人教解密15 电学实验（解析版）-【高频考点解密】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.docx

解密15 电学实验
核心考点
考纲要求
实验八：测定金属的电阻率(同时练****使用螺旋测微器)
实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线
实验十：测定电源的电动势和内阻
实验十一：练****使用多用电表
实验十二：传感器的简单使用
1．要求会正确使用的仪器主要有：游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等
2．要求认识误差问题在实验中的重要
考点1 测定金属的电阻率
（同时练****使用螺旋测微器）
1．基本实验要求
（1）实验原理
根据电阻定律公式知道只要测量出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率。
（2）实验器材
被测金属丝，直流电源（4 V），电流表（0~0.6 A），电压表（0~3 V），滑动变阻器（50 Ω），开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。
（3）实验步骤
①用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。
②接好用伏安法测电阻的实验电路。
③用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。
④把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。
⑤改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。
⑥将测得的Rx、l、d值，代入公式中，计算出金属丝的电阻率。
（4）电流表、电压表测电阻两种方法的比较
电流表内接法
电流表外接法
电路图
误差原因
电流表分压U测=Ux＋UA
电压表分流I测=Ix＋IV
电阻测量值
=Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
<Rx
测量值小于真实值
适用条件
RA≪Rx
RV≫Rx
2．规律方法总结
（1）伏安法测电阻的电路选择
①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。
②临界值计算法
Rx<时，用电流表外接法；
Rx>时，用电流表内接法。
③实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大变化，而电流表示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表示数有较大的变化，而电压表示数变化不大，则可采用电流表内接法。
（2）注意事项
①先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。
②电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。
③电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。
（3）误差分析
①若为内接法，电流表分压。
②若为外接法，电压表分流。
③长度和直径的测量。
3．仪器选择的基本思路
（1）优先考虑安全因素
各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流（或电压）不能超过其允许的最大电流（或电压）。实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流（一般假设滑动变阻器采用限流式接法时进行估算）。如：用伏安法作出标有“6 V，0.6 W”字样的小灯泡的U–I图象，而实际加在小灯泡两端的电压的最大值不能超过6 V。
（2）考虑读数误差因素
一般要求各电表的实际读数不小于其量程的，以减小读数误差。
（3）仪器选择的一般步骤
A．首先选择唯一性的器材；
B．粗画电路图（暂不接电流表和电压表）；
C．估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。
4．电阻测量方法荟萃
（1）伏安法：
电路图
特点：大内小外（内接法测量值偏大，测大电阻应用内接法测量）
（2）安安法
若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。
①如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2=。
②如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2≫UA1时，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2=。
（3）伏伏法
若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用。
①如图甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2=R1。
②如图乙所示，两电表的满偏电流IV1≪IV2时，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2=。
（4）比较法测电阻
如图所示，测得电阻箱R1的阻值及表、表的示数I1、I2，可得Rx=。
如果考虑电表内阻的影响，则I1(Rx＋RA1)=I2(R1＋RA2)。
（5）半偏法测电流表内阻
电路图如图所示