1、第7讲 电学实验 7.1 描绘小灯泡伏安特性曲线知识点睛1电流表的内接与外接 电流表外接法如图甲，电压表能够准确测出两端的电压，而电流表测量的是通过和电压表的总电流。为尽量准确地测出电阻，采用这种接法的前提是：电压表内阻远大于。 电流表内接法如图乙，电流表能够准确测出通过的电流，而电压表测量的是加在电流表和两端的总电压。为减小实验误差，采用这种接法的前提是：电流表内阻远小于。若已知、的大约值，当，即时，用电流表外接法。当，即时，用电流表内接法。也可以这么说，“小电阻”用外接法，“大电阻”用内接法。2滑动变阻器的分压与限流选择电路接法的基本原则：为了减小电表本身系统误差的影响，我们要尽量选择小量
2、程，电表指针偏转最好大于满偏的。滑动变阻器要选择其最大阻值和待测电阻阻值相差不大的，这样变阻器的利用率会较高，便于操作。在滑片滑动的过程中，电表指针的变化会相对比较明显。限流接法的优点是电路简单、功耗小，但是当实验要求多测几组数据，尤其是要求电压从零开始变化时，必须采用分压法。伏安法测电阻的误差主要来自于电表对电路的影响。内接法中，电压表读数，电流表读数，所以，测量值偏大。外接法中，电压表读数，电流表读数，所以，测量值偏小。例题精讲【例1】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“”，其他供选择的器材有：电压表（量程，内阻）；电流表（量程，内阻）；电流表（量程，内阻）；滑动变阻器
3、（最大阻值，）；滑动变阻器（最大阻值，）；电源（电动势，内阻不计）；开关及导线若干。实验要求在电压表范围内读取12组不同的电压值和对应的电流值，以便做出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选_，变阻器应选_，画出此实验的电路图。【答案】 ，【例2】某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，所使用电流表的内阻约为几欧姆，电压表的内阻约为几千欧姆。在尽量减小实验误差的基础上，该同学得到了8组数据，在图甲所示的坐标系中，通过描点、连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。 请判断实验电路的连接方式，根据你的判断在虚线框中画出实验电路图，并在图乙中连接实物图。 根据图甲，可确定小灯泡的功率与、的关系，下
4、列示意图中正确的是_。 将此小灯泡与一定值电阻和电源串联成如图电路。电源的电动势为，内阻为，现测得电路中的电流为，则定值电阻消耗的电功率为_。【答案】 由图甲可知，所测电压数据从零开始读取，且灯泡电阻在左右，所以应选择电流表外接、变阻器分压接法的电路。电路图、实物图如下。 D； 7.2 测电源的电动势和内阻知识点睛1对于一个给定的电池，和是确定的。如图，通过改变负载的阻值，我们可以测出多组和，将其中的两组、代入，即可得出电源的电动势和内阻。，。2用作图法来处理数据以为横轴，为纵轴，用测出的多组描点并画出图象。 直线在轴上的截距，表示电源的_。 直线斜率的绝对值，表示电源的_。例题精讲【例3】某
5、同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻，已知：干电池的电动势约为，内阻约为电压表（量程，内阻）电流表（量程，内阻）滑动变阻器（最大阻值，额定电流）滑动变阻器（最大阻值，额定电流） 实验中滑动变阻器应选用_。（选填“”或“”） 根据图甲，在图乙中连接实物电路图。 在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的图象，根据图象可求出电源的电动势_，内阻_。【答案】 电源的短路电流约为，故应选。 如图所示。 直线在纵轴上的截距即为电源电动势，内阻。同学们是否注意到丙图中图象的纵坐标并不是从零开始的，这是故意给大家设的陷阱吗？其实不全是这个原因。当电池内阻较小时，描出直线的斜率会很小，不利于实验
6、数据的处理。为此，使纵坐标不从零开始，可以把纵坐标的比例放大，在有效利用坐标纸的基础上，使得处理数据的误差小了很多。此时纵轴的截距仍代表电源的电动势，但横轴的截距不再代表短路电流。【例4】某同学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和内阻，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为，可当标准电阻用）、一只电流表（量程，内阻）和若干导线。 请根据测定电源电动势和内阻的要求，设计图中器件的连接方式，画线把它们连接起来。 接通开关，逐次改变电阻箱的阻值，读出与对应的电流表的示数，并作记录。当电阻箱的阻值时，其对应的电流表的示数如下图所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值
7、的倒数，再制作坐标图。如图所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点，请你将与下图实验数据对应的坐标点也标注在图上。 在图上把描绘出的坐标点连线。 根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势，内阻。【答案】 如图； ， 7.3“半偏法”测电流表内阻知识点睛1实验原理如图所示，合上，调整，使电流表恰好满偏。闭合，调整，使电流表恰好半偏。当时，电流表内阻。在闭合前，应将调至最大，以免烧坏电流表。在的前提下，闭合开关，此时对电路中总电阻的影响很小，可认为干路中的电流没有发生变化。2实验误差严格来说，在并入电阻后，电路总电阻会_，干路电流将会_。现在流过电流表的电流为，所以通过电阻的电流要_，所以有，即
8、测量值偏_。例题精讲【例5】甲同学要把一个量程为的直流电流计，改装成量度范围是的直流电压表。她按如图所示电路，用半偏法测定电流计的内电阻，其中电阻约为。为使的测量值尽量准确，在以下器材中，电源应选用_，电阻器应选用_，电阻器应选用_（选填器材前的字母）。A电源（电动势）B电源（电动势）C电阻箱（）D滑动变阻器（）E电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（）F电位器（）该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是_，最后记录的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）A闭合B闭合C调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D调节的阻值，使
9、电流计指针偏转到满刻度的一半E调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度如果所得的的阻值为，则被测电流计内阻的测量值为_，该测量值_实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。给电流计_联（选填“串”或“并”）一个阻值为_的电阻，就可以将该电流计改装为量程的电压表。【答案】 B，C，F；BCAE；300，略小于；串，19.7【例6】某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表来校对待测电流表的满偏电流和测定内阻的电路，如图所示。已知的量程略大于的量程，图中为滑动变阻器，为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。 实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为 （填步骤的字母代号）：A合上开关B分别将和的阻值调至最大C记下的最终读数D反复调节和的阻值，使的示数仍为，使的指针偏转到满刻度的一半，此时的最终读数为E合上开关F调节使的指针偏转到满刻度，此时的示数为，记下此时的示数。 仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的内阻的测量值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）； 若要将的量程扩大为，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在上并联的分流电阻的表达式， 。【答案】 BEFADC，相等，59第三级（下）第7讲教师版