

改變電阻箱的阻值，記錄R與U，應用 ，求出E、r。多測幾組數據分別求出幾組E、r的值，再利用平均法求出E、r，即為測量值。

四、實物圖連線方法

⑴無論是分壓接法還是限流接法，都應該先把測量電路（伏安法部分）接好；

⑵對限流電路，只需用筆畫線當作導線，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（注意電表的正負接線柱并選擇正確的量程，滑動變阻器的滑動觸頭應調到阻值最大處）。

⑶對分壓電路，應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來，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的電勢高低，根據伏安法部分電表正負接線柱的分布，將伏安法部分接入該兩點間。

⑷用畫線代替導線完成電學實驗中的實物連接，應該注意下列問題：

①導線應該接在儀器的接線柱上。一些同學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�？吹揭恍┩瑢W將導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，應保證電流從電表的正接線柱流入，從電表的負接線柱流出。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節(jié)的，因此在閉合電鍵開始實驗之前，滑線變阻器的滑動頭所處的位置應該使測量電路中的電流、電壓處在最小值。

④用畫線代替導線時，所畫線條盡量不要交叉。

⑤用畫線代替導線完成電學實驗中的實物連接時，為了減少連線差錯，可以依據實驗電路圖，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驗，進行實物連線

②在電路圖上標出電學儀器各接線柱的符號，如電源的正、負極，電表的正負接線柱，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）標注導線編號。

④在實物圖上按導線編號依次完成畫線連接，最后完成的連接圖如圖所示。

五、電學實驗數據的處理方法

1. 平均法：

將待測量的若干測量值相加后除以測量次數，求算術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、偏小程度機會均等，故將多次測量值相加，所有偏差的代數和為零。

（2）為減小偶然誤差，一般應多次測量直接測量值。若直接測量值并非待測物理量，則應根據原理多次計算待測物理量值，并求其算術平均值。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

用圖象表達因變量與自變量之間的函數關系的方法。

（1）應用圖象時，應適當地選取縱軸、橫軸的標度，并根據數據特點合理確定坐標起點，使所作出的圖象大致布滿整個坐標圖紙。

（2）在物理實驗中，為能直觀地確定因變量和自變量之間的關系，一般通過直線圖象來確定，盡可能使直線通過較多坐標描點，不在一條直線上的點也要可能使直線通過較多的坐標描點，不在直線上的點也要盡可能對稱分布在直線的兩側（若有個別點偏離太遠，則是因偶然誤差太大所致，應予以舍去），以減小測量的偶然誤差。

六、儀器的選擇

1、根據實驗原理和實驗室條件選擇儀器是進行正確測量的前提，一般遵循以下三原則：

⑴可行性原則：要能夠根據實驗要求和客觀條件選用合適的儀器，使實驗切實可行，能達到預期目標。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準確性原則：根據實驗的需要，選用精度合適的測量工具，但對某個實驗來講，精確程度夠用即可，并不是精度越高越好，對各種電表，一般要求它的實際讀數不小于量程的1/2。

⑶操作性原則：實驗時需考慮調節(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，在二者都能滿足實驗要求的情況下，還要考慮阻值大小對實驗操作中是否調節(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。

（關于滑動變阻器的選擇除了考慮安全因素以外，還應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電阻”的實驗中，一般選用總阻值較小的滑動變阻器，前者可方便調節(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，為使負載RX既能得到較寬的電流調節(jié)范圍，又能使電流變化均勻，選擇變阻器時，應使其總電阻，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，要測量其當電壓從零到額定電壓之間的不同電壓下的電功率，除導線若干外還有下列器材供選擇：

A. 電壓表（量程 0?D3 伏，內阻約為 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，內阻約為 0.3 歐）

G. 電流表（量程 0?D5 安，內阻約為 0.2 歐）

（1）應選用的器材是什么？（2）畫出此實驗的電路原理圖

【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，量程應選__________擋讀數較準確。

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

甲 乙

5. 螺旋測微器可動部分的旋鈕作轉動時，測微螺桿作__________；旋鈕每轉動1周，螺桿就移動（進或退）_______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、乙兩同學將標有數字的固定電阻接入電路進行測量，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驗中，如提供的電源是一節(jié)內阻可不計的干電池，被測金屬絲的直徑小于1mm，長度約為8，阻值約為 ）和15V（內阻約

（1）螺旋測微器的示數是___________mm。

（2）為減小電阻的測量誤差，應選用_____________圖所示的電路。

（3）為了測量便于調節(jié)，應選用編號為__________的滑動變阻器。

（4）電壓表的量程應選用_________V。

（5）電流表的量程應選用_________A。

9. 某同學做測定電池的電動勢和內電阻的實驗中，記錄了6組數據，如下表所示，試根據這些數據在如圖所示的坐標紙上畫出U?DI圖象。根據畫出的U?DI圖線可知，電源電動勢 _________，內電阻 __________。

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)指針偏轉角度很小，為使測量結果更準確，測量前應進行如下兩項操作，先___________，接著____________，然后再測量并讀數。

11. 在測定電流表的內阻的實驗中備有的器材有

A. 電流表（量程0~10mA）

B. 標準電壓表（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，有內阻）

F. 電源（電動勢6V，有內阻）

G. 滑動變阻器（阻值范圍0～50Ω，額定電流1. 5A）

還有若干開關和導線

（1）如果采用上圖所示的電路測定電流表G的內阻，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應選用 ，可變電阻R2應選用 ，電源E應選用 。（用字母代號填寫）（2）如果實驗要進行的步驟有

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的阻值調至最大。

D. 調節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度。

E. 調節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度一半。

F. 記下R2的阻值。把以上步驟的字母代號按實驗的合理順序寫在下面橫線上：

（3）如果在步驟F中所得R2的阻值為6 ，則被測電流表rg的內阻的測量值為

。

（4）電流表內阻的測量值r測與其真實值r真的大小關系是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，調節(jié)調零電阻，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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