二轮专题十三——电学实验A(电学设计性实验)

电学设计性 实验专题复习

实验设计的总体原则(1)科学性：实验所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 (2)安全性：实验方案的实施要安全可靠，不会对器材造成损害， 且成功率高。 (3)精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误 差尽可能的小 (4)方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理, 便于得出实验结论。

实验设计的基本思路联想已学过的实 验原理和方法找出和实验目的 最相关 的物理规 律、定理、定律 分析给出的条 件和实验仪器

明 确 目 的

确 定 原 理

设 计 方 案

选定、改装和 组合实验器材合理规划、明 确实验步骤

确定合理的数 据处理方法

完 成 实 验

实验设计的关键在于实验原理的确定，它是进行实验的依据和 起点，它决定了应选用(或还需)哪些实验器材，应测量哪些物理 量，如何编排实验步骤.而实验原理的确定又往往依赖于所提供的 实验器材(条件)和实验要求，它们相辅相成，互为条件。

【例】某同学要测量一个电阻的阻值，步骤如下： (1)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的 电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为________ Ω; 220 (2)为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下： 待测圆柱体电阻R 电流表A1(量程0~3 mA,内阻约50 Ω) 电流表A2(量程0~15 mA,内阻约30 Ω) 电压表V1(量程0~3 V,内阻约10 kΩ) 电压表V2(量程0~15 V,内阻约25 kΩ) 直流电源E(电动势4V,内阻不计) 滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω) 滑动变阻器R2(阻值范围0~2 kΩ) 开关S,导线若干 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在框中画 出测量用的正确电路图，并标明所用器材的代号.

《全品二轮专题》听课手册P50“变式题”

【例1】(2011· 浙江卷) 为测量一电源的电动势及内阻. (1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表. A.量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表V1 B.量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表V2 C.量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表V3 选择电压表 V3(或C) 串联 kΩ的电阻可以改装成量程 6 为9 V的电压表. (2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表 用符号V1 、V2 或V3 与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表), 在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图. (3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时， 电阻箱的阻值为15.0 Ω;电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为 40.0 Ω,则电源的电动势E= 7.5 V、内阻r= 10 Ω.

【解析】 (1)要改装成 9 V 的电压表，必须在原电压表

上串联一固定电 阻，题中给出三种电压表，只有 C 的电阻是确定值，所以应选电压表 9-3 C,串联电阻 R=3× kΩ=6 kΩ. 3 (2)电路图如图所示. (3)测量电源电动势和内阻时，路端电压应为电压表示数的 3 倍，根据 4.5 6 闭合电路的欧姆定律得：4.5=E- r,6=E- r,解得 E=7.5 V,r 15 40 =10Ω.

【针对训练1】某待测电阻Rx的阻值约为20 Ω,现要测量其阻值， 实验室提供器材如下： A.电流表A1(量程150 mA,内阻约为10 Ω) B.电流表A2(量程20 mA,内阻r2=30 Ω) C.定值电阻R0=100 Ω D.滑动变阻器R,最大阻值约为10 Ω E.电源E,电动势为4 V(内阻不计) F.电键S及导线若干 (1)根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量 程的1/3,请你在虚线框内画出测量电阻Rx阻值的一种实验电路图( 图中元件使用题干中相应英文字母符号标注) (2)实验时电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,用题中已知 的和实验测得的物理量表示待测电阻Rx阻值的表达式为Rx= R0I2 ________.(用字母表示)I1-I2

【例2】 (2010·天津)要测量电压表V1的内阻RV,其量程为2 V,内 阻约2 kΩ.实验室提供的器材有： 电流表A,量程0.6 A,内阻约0.1 Ω; 电压表V2,量程5 V,内阻约5 kΩ; 定值电阻R1,阻值30 Ω; 定值电阻R2,阻值3 kΩ; 滑动变阻器R3,最大阻值100 Ω,额定电流1.5 A; 电源E,电动势6 V,内阻约0.5 Ω; 关S一个，导线若干. ①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路 中，测出V1的电压和电流，再计算出RV .该方案实际上不可行，其 最主要的原因是__________; ②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV 的实验电路.要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增 减元件的条件下完成.试画出符合要求的实验电路图(图中电源与 开关已连好),并标出所选元件的相应字母代号； ③由上问写出V1内阻RV的表达式，说明式中各测量量的物理意义.

2 解析：①用该法测得电流 I≈ A=1 mA,而电流表的量程为 2× 3 10 0.6 A,所以用电流表 A 不能准确测出流经电压表 V1 的电流. ③用 U1 表示 V1 的电压；U2 表示 V2 的电压，即 V1 和 R2 串联的 U1 总电压.由部分电路欧姆定律知 RV= I ⑦ U2-U1 I= ⑧ R2 U1R2 由⑦⑧得 RV= U2-U1 答案 ①电流表 A 不能准确测量出流过电压表 V1 的电流；②测量电压表 V1 内阻 RV 的实验电路图如图所示. U1R2 ③RV= U2-U1 U1 表示 V1 的示数； U2 表示 V2 的示数，即 V1 和 R2 串联的总电压.

小结：“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法,这一方法的创新思维是运用电压表测电流(或算电流),此方法适用于电流表 不能用或没有电流表

等情形.设计电路时不仅要考虑电压表的量程,

还要考虑滑动变阻器分压与限流 …… 此处隐藏：1774字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……