电学实验基本知识和方法

罗发海

【摘要】电学实验是高考的必考实验，从近几年高考物理试题可知，电学实验占得比重越来越大，所以在平时的教学中应该加强电学实验教学，特别要加强学生对课本中的演示实验和学生实验教学，让学生亲自参与实验设计，能够熟练画出常规实验电路图和实物图的连接。

【关键词】读数；器材选取；电路选取

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）12-0272-01

电学实验是作为学生高考试卷中的失分“大户”，很有必要在平时的教学中加强基本实验方法的训练，在基础学习的基础上提高学生的迁移能力。可以这么说，不管是设计型还是开放型的实验题，其实验原理或实验方法或数据处理等都可以从教材十七个学生实验或演示实验中找到类同的！这就要求教师认真引导和启发，同时由于实验题一步不到位，导致全部不得分的可能，应反复引导和训练学生会多角度思考，减少盲目性。

一、实验仪器的读数

高考要求会正确使用的电学仪器有：电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外，其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字）；凡仪器最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。

二、实验器材选取原则

1.准确性原则：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的1/3，读数误差较大。

2.安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。

3.便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。

三、电路选取

1.电流表内外接法选取

（1）基本电路

（2）电路的对比

（3）判断方法

①直接比较法：当待测电阻Rx较小且远小于电压表内阻Rv时，应选用外接法；当待测电阻Rx较大且远大于电流表内阻RA时，应选用内接法。

②临界值法：当待测电阻Rx<时，视Rx为小电阻，应选用外接法；当Rx>时，视Rx为大电阻，应选用内接法；当Rx=时，两种接法均可。

试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变化。

2.滑动变阻器分压式、限流于接法选取

（1）基本电路

（2）电路的对比

（3）判断方法

①负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R，须用分压式接法此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。

②要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。

③采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的分压式接法。

④负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。

⑤两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流式接法总功率较小。

四、常规实验电路

1.测电阻电路（或描绘伏安特性曲线电路，或测量功率电路，或测量电阻率电路）

原理：R=U/I

测电阻电路，共有四种电路

（1）分压式，外接法（2）限流式，外接法（3）改为分压式，内接法（4）改为限流式，内接法

2.测电动势和内阻电路

（1）测量电路如图

（2）测量方法：第一、计算方法

测两组端电压U和电流I值，然后通过以下式子求解：E=U1+I1rE=U2+I2r

第二、作U——I图象方法

通过调节滑动变阻器，取得多组（U，I）值，然后在坐标中描点，连成直线用图象处理问题，须注意以下几点：

①连直线的方法：让尽可能多的点在直线上，直线两则分布的点的个数大致均勻偏离直线较远的点舍去。

②纵轴截距的含义：电动势E

③横轴截距的含义：短路电流I0

④斜率的含义：电阻。求解方法：r=或用直线上任意两点求解斜率的绝对值。

测量方法2：E=I（R+r），设计电路图。测量方法3：E=U+Ur/R，设计电路图。endprint