高中物理電學(xué)實驗基礎(chǔ)的復(fù)習(xí)

張桂蘭

高中物理電學(xué)實驗是高考的必考內(nèi)容，也是學(xué)生失分較多的知識點之一，靈活多變的考查方式令學(xué)生有無從下手的感覺，因此電學(xué)實驗的復(fù)習(xí)思路方法就顯得尤為重要。

復(fù)習(xí)電學(xué)實驗做到明確要求，熟悉器材，梳理方法，構(gòu)建模型。

一、明確要求：

物理實驗?zāi)芰σ蟆墩n程標(biāo)準(zhǔn)》

1.按說明書進行實驗操作，會使用基本的實驗儀器

2.嘗試選擇實驗方法及所需要的裝置與器材

3.考慮實驗的變量及其控制方法

4.知道實驗?zāi)康暮鸵延袟l件，制定實驗方案

5.具有安全操作的意識

6.對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理

7.嘗試根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論

8.嘗試分析假設(shè)與實驗結(jié)果間的差異

9.注意探究活動中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問題。

10..吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，改進實驗探究方案。

綜上所述，學(xué)生會正確操作使用實驗器材，根據(jù)要求設(shè)計實驗方案，能發(fā)現(xiàn)問題并改進實驗解決問題。

二.熟悉器材，抓住電學(xué)實驗的四條主線——原理，器材，方法，模型。

1實驗原理

（1）部分電路歐姆定律與閉合電路歐姆定律

（2）其他電路相關(guān)規(guī)律

2 實驗器材

滑動變阻器? ?電表（及改裝）? 多用電表? ? 游標(biāo)卡尺及螺旋測微器

3實驗數(shù)據(jù)的處理方法

列表法、解析法、圖像法

4電學(xué)實驗中注重建立物理模型——高中物理實驗究其本質(zhì)只有三個

a.電阻Rx的測量（伏安法、等效替代法、半偏法、電橋法、歐姆表法），小燈泡的伏安特性曲線，測金屬絲的電阻率也都是屬于電阻的測量。

b.測電源電動勢和內(nèi)阻

c.多用電表的使用

三、電學(xué)實驗必備基礎(chǔ)知識和基本技能：

（1）控制電路——滑動變阻器的分壓、限流接法的選擇

控制電路——滑動變阻器的分壓限流的選擇：電壓或電流從0取值，要求電壓（電流）連續(xù)取值或者調(diào)節(jié)范圍盡可能大，滑動變阻器的總阻值小于被測電阻，具備以上任何一個條件就選擇分壓接法，否則選擇限流接法，二者都可以時，從能量角度考慮選限流。

（2） 測量電路——安培表的內(nèi)外接法的選擇：

內(nèi)接法適合測大電阻，測量誤差偏大;外接法適合測小電阻，測量結(jié)果偏小。對于是大電阻還是小電阻并不很明顯的，用比值法或者試觸法判斷。

要求用部分電路歐姆定律可以熟練分析以上問題。

高考實例

[2012·四川卷] 例1.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：

小燈泡L，規(guī)格“4.0 V，0.7 A”;電流表A1，量程3 A，內(nèi)阻約為0.1 Ω;電流表A2，量程0.6 A，內(nèi)阻r2=0.2 Ω;電壓表V，量程3 V，內(nèi)阻rV=9 kΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻R1，阻值1Ω;標(biāo)準(zhǔn)電阻R2，阻值3 kΩ;

滑動變阻器R，阻值范圍0～10Ω;學(xué)生電源E，電動勢6 V，內(nèi)阻不計;

開關(guān)S及導(dǎo)線若干.

①甲同學(xué)設(shè)計了如圖l所示的電路來進行測量，當(dāng)通過L的電流為0.46 A時，電壓表的示數(shù)如圖2所示，此時L的電阻為________Ω.

②乙同學(xué)又設(shè)計了如圖3所示的電路來進行測量，電壓表指針指在最大刻度時，加在L上的電壓值是________V.

③學(xué)習(xí)小組認(rèn)為要想更準(zhǔn)確地描繪出L完整的伏安特性曲線，需要重新設(shè)計電路.請你在

乙同學(xué)的基礎(chǔ)上利用所供器材，在圖4所示的虛線框內(nèi)補畫出實驗電路圖.并在圖上標(biāo)明

所選器材代號.

（2）電表的改裝

首先復(fù)習(xí)恒流半偏法測電流表的表頭電阻，熟練畫出電路圖，并做出誤差分析。進而遷移到設(shè)計恒壓半偏法電路，測大內(nèi)阻的電壓表。

其次，應(yīng)用部分電路歐姆定律，將小量程電流表改裝成大量程的電壓表電流表。

高考實例

電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表的電流的兩倍.某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻（半偏法），實驗室提供材料器材如下：

待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約為3000Ω），電阻箱R0（最大阻值為99999.9Ω），滑動變阻器R1（最大阻值100Ω，額定電壓2A），電源E（電動勢6V，內(nèi)阻不計），開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干.

（1）虛線框內(nèi)為同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整.

（2）根據(jù)設(shè)計的電路，寫出步驟：

（3）將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV，與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比，RV ______ RV（填“>”“=”或“<”），主要理由是_______。

以上既是電學(xué)實驗的理論基礎(chǔ)，也是電學(xué)實驗的靈魂，所有實驗都是圍繞這些點考察的，所謂磨刀不誤砍柴功，急于做大量的題目，不如踏踏實實把上述問題一 一落實，從原理、到操作、到誤差的分析方法，只有達(dá)到這部分知識的要求，才可以將電學(xué)實驗題歸到上述的模型和基本方法之下，做到有理論依托，擺脫做實驗題________________的盲目性。

實驗題的做法關(guān)鍵在于原理先行：設(shè)計電路、實驗步驟、實驗誤差分析都是以弄清實驗為前提的，原理是核心。

以測量電源電動勢和內(nèi)阻為例：

熟練掌握四種方法的電路圖、函數(shù)式、圖像、誤差分析

高考實例

例2某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100μA，內(nèi)阻為2500Ω的表頭，一個開關(guān)，兩個電阻箱（0—999.9Ω）和若干導(dǎo)線。

（1）由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），并將該電阻箱阻值調(diào)為Ω。

（2）接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進行測量，實驗電路如圖所示，通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計算后一并記錄如下表。

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖2中已描繪出四個點，請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖2中，并畫IR—I圖線

②根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是V，內(nèi)阻r是Ω。

例3.如圖a所示，是某同學(xué)用來精確測定兩節(jié)干電池電動勢和內(nèi)電阻的電路圖，其操作步驟包括以下五個基本步驟：

A.檢查電路無誤后，閉合開關(guān)S1，讀取并記錄電壓表讀數(shù)U1;

B.計算該電源的電動勢和內(nèi)電阻。

C.按圖中所示組裝電路，讓開關(guān)S1、S2均處于斷開狀態(tài);

D.斷開開關(guān)，整理器材;

E.再閉合開關(guān)S2，讀取并記錄電壓表讀數(shù)U2;

回答以下問題：

（1）上述實驗步驟正確的排序為_____________;

（2）按照電路圖以筆畫線代替導(dǎo)線將圖b各元件連接起來。

（3）若定值電阻R1=R3=20Ω，R2=10Ω，電壓表的讀數(shù)分別為U1=2.7V，U2=1.3V，且電壓表為理想電表，則所測得的干電池電動勢和內(nèi)電阻的精確值分別為：E=_____________V，r=_______________Ω;

（4）若定值電阻分別用R1、R2、R3表示，電壓表的讀數(shù)分別用U1、U2表示，且電壓表不能當(dāng)做理想電壓表，其阻值用RV表示，請寫出求解電源電動勢和內(nèi)電阻的兩個方程：________________________;____________________________。

三、高考實驗題的題型及特點

（1）.讀數(shù)類實驗題：觀察量程，計算精確度，精確度以1為單位，讀到精確度下一位，精確度以2或5為單位的二分之一或五分之一估讀，讀到精確度本位，并不多一位。

例4.下圖中若電流表量程為3A，則電流表示數(shù)為______A，若電流表量程為0.6A，則電流表示數(shù)為________。

解析：量程3A，精確度0.1A，讀到精確度下一位，讀作0.70A;

量程0.6A， 精確度0.02A，二分之一估讀，讀到小數(shù)點后2位，讀作0.14A

例5.下圖中若電壓表量程為3V，則電壓表示數(shù)為_______V，若電壓表量程為15V，則電壓表示數(shù)為_______V。

解析：量程3V，精確度0.1V，讀到精確度下一位，讀作0.70V

量程15V，精確度0.05V，五分之一估讀，讀作0.35V

游標(biāo)卡尺的讀數(shù)

游標(biāo)卡尺清楚四個問題，弄清楚游標(biāo)卡尺的原理：

1.游標(biāo)尺總長度：比同刻度數(shù)主尺的長度短1mm;10分度游標(biāo)尺總長度10*1mm—1=9mm;20分度游標(biāo)尺總長度20*1mm—1=19mm;50分度游標(biāo)尺總長度50*1mm—1=49mm

2.游標(biāo)尺每個刻度的長度，游標(biāo)尺總長度除以游標(biāo)尺總刻度數(shù)

3.主尺與游標(biāo)尺每一刻度相差 ——精確度

4讀數(shù)方法

分析原理，切忌機械記憶

以10分度游標(biāo)卡尺為例說明。如圖所示，將主尺的9小格9毫米長度平均分成10份，做成游標(biāo)尺，游標(biāo)尺的每小格即為0.9毫米，比主尺相應(yīng)小0.1毫米，根據(jù)游標(biāo)尺和主尺的刻度錯位可測量不足一毫米的長度。主尺和游標(biāo)尺上對應(yīng)的一等份差值，叫做精確度，它體現(xiàn)了測量的準(zhǔn)確程度。游標(biāo)卡尺正是利用主尺和游標(biāo)尺上每一小格之差，來達(dá)到提高精確度的目的，這種方法叫做示差法。

如圖3所示，游標(biāo)尺上的第六條刻度線與主尺上的某一條對齊，則被測物體的長度：

同理，當(dāng)游標(biāo)上第n條刻線與主尺上的某一條刻線對齊時，被測物體長度為：

讀數(shù)[來步驟源

1、確認(rèn)游標(biāo)格數(shù)，算出游標(biāo)卡尺精確度：10分度游標(biāo)卡尺精確度為;20分度游標(biāo)卡尺精確度為;50分度游標(biāo)卡尺精確度為;

2、從主尺讀出游標(biāo)尺零刻線前的毫米數(shù);

3、看游標(biāo)尺上第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，毫米以下的讀數(shù)就是，得游標(biāo)尺示數(shù)L2;

4、測量結(jié)果

5、注意單位和有效數(shù)字“0” 游標(biāo)尺不需要估讀。

做到以上知識點清晰，可以遷移到螺旋測微器，角度計等儀器的讀數(shù)問題。

總之，電學(xué)實驗也有它獨特的分析方法，掌握基本儀器的原理、改裝、讀數(shù)等正確的方法，是做好實驗問題的基本功，做好這部分復(fù)習(xí)，必會事半功倍，有效突破實驗這一難題。