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1电学实验电与磁专题复习一、电学实验主要考查内容总结:1、实验原理、电路图的设计与连接；2、器材选择、滑动变阻器的作用、故障分析；3、实验操作方法、电表读数、表格设计；4、实验数据的处理与分析；5、实验结论；6、减小误差的方法、实验研究方法等。二、考点解析（一）电路的选取1．电流表内外接法选取（１）基本电路（２）电路的对比连接方式误差来源测量值与真实值关系适用范围外接法电压表分流电流表的读数大于流过待测的电流，故：R测R真测小电阻内接法电流表分压电压表读数大于待测电阻两端的电压，故：R测R真测大电阻（３）判断方法①直接比较法：当待测电阻Rx较小且远小于电压表内阻Rv时，应选用外接法；当待测电阻Rx较大且远大于电流表内阻RA时，应选用内接法。2②临界值法：当待测电阻RxVARR时，视Rx为小电阻，应选用外接法；当RxVARR时，视Rx为大电阻，应选用内接法；当Rx＝VARR时，两种接法均可。2．滑动变阻器分压式、限流于接法选取（１）基本电路（２）电路的对比调节范围限流式电路分压式电路电压调节范围URRURxx０→U电流调节范围xxRURRU０→xRU说明：U为电源端电压，R为滑动变阻器最大电阻，Rx为待测电阻阻值。（３）判断方法①负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R，须用分压式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。②要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。③采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的分压式接法。④负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流式接法总功率较小。3、伏安法测电阻及其它特殊测量总结：一个同学急需知道收音机上一个电阻元件的阻值，以便于更换，请你根据所学的知识帮他把测出这个未知电阻值。(要求：①画电路图②说出步骤（写明用什么仪器测什么物3理量，用什么符号表示）③写出表达式)手边有以下仪器：1.电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、一个阻值已知的电阻R0、电源（电压未知）、开关、导线,有哪些方法？需要选择哪些器材？2.电压表（2块）一个阻值已知的电阻R0、电源（电压未知）、开关（1个）、导线（若干）3.电流表（2块）一个阻值已知的电阻R0、电源（电压未知）、开关（1个）、导线（若干）4.电压表（1块）一个阻值已知的电阻R0、电源（电压未知）、开关（2个）、导线（若干）5.电流表（1块）一个阻值已知的电阻R0、电源（电压未知）、开关（2个）、导线（若干）6.电流表（1块）、滑动变阻器（1个）、电阻箱（1个）、电源（电压未知）、开关（2个）、导线（若干）方法电路图表达式伏安法伏伏法安安法伏阻法安阻法等效法4（二）器材选取原则1．准确性原则：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的１/3，读数误差较大。2．安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。3．便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。（三）伏安法测电阻（功率）中常见的电路故障总结:1.电压表电流表的指针向没有刻度的方向偏转：2.电压表电流表的指针偏转的角度很小：3.电流表指针超过最大值：4.刚连完最后一根线，灯就亮了且很亮，然后马上就熄灭了：5.电压表示数增大时，电流表的示数减小（或说移动滑动变阻器使其连入的电阻减小时，电压表的示数也减小了）：6.灯泡不亮，电流表电压表无示数：7.灯泡不亮、电压表无示数、电流表有示数且较大：8.灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近于电源电压（或说电压表指针有明显偏转）；9.灯泡较亮，但电压表指针不动（无示数）：10.灯泡较亮、电流表示数较大、移动滑动变阻器滑片电流表示数不改变：；11.灯泡较暗、电流表示数较小、移动滑动变阻器滑片电流表示数不改变：；12.无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数总小于灯泡的额定电压（达不到额定电压）：513．无论怎样调节滑动变阻器，灯总是过亮（电压表的示数总超过灯泡的额定电压，不能完成测额定功率实验）：三、电学实验例析--探究电压与电流、电阻的关系（欧姆定律探究实验）在探究电流与电压、电阻关系的实验中，我们要知道和解决滑动变阻器的作用，器材的选择，滑片移动的方向、数据的分析等方面出现问题。1．滑动变阻器的作用在探究电流与电压关系，探究电流与电阻关系的实验中，滑动变阻器除了保护电路这一共同的作用外，还有其它的不同作用。在探究电流与电压关系中，滑动变阻器另一个作用是改变电阻两端的电压，获得多组数据，从中找出电流与电压的关系。在探究电流与电阻关系中，滑动变阻器另一个作用是通过滑片位置的改变，保持电阻两端的电压不变。2．实验器材的选择在探究电流与电压、电阻关系的实验中常涉及到定值电阻和滑动变阻器的选择，我们要合理地选择这些器材。例1．李明用图1所示的电路探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω，电阻R1为l0Ω．实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R1两端电压为4V，并读出了电流表此时的示数．紧接着李明想更换电阻再做两次实验，可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个，为了保证实验成功，李明应选择的电阻是Ω和Ω．解析：由R1两端电压为U1=UR1/(R1+R2)=4V，可推出R1=2R2，R2的最大电阻为20Ω，所以R1的最大电阻为40Ω，实验中李明应选择的电阻是l5Ω和30Ω的电阻。例2．小宇利用如图1所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。实验中保持电阻两端的电压为3V，则实验中他用到的滑动变阻器规格是_______（选填序号）。A．10Ω0.5AB．20Ω1AC．50Ω2AD.30Ω0.5A6解析：根据例1的分析方法，我们也会推出R2与R1的关系：R2=R1，由于R1所用的最大是25Ω，所以变阻器最大值不能小于25Ω。又由于当R1为5Ω时，电路中电流为0.6A，所以实验中用到的滑动变阻器规格是C。3．滑片移动的方向在探究电流与电阻关系时，更换电阻后，要保持电阻两端的电压不变，必须调节滑片的位置。例3．李宇同学用图1所示的电路来验证“电流与电阻的关系”，所用器材有：电压恒为3V的电源，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，“15ΩlA的滑动变阻器一只，学生用电流表、电压表各一只，开关和导线若于。（1）实验过程中他先用5Ω的定值电阻进行实验，使电压表的示数为1.5V，再换用10Ω的定值电阻时，他没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将_____1.5V（选填“=”、“＞”或“＜”）。他应向___（选填“右”或“左”）调节滑片，使电压表的示数仍为1.5V。（2）最后他用20Ω,的电阻替换10Ω的电阻接入电路中进行实验，发现无法读取与20Ω的电阻对应的电流值．经检查，电路连接无误，且元件完好，请你帮他找出两种可能的原因。原因1：___________________．原因2：____________________。解析：（1）在滑片位置不变情况下，将5Ω换为10Ω，根据分压原理电压表的示数将变大，要使电压表的示数仍为1.5V，同样由分压原理可知变阻器接入电路的电阻要变大，图中滑片要向右移。（2）造成这种现象原因是滑动变阻器最大电阻值较小，或是电阻两端的电压设定得小了。4．数据的分析从实验数据上分析两量之间的正、反比的定量关系，方法是看两量之积、两量之比，若两量之积为定值，两量成反比，若两量之比为定值，两量成正比。实验中我们也要善于从实验数据上分析实验的反常现象。例4．小华和小明各自研究通过导7体的电流跟导体电阻的关系。实验中小华同学按图2所示的电路实验，电源电压保持不变，他不断改变电阻箱Rl（符号用表示）的阻值，测得相应的电流如表。分析表中数据可知：电流跟电阻_____反比（填：“成”或“不成”），这与欧姆定律_______（填“相符”或“不符”），其原因是_________________________。小明同学在实验中调节滑动变阻器的滑片时，发现电压表和电流表的示数变化相反，已知实验中使用的电源是稳压电源，电源两端电压保持不变，则出现这一现象的原因是________。解析：分析表中的数据发现电流跟电阻不成反比，与欧姆定律填不符，原因是未控制Rl上的电压不变。造成小明同实验现象的原因是将电压表并联在滑动变阻器上。例5．探究电流与电阻的关系实验中，实验器材：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（20Ω2A、50Ω1A），导线若干。小红按图1电路进行实验，她先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5V，并记下电流值；再分别改接10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表中的实验数据。分析数据得出当电压一定时导体上的电流与导体的电阻成（填“正比”或“反比”）。小丽在探究时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，得到了与表相同的数据，也完成了实验探究。小丽与小红的实验相比不同之处是。解析：从小红的实验数据得出电压一定时导体上的电流与导体的电阻成反比。从小丽的数据看电流与电阻的乘积等于1.5V，而实验中她保持电压表的示数为3V，造成这种现象的原因是由于电源电压4.5V，她将电压表并联在滑动变阻器上，导致当电压表的示数为3V时，电阻两端的电压为1.5V。例6．小芳按图1所示的电路探究电阻上的电流跟两端电压的关系，实验中电源电压3V。（1）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，电压表示数约为3V，则电路中出现的故障可能是______________；（2）排除故障后，调节滑动变阻器，测出通过电阻R的电流和对应的电压值，如表8所示，分析数据后发现表格中电流值与电压值不成正比，检查两电表均无故障，你认为可能的原因是。解析：（1）出现电流表示数始终为0，电压表示数约为3V的原因是电阻R断路（2）从实验数据上分析，电流与电压成一次函数关系，不成正比，原因是电流表使用前没有校零。9四、课后练习1.如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图：（1）实验中，选择两个小灯泡的规格应该是_______的（填“相同”或“不相同”）。（2）下表是某同学实验中的一组数据：电流表的位置ABC电流I／A0.30.30.5指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是_______，造成错误的原因是__________________。（3）实验中某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光，造成其中一个小灯泡不发光的原因是（）A．通过灯泡的电流小B．灯泡的灯丝断了C．灯丝的电阻小D．小灯泡靠近负极2．某同学希望通过比较电路中不同位置的电流表的读数来研究串联电路的电流规律．所接电路图如图所示，闭合开关后，两电流表指针偏转情况如图22所示．（1）电流表A2的读数是：＿．（2）该同学发现电流表A1指针偏转较A2小，所以他认为“串联电路电流每流经一个用电器，电流都会减弱一些”．请你指出造成他判断错误的原因．（3）另一同学连接的电路如图23所示．他认为：若两灯的亮度一样，说明串联电路电流处处相等，若两灯的亮度不同，则说明串联电路电流不相等．a．若图23中两灯亮度相同，能说明流过两灯电流相等吗？简要说明理由．b．连接电路后，两灯泡都亮，由于连线较乱，一时无法确定10电路是串联还是并联，以下两种简单判断方法是否可行？请你在表中空格填写“可行”或“不可行”．方法操作现象结论方法是否可行方法1把其中一灯泡从灯座中取下另一灯熄灭两灯一定是串联方法2把任意一根导线断开两灯熄灭两灯一定是串联3、小航同学在做“探究电流与电阻的关系”实验时，他设计