高中物理《电学实验》高考必考知识点
整体分析
高中物理《电学实验》在高考中属于必考部分,分值往往占10分之多。目前,相关资料《电学实验》考点的归纳与总结只是单纯地自教材中各个实验本身着手,并没有一个自电学整体的高度来加以综合概括分析。本文力图将《电学实验》自四个方面加以整体分析描述,使教材中的各个实验相应的知识点连成线,便于高三学生在短时间内熟练的掌握各个知识点,从而达到顺利解决高考中《电学实验》必考题的目的。
§§ 序 言
一、一切电学实验均可归总为伏安法测电阻; 二、高中电学实验整体可分为四大部分: ①测电阻 ②电表改装与校准
③测电源电动势和内阻 ④多用电表的使用
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§§第一部分:测电阻
一、电路整体构成:
1.控制电路 2.测量电路 二、电路整体要求: 1、安全第一:
①闭合控制开关前“限流式”滑动变阻器接入电阻必须调到最大,以确保电路安全;
②闭合控制开关前“分压式”滑动变阻器并联部分接入电阻必须调到最小,以确保电路安全。 2、精度第二:
电压表与电流表的指针偏转应保证在以上,以减小读数时产生的偶然误差。
3、在确保安全前提之下,为保证精度,电源电动势E应选大一些。 三、控制电路的整体分析:(滑动变阻器的选择,近似认为电源内阻为零) 1、控制电路连接方式: R 限流式: x测量电路 13分压式: Rx 测量电路 R0 R0
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2、控制范围:(近似认为电源内阻为零)
EEERX?I?X①电流:R?R 电压:R?R?UX?E R0xX0X②电流:0?IX?E0?UX 电压:RX?E
3、控制电路的选择:
①用限流式时不能确保Rx的安全时必须采用分压式;
②实验要求Rx两端电压要求自零开始连续变化(描绘伏安特性曲线)时必须采用分压式;
③“小分压,大限流”,当滑动变阻器总阻值R0远小于被测电阻阻值Rx,若采用限流式,滑动变阻器对电路电流影响不大,此时采用分压式,调节范围大,滑动时利用到滑动变阻器的大部分电阻线,手动操作方便。在强调变化范围大时,采用分压式; ④若实验要求强调耗能低,则必须采用限流式。 4、分压式接法中滑动变阻器的选择: ①确保滑动变阻器的安全:
令分压式接法电路图中滑动变阻器阴影部分的电阻为R1,则滑动变阻器另外一部分电阻为R0-R1,通过阴影部分的电流为干路电流,
I干?E,其中R并≤R0-R1,则R1+R并≤R0,则I干 ≥E,为确保
R0R1?R并ER0滑动变阻器的安全,则滑动变阻器的额定电流必须满足I额>Imin=②在确保I额>Imin=
ER0;
的前提下,滑动变阻器总阻值尽量选小一些,
以确保所测物理量的连续性,便于操作;
③若滑动变阻器I额<Imin且又没有更大额定电流的滑动变阻器可用,
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则可在滑动变阻器一端串联一小电阻做保护电阻。 三、测量电路的整体分析:
1.电表只起显示功能,读数不参与具体数值计算(实验中只有一块电表,必有电阻箱) ①替代法测电阻:
Ⅰ>电流表示数作为显示功能:
Rx 1 K R0 2 R1 A 如图所示,将开关K拨向接点1,调节R0使电流表示数为I0,将开关K拨向接点2,保持R0不变,调节R1使电流表示数仍为I0,则
Rx?R1。
Ⅱ>电压表示数作为显示功能:
Rx 1 K2 R1 2 V R0 K1 如图所示,闭合开关K1,将开关K2拨向接点1,调节R0使电流表示数为I0,将开关K2拨向接点2,保持R0不变,调节R1使电流表示数仍为I0,则Rx?R1。
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②电桥法测电阻:
Rx B G A R1 C R2 K D R3 令电路中D点的电势为0,则在调节R1,R2,R3,使得电流表示数为零后,在之路ABD中有:
?A??B?B??D,在之路ACD中有:?RxR3R1RXR1?A??C?B??DR?R3 ?X,结合上述两式得:R,则?R2R23R1R2③半偏法测电阻: ①“测小电阻” Ⅰ>电路示意图:
Ig rg G R2 R1 K2 E K1 Ⅱ>实验操作步骤:
A.闭合K1,断开K2,调节R2,使电流表恰好达到满偏Ig; B.闭合K2,保持R2不变,调节R1,使电流表达到半偏
1Ig; 2 C. 在R2》R1时,可以认为rg≈R1(R1 ,R2均为接入的电阻)。
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