电学实验方法 与总结 【电学实验在高考中的地位】 电学实验是高考中必考实验，大多数是以第二个实验题呈现出来， 分值较高，难度较大，需要思考及注意的地方较多，若有一处思考 错误，有可能会把整个实验处理错，所以处理电学实验题时，需要 全盘考虑，避开易出错的地方，利用欧姆定律把表达式写出来，必 要的时候对表达式进行变形，化成题目所给的对应形式。 【处理电学实验的思路】 1 、部分电路的欧姆定律：U=IR 2 、闭合电路的欧姆定律：E=IR+Ir=U 外 +U 内 【电学实验需要考虑的地方】 ● 电表的选择 ● 电路图的实物图连线 ● 电表的内阻对测量的影响 ● 电表的改装 ● 测量电路的选择 ● 电表的读数 ● 控制电路的选择 ● 红黑表笔的连接 ● 滑动变阻器的选择 ● 欧姆表内阻的处理 ● 滑片开始置于的地方 ● 定值电阻的作用 ● 电表的选择 总原则：安全；精确 安全：通过电表的电流（或电压）不超过其量 程 精确：指针有较大的偏转，一般至少要偏转量程的 1/3 电压表的选择 电流表的选择 看所给元件的额定电压，选量程比额定电压稍大的电压 表 看所给电源电动势，选量程比电源电动势稍大的电压表 看所给元件的额定电流，选量程比额定电流稍大的电流 表 计算电路中的最大电流，所选电流表的量程比最大电流稍 大 说明：有些题目所给电压表的量程会比电源电动势小一些，此 时该表仍然可选用，因为电压的大小可以用控制电路控制，实 验操作时，改变电压表的读数使注意不要超过其量程即可。 【注意】若知道电表的内阻，则 电流表可以当电压表使用（ U=IRA ）； 电压表也可以当电流表使用（ I=U/RV ） 当然在某些题目中，既知道电表的内阻，又给出了知道具体阻值的定 值电阻，虽然电表的量程满足不了测量的要求，但我们可以通过对电 表进行改装，变成满足要求的大量程的电表，这样就可以进行测量了 ，但要注意此时电表的读数一定要按改装的倍率进行扩大。 【例 1 】（ 2021· 贵阳一中月考）现有一个约为 10kΩ 的电阻，我们需要更准确地 测量它的阻值，实验室中可选的器材有： A. 电压表 V1 （量程 0 ～ 3V ，内阻约为 1kΩ ） B. 电压表 V2 （量程 0 ～ 15V ， 内阻约为 5kΩ ） C. 电流表 A1 （量程 0 ～ 2.5mA ，内阻约为 150Ω ） D. 电流表 A2 （量程 0 ～ 500μA ，内阻约为 500Ω ） E. 滑动变阻器 R1 （阻值 0 ～ 200Ω ） F. 滑动变阻器 R2 （阻值 0 ～ 10kΩ) G. 电源（电动势 4V ，内阻很小） H. 开关和导线若干 为了使测量的数据尽可能多和准确电压表选用 A ；电流表选用 D ； 解析 : 电压表：由于电源电动势 4V ，所以应该选用与电源电动势相近的电压表，则选择 A 电流表的选择同上 变式：现有一个约为 10kΩ 的电阻，我们需要更准确地测量它的阻值，实验 室中可选的器材有： A. 电压表 V1 （量程 0 ～ 3V ，内阻约为 1kΩ ） B. 电压表 V2 （量程 0 ～ 15V ，内阻约为 5kΩ ） C. 电流表 A1 （量程 0 ～ 600μA ，内阻为 600Ω ） D. 电流表 A2 （量程 0 ～ 500μA ，内阻约为 500Ω ） E. 滑动变阻器 R1 （阻值 0 ～ 200Ω ） F. 滑动变阻器 R2 （阻值 0 ～ 10kΩ) G. 电源（电动势 4V ，内阻很小） H. 开关和导线若干 为了使测量的数据尽可能多和准确电压表选用 A ；电流表选用 D ； ● 电表的内阻对测量的影响 两种理想电表 理想电压表：内阻无穷大，可视为断路 理想电流表：内阻为零，可视为导线 对测量无影响 实际的电表都有一定的电阻，故必须考虑对测量电路的影响 电流表有内阻，应考虑电流表的分压作 用 电压表有内阻，应考虑电压表的分流作 用 思考：既然电表内阻对测量有影响，那么在实验时如何能降低这种影响 呢？ 电流表有分压作用， 若 电流表应接在电 （电流表 分压作用大，就不能 压 的） 让 表两接线柱的外 其分压，电压表就不 电压表有分流作用， 能 若 测量电流表的电压 分流作用大，就不能 面 让 电流表应接在电 压 表两接线柱的里 ●面 测量电路的选 外接法 （电流表 的） 内接法 方法 内接法 外接法 电流表分压 电压表分流 U 测 =UR+UA I 测 =IR+IV 电路图 误差原因 测量值 适用条件 口诀 U测 R测  R真  RA  R真 I测 RA<<Rx 大内偏大 法，测量值偏大） R 测 >R 测大电阻 （大电阻用内接 U U U R真  R  测  测 R测 真 I R I测  Iv I测 RV>>Rx 小外偏小 ， 测量值偏小） R 测 <R 真 测小电阻 （小电阻用外接法 内接法与外接法的选取原则 方法 内接法 外接法 Rx RV 需要知道 R 、 R R 和 的大约阻值 x RxR V A V  或 R  R R  或Rx  R A RV 计算法 x A V RA Rx RA Rx 试 若不知道 Rx 的大约值，可以采用电路如右 图所示的“试触法”。电压表的一个接头 触 分别与 a 、 b 试触一下，读出对应的 U1 、 I1 法 【相对示数的 和 U2 、 I2 变化是相对内 若 , 说明电流 接法时的示数 表示数相对变化明显，电压表 I1  I 2 U 1  U 2  I2 U2 变化】 分流作用强，采用电流表内接 法 若 ，说明电压表示 数 I1  I 2  U 1  U 2 I2 U2 相对变化明显，电流表分压作用强 ， 采用电流表外接法 【例 3 】用电流表和电压表测量电阻 R 的阻值，如图所示，分别将 （ a ）和（ b ）两种测量电路接入到电路中。按照（ a ）图时，电流 表示数为 4.60mA ，电压表示数为 2.50V ；按照（ b ）图时，电流 表示数为 5.00mA ，电压表示数为 2.30V 。比较这两次结果，正确 的是（ ） A. 电阻的真实值更接近 543Ω ，且大于 543Ω B. 电阻的真实值更接近 543Ω ，且小于 543Ω C. 电阻的真实值更接近 460Ω ，且大于 460Ω D. 电阻的真实值更接近 460Ω ，且小于 460Ω B 【例 4 】（ 2020· 全国卷 I ）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻 Rx ， 所用电压表的内阻为 1 kΩ ，电流表内阻为 0.5 Ω 。该同学采用两种测量方案，一 种是将电压表跨接在图（ a ）所示电路的 O 、 P 两点之间，另一种是跨接在 O 、 Q 两点之间。测量得到如图（ b ）所示的两条 U–I 图线，其中 U 与 I 分别为电压表和 电流表的示数。 O、P 回答下列问题： （ 1 ）图（ b ）中标记为 II 的图线是采用电压表跨接在 ________ （填“ O 、 P” 或 I “ O 、 Q” ）两点的方案测量得到的。 50.5 （ 2 ）根据所用实验器材和图（ b ）可判断，由图线 ________ （填“ I” 或“ II” ）得 到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为 ________Ω （保留 1 位小数）。 （ 3 ）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（ 2 ）中得 50.0 到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值 为 ________Ω （保留 1 位小数）。 放大图 3.02 2.8 5 1.9 0 返回 ● 控制电路的选择【滑动变阻器的分压接法和限流接 法】 滑动变阻器的接法 限流接法 分压接法 说明 电路图 负载 Rx 上的电 压调节范围 负载 Rx 上的电 流调节范围 电路优点 0≤U≤E Rx E U E R x  RP E E I  Rx  RP Rx 电路简单 E 0 I  调节范围大Rx 节约能源 可以从 0 开始变 化 串、并联不 关系同 分压电路电压 调节范围大 分压电路电流 调节范围大 【说明】在以下 3 中情况下一定要用分压接法 ● 题目中要求电压或电流可以从零开始变化或者是要求电 表的 调节范围大 ● 滑动变阻器的总阻值小于被测电阻的阻值 ● 若采用限流接法，根据题目中所提供的实验器材计算该 电路 中的最小电流（此时滑动变阻器全部接入电路）比电表 【简记口诀】零起（范围大）、滑小、烧表必分压 的量 【例 5 】（ 2020· 全国卷 III ）已知一热敏电阻当温度从 10 ℃ 升至 60 ℃ 时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用 伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源 E 、 开关 S 、滑动变阻器 R （最大阻值为 20 Ω ）、电压表（可 视为理想电表）和毫安表（内阻约为 100 Ω ）。 （ 1 ）在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量 电路图。 【例 5 】（ 2020· 全国卷 III ）已知一热敏电阻当温度从 10 ℃ 升至 60 ℃ 时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用 伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源 E 、 开关 S 、滑动变阻器 R （最大阻值为 20 Ω ）、电压表（可 视为理想电表）和毫安表（内阻约为 100 Ω ）。 （ 1 ）在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量 电路图。 控制电路的选择 滑动变阻器的最大 阻值小于热敏电阻 的阻值，故选用分 压接法 测量电路的选择 电压表为理想电 表，不考虑其分 流作用，故选用 外接法 ● 电路图的实物图连线 实物图连线问题，主要是按照电路图中电流流向方向画，依次将实 物连接起来。连线中需要注意的地方： ① 所有连线不允许相交 ② 连电表的线时，需要注意接线柱的正负极和电表的量程（量程选 对， 电流从“﹢”接线柱进，从“一”接线柱出） ③ 遇到电压表时，可先把电压表拿掉，最后再把电压表并在测量部 分 的两端 ④ 滑动变阻器两种接法的处理 滑动端接线柱 滑动端接线柱 定值端接线柱 限流接法（一上一 下） 分压接法（一上两 下）