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高三物理教案:电磁学实验总复习

[10-20 00:46:57]   来源:http://www.kmf8.com  高三物理教案   阅读:8700
概要: 的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值,得到该种金属电阻率的表达式为ρ=__________。解:(1)米尺;(2)螺旋测微器;(3)测量部分用安培表外接法,电源部分用限流电路或分压电路都可以,电阻率 。3.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir,本实验电路中电压表的示数是准确的,而电流表的示数比通过电源的实际电流小,所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差, 滑动变阻器R的阻值应该小一些,所选用的电压表的内阻应该大一些。为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用U-I图象处理实验数据。将点描好后,用直尺画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小。这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E(对应的I=0),斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。(特别要注意:有时纵坐标的起始点不是0,求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI |)。例5. 在用电流表和电压表测电池
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的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值,得到该种金属电阻率的表达式为ρ=__________。

解:

(1)米尺;

(2)螺旋测微器;

(3)测量部分用安培表外接法,电源部分用限流电路或分压电路都可以,电阻率 。

3.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻

实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir,本实验电路中电压表的示数是准确的,而电流表的示数比通过电源的实际电流小,所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差, 滑动变阻器R的阻值应该小一些,所选用的电压表的内阻应该大一些。

为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用U-I图象处理实验数据。将点描好后,用直尺画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小。这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E(对应的I=0),斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。(特别要注意:有时纵坐标的起始点不是0,求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI |)。

例5. 在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1Ω和1kΩ。右边为实验原理图,下边为所需器材的实物图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。

I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57

U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05

一位同学在实验中记录的6组数据如上表所示,试根据这些数据在右图中画出U-I图线。根据图线可读出被测电池的电动势E=____V,内电阻r=___Ω。

解:1.46,0.719

4.练习用多用电表测电阻

(1)使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端的零刻线处。如果不在,就应该进行机械调零:用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝,使指针指左端零刻线。

(2)根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。(如测量20mA左右的直流电流,应将选择开关对准左边100mA量程处,在刻度盘上,应该看最下方的刻度,即满偏刻度为10的刻度线,从刻度盘读出数据后还应再乘10,得测量结果。)

(3)使用欧姆挡时,在选好倍率后,还必须进行欧姆调零。方法是:将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指右端零刻线处。因此用多用电表的欧姆挡测电阻的操作步骤是:⑴选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级,如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。⑵进行欧姆调零。⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。

(4)将指针示数乘以倍率,得测量值。

(5)将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。

用欧姆挡测电阻,如果指针偏转角度太小(即指针所指的刻度值太大),应该增大倍率重新调零后再测;如果指针偏转角度太大(即指针所指的刻度值太小),应该减小倍率重新调零后再测。

(6)使用多用电表时,两只手只能握住表笔的绝缘棒部分,不能接触表笔上的金属部分。

例6. 多用电表表头的示意图如右。在正确操作的情况下:

(1)若选择开关的位置如灰箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为___________。

(2)若选择开关的位置如白箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为___________。

(3)若选择开关的位置如黑箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为___________。

(4)若选择开关的位置如黑箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的正确操作步骤应该依次为:___________,____________,____________。

(5)全部测量结束后,应将选择开关拨到__________或者___________。

(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从色_____表笔经______插孔流入电表。

解:

(1)直流电压,12.4V。

(2)直流电流,49mA。

(3)电阻,17kΩ。

(4)该用×1kΩ倍率,重新调零,将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线,读出指针所指刻度,再乘以倍率得测量值。

(5)OFF,交流电压500V档位置。

(6)红,正。

四、重要的演示实验

1.平行板电容器的电容

静电计是测量电势差的仪器。指针偏转角度越大,金属外壳和上方金属小球间的电势差越大。在本实验中,静电计指针和A板等电势,静电计金属壳和B板等电势,因此指针偏转角越大表示A、B两极板间的电压越高。

本实验中,极板带电量保持不变。三个图依次表示:正对面积减小时电压增大;板间距离增大时电压增大;插入电介质时电压减小。由 知,这三种情况下电容分别减小、减小、增大。因此可以确定C和S、d、ε的关系是 。

2.研究电磁感应现象

首先要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系(方法与画电场中平面上等势线实验相同)。

电键闭合和断开时、电键闭合后滑动变阻器的滑动触头移动过程中、电键闭合后线圈A在B中插入、拔出时,都会发现电流表指针发生偏转,说明有感应电流产生。而电键保持闭合、滑动触头不动、线圈A 在B中不动时,电流表指针都不动,说明无感应电流产生。

结论:闭合电路中有感应电流产生的充分必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。

五、设计实验举例

例7. 利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键,测量一个电池组的电动势和内电阻。请画出实验电路图,并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。

解:与学生实验相比,用电阻箱代替了电流表。由于电压可测,由电压、电阻就可以算出电流(这个电流是通过电阻箱的电流,比通过电池的电流偏小,系统误差是由电压表的分流造成的)。电路图如下。实验步骤是:

(1) 按电路图接好实验电路

(2)改变电阻箱阻值,分别读出两组电阻箱阻值和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2。

(3)根据闭合电路欧姆定律列出与这两组数据相对应的方程:

⑷解方程组可得E和r:

如果只给出电阻箱和电流表,用类似的方法同样可以测量电源的电动势和内电阻。

例8. 电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材(G为灵敏电流表,R0为阻值均匀的电阻丝,R为已知阻值的定值电阻,Rx为被测电阻)。要求利用这些器材测未知电阻Rx。(1)实验中还需要什么测量仪器?

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