1、1高中物理实验大盘点【一】实验的基础知识一、 实验的基本类型1、 测量型2、 验证型3、 研究型4、 使用型二、 实验设计的思想方法1、 比较法天平、自感现象、光谱分析。2、 变量控制法牛顿第二定律。3、 等效替代法电阻。4、 累积法单摆、打点计时器。5、 模拟法静电场等势线的描绘。6、 留迹法频闪照片、沙摆、示波器。7、 放大法油膜法、扭秤实验。8、 转换法动量守恒、加速度。9、 外推法理想实验、电源的电动势和内电阻。10、近似法突出主要因素。三、 实验数据的处理方法1、 比较法平行四边形。2、 平均法算术平均数。3、 列表法4、 图像法斜率、截距、面积、外推。（1） 尽量把曲线转化为直线寻
2、找规律。（2） 坐标轴的起点可以不为零。（3） 曲线弯曲处取点应密集一些。（4） 计算斜率时应选取距离较远的点。四、 仪器的读数规则1、 最小分度是 1 的仪器；2、 最小分度是 2 或者 5 的仪器；3、 不需估读的仪器游标卡尺、温度计、秒表、欧姆表。五、 实验的一般原则1、 尊重事实原则；2、 仪器选择原则；（1） 安全性原则36 伏特的电压、溢出、爆炸、不能超过量程和额定值；（2） 准确性原则电压表、电流表三分之一以上，欧姆表居中。米尺和螺旋测微器（影响的大小） ；（3） 方便性原则。3、 初态设置原则电源是否断开，变阻器限流式电阻最大，分压式电阻最小，选档，机械调零。六、 实验误差和误
3、差分析21、 误差2、 误差的分类（1） 系统误差与偶然误差。（2） 绝对误差与相对误差。绝对误差测量值与真实值之差的绝对值。相对误差绝对误差与真实值的比。单摆。七、 有效数字1、 有效数字2、 确定方法从左边不为零的数字数起到最末位置。科学计数法只看系数。【二】测量电阻的方法粗测万用最简便，两表一变是伏安，一箱一表用替代，测表内阻想半偏。一、粗测用万用表测量电流要串联，测量电压要并联。欧姆档就是欧姆表。以下是作为欧姆表时的用法（所测量电阻要与外电路断开） 。用完后要将选择开关拨至交流电压最高档或者 off 档。1、 原理：闭合电路的欧姆定律，。XgRrRI)(调 零XgXg Rr调 零调 零
4、 )()(2，所以欧姆表内阻等于表盘上的中值电阻。刻度不匀，左密右疏，左大右小。2、使用步骤：左调零（机械调零）选档插笔右调零（电阻调零）测量读数（示数乘以倍率） 。3、注意事项：居中读数，右偏换小档，左偏换大档，换档调零，红正黑负，红进黑出。4、内部结构【相关实验】用万用表探索黑箱内的电学元件1、纯电阻黑盒子；2、纯电源黑盒子；3、电阻与电源组成的闭合电路黑盒子；4、含电容器、二极管的黑盒子。（使用欧姆表之前用电压表判断盒子内有无电源）3判断依据：1、电阻为零两接线柱由无阻导线短接而成。2、电压为零（1）任意两接线柱之间电压均为零盒子内无电源。（2）有的接线柱之间电压为零或两接线柱中至少有一
5、个与电源断路。电池反串。3、电压最大两接线柱之间有电源。4、正向和反向电阻差值很大两接线柱之间有二极管。5、有充放电现象欧姆表指针先偏转后回到无穷大位置。二、伏安法1、选表（1）原则：不超最大量程，也不小于最大量程的一半。（2）顺序： 电 流 表 （ 算 出 来 的 ）电 压 表电 源 2、安培表的连接：VAXVAXR测 量 值 偏 大 ；大 电 阻 内 接 ；内 大 测 量 值 偏 小 ；小 电 阻 外 接 ；外 小外 小 内 大小电阻：接近电流表内阻可看作是小电阻。大电阻：接近电压表内阻可看作是大电阻。3、滑动变阻器的连接（1）构造与原理连续改变阻值，调节电流和电压，用电阻率几乎不随温度变
6、化的康铜（）丝密绕而成，电阻的的大小跟长度成正比。（2）使用方法大滑变限流，滑变的总阻值大于待测电阻可看作大滑变。滑变部分起作用。连接简单，功率损耗小。小滑变分压，滑变的总阻值小于待测电阻可看作小滑变。负载上的电压可从 0 调节，滑变全部起作用。负载上的电压和电流调节范围大。（3） 、选用原则当滑动变阻器的总阻值 （负载） ，用限流式；XR1当滑动变阻器的总阻值 ，用限流式；2介于二者之间，两种方式均可，宜选用限流式（省电） 。44、伏安法测电阻的四种电路【相关实验】测定金属的电阻率（外限） ；描绘小电珠的伏安特性曲线（外分要求描绘伏安特性曲线，电压变化范围要大） 。掌握螺旋测微器的读数，掌握
7、伏安特性曲线的物理意义学会准确做图（06 北）某同学用图 2 所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U变化的图象.除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择:电流表：A1（量程 100 mA，内阻约 2） ； A2 （量程 0.6 A，内阻约 0.3)电压表：V1( 量程 5 V，内阻约 5k )；V2（量程 15 V，内阻约 15 )；滑动变阻器 R1(0-10)R2(0-2000) 电源： E1（电动势为 1.5 V，内阻为 0.2） ； E2（电动势为 4V，内阻约为 0.04） 。为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表_,滑动变阻器_，
8、电源_ E2 _.( 填器材的符号)三、替代法思路：有定值电阻或电阻箱，但缺少一块表，电路结构一般为并联，有单刀双掷开关，或多个单刀单掷开关。5四、半偏法一般用于测量电表的内阻，且只有待测表。1、测量电流表的内阻条件： ；误差：测量值小于真实值。21R2、测量伏特表的内阻条件： ；误差：测量值大于真实值。/【相关实验】电流表的改装和校对，电压表的改装和校对。五、测电源电动势和内阻的方法一、 “两表一变阻”法所谓“两表一变阻”法，就是伏安法，也就是课本所采用的方案，也就是说，用一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器，测定电源电动势和内电阻的方法。它的工作原理是闭合电路的欧姆定律： ，处理实验数据
9、时，一般不是rIUE21直接代入两组电压和电流的数据，解得 ，而是用伏安特性21I21I曲线处理多组实验数据，以尽可能减小偶然误差，当然由“伏安法”引起的系统误差依旧是存在的。可是对于“两表一变阻”法，有如下两套方案：（1）方案 1“内接法” （课本采用的）根据原理 ，可知电压表应该读出的是路端电压，电流表应该读出的是干路IrUE电流，这样电源的电动势和内阻才是准确的。事实上由于内外接法会产生系统误差。这种方案电压表测量的是真实的，电流表测量的比真实值偏小。当外电路短路时，电流表的测量值和真实值基本相等。6【误差简析】由图线可知，电源的电动势和内阻的测量值都比真实值偏小。（2）方案 2“外接法
10、”根据原理 ，可知电压表应该读出的是路端电压，电流表应该读出的是干路IrUE电流，这样电源的电动势和内阻才是准确的。事实上由于内外接法会产生系统误差。这种方案电流表测量值是真实的，电压表测量值比真实值偏小。当外电路断路时，电压表的测量值和真实值基本相等。【误差简析】由图线可知，尽管电源的电动势的真实值与测量值相等，但是内阻的测量值比真实值大很多。二、 “一表一箱”法所谓“一表一箱”法，就是用一个电流表或者一个电压表，一个电阻箱测定电源电动势和内阻的方法。虽然只用了一个电表，但是用了可以读数的电阻箱，弥补了一个电表的不足。具体方案也有二：（1）IR 法其具体办法是，通过调节电阻箱的阻值，获得两组
11、电阻和电流的实验数据，然后代入方程 ，解得 ， 。rIE21 )(121RIE21IRr【误差简析】以上计算出来的数值是测量值，其真实值应该考虑电流表的内阻，这样所得真实值为： ，ARIrIE121 )(121RIE。可见，电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值大于真实Ir217值。这种情形其实和图乙所示情形相似，电流表的测量是准确的，就是干路电流，而“算出来”的路端电压，测量值比真实值偏小，所以其误差与图乙的一样。（2）UR 法其具体办法是，通过调节电阻箱的阻值，获得两组电阻和电压的实验数据，然后代入方程 ，解得 , 。rRE21 2121)(RUE212)(RUr【误差简析】以上计算出来的
12、数值是测量值，其真实值应该考虑电压表内阻带来的影响，也就说在方程组的第二项，电阻的部分，应该是电阻和电压表内阻的并联。换句话说，电压表测量的电压是准确的，可是“算出来”的干路电流，测量值比真实值偏小，这样，如果绘出伏安特性曲线，情形将和图甲一样，因此测量值均小于真实值。三、 “一表一定阻”法这种方法就是用一个电压表和一个定值电阻测量的方法，具体是：先用电压表直接连接在电源正负极两端，测出电源电动势，再把电阻连在电路中，用电压表测量外电压。如图所示，EU 1，由 ，解得 。rRUE2RU21【误差简析】由于电压表毕竟不是理想电压表，所以电动势的测量值比真实值偏小。这种情形很像前面的（U-R）法，
13、所以电源内阻的测量值比真实值偏小。例、某同学用一个定值电阻 R、两个开关、一个电压表和若干导线连成一个测量电源内阻的实验电路，如图所示，已知电压表的内阻远大于电源的内电阻，其量程大于电源电动势，表盘上刻度清晰，但数字不清，电源内阻约为几欧实验中始终闭合开关 S1，当开关 S2 处于断开和闭合两种状态时，电压表指针偏转格数分别为 n1、n 2，则计算电源内阻的表达式是 r= 。8解析：分析如上，直接套用结论 。RUr21n21【点评】研究经典，驾轻就熟。总评：以上三种方法，是测定电源电动势和内电阻的最常用的方法，是很经典的。从误差角度去看， “两表一变阻”法、 “一表一箱”法和“一表一定阻”法有许多雷同之处：“内接法” 、 “U-R”法和“一表一定阻”法一样，测量值均比真实值小。“外接法”与“I-R”法一样，电动势的真实值与测量值相等，但是内阻的测量值比真实值大。（04 全国 ）图中为直流电源 E，R 为已知电阻， 为理想电压表，其量程略大于电源电动势，K1 和 K2 为开关。现要利用图中电路测量电源的电动势 E 和内阻 r，是写出主要实验步骤及结果表达式。【三】高中物理电学实验全分析：1、 描绘小灯泡的伏安特性曲线外分式2、 测定金属的电阻率外限式3、 把电流表改装成电压表半偏法和校对4、 测定电源电动势和内电阻。5、 用多用电表探测黑箱内的电学元件。6、 示波器
