電學實驗基本知識和方法

羅發海

【摘要】電學實驗是高考的必考實驗，從近幾年高考物理試題可知，電學實驗占得比重越來越大，所以在平時的教學中應該加強電學實驗教學，特別要加強學生對課本中的演示實驗和學生實驗教學，讓學生親自參與實驗設計，能夠熟練畫出常規實驗電路圖和實物圖的連接。

【關鍵詞】讀數；器材選取；電路選取

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）12-0272-01

電學實驗是作為學生高考試卷中的失分“大戶”，很有必要在平時的教學中加強基本實驗方法的訓練，在基礎學習的基礎上提高學生的遷移能力。可以這么說，不管是設計型還是開放型的實驗題，其實驗原理或實驗方法或數據處理等都可以從教材十七個學生實驗或演示實驗中找到類同的！這就要求教師認真引導和啟發，同時由于實驗題一步不到位，導致全部不得分的可能，應反復引導和訓練學生會多角度思考，減少盲目性。

一、實驗儀器的讀數

高考要求會正確使用的電學儀器有：電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。除了滑動變阻器以外，其它儀器都要求會正確讀出數據。讀數的基本原則是：凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數字）；凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。

二、實驗器材選取原則

1.準確性原則：選用電表量程應可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時盡可能使指針接近滿量程，若指針偏轉不到滿偏角度的1/3，讀數誤差較大。

2.安全性原則：通過電源，電表，滑動變阻器，用電器的電流不能超過其允許的最大電流。

3.便于操作原則：選擇控制電路時，既要考慮供電電壓的變化范圍是否滿足實驗要求，又要注意便于操作。

三、電路選取

1.電流表內外接法選取

（1）基本電路

（2）電路的對比

（3）判斷方法

①直接比較法：當待測電阻Rx較小且遠小于電壓表內阻Rv時，應選用外接法；當待測電阻Rx較大且遠大于電流表內阻RA時，應選用內接法。

②臨界值法：當待測電阻Rx<時，視Rx為小電阻，應選用外接法；當Rx>時，視Rx為大電阻，應選用內接法；當Rx=時，兩種接法均可。

試觸法：如圖將電壓表的左端接a點，而將右端第一次接b點，第二次接c點，觀察電流表和電壓表示數的變化。

2.滑動變阻器分壓式、限流于接法選取

（1）基本電路

（2）電路的對比

（3）判斷方法

①負載電阻Rx遠大于滑動變阻器總電阻R，須用分壓式接法此時若采用限流式接法對電路基本起不到調節作用。

②要求負載上電壓或電流變化范圍大，且從零開始連續可調，須用分壓式接法。

③采用限流電路時，電路中的最小電流（電壓）仍超過電流表的量程或超過用電器的額定電流（電壓）時，應采用變阻器的分壓式接法。

④負載電阻的阻值Rx小于滑動變阻器的總電阻R或相差不大，并且電壓表、電流表示數變化不要求從零開始起調，可用限流式接法。

⑤兩種電路均可使用時應優先用限流式接法，因為限流式接法總功率較小。

四、常規實驗電路

1.測電阻電路（或描繪伏安特性曲線電路，或測量功率電路，或測量電阻率電路）

原理：R=U/I

測電阻電路，共有四種電路

（1）分壓式，外接法（2）限流式，外接法（3）改為分壓式，內接法（4）改為限流式，內接法

2.測電動勢和內阻電路

（1）測量電路如圖

（2）測量方法：第一、計算方法

測兩組端電壓U和電流I值，然后通過以下式子求解：E=U1+I1rE=U2+I2r

第二、作U——I圖象方法

通過調節滑動變阻器，取得多組（U，I）值，然后在坐標中描點，連成直線用圖象處理問題，須注意以下幾點：

①連直線的方法：讓盡可能多的點在直線上，直線兩則分布的點的個數大致均勻偏離直線較遠的點舍去。

②縱軸截距的含義：電動勢E

③橫軸截距的含義：短路電流I0

④斜率的含義：電阻。求解方法：r=或用直線上任意兩點求解斜率的絕對值。

測量方法2：E=I（R+r），設計電路圖。測量方法3：E=U+Ur/R，設計電路圖。endprint