2.电学实验讲义（教师逐字稿）高清PDF版_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_专项复习_思维导图破解高中物理（导图+PPT课件+逐字稿）

电学实验讲义（学霸版）
课程简介：PPT(第 1 页)：同学好，我们又见面了，上次课讲的内容
巩固好了么，要是感觉有什么问题，可以课后和我联系，我们今天的
内容是关于电学实验的相关概念和知识点，让我们来一起看一下。
PPT(第 2 页):电学实验部分是必修 2 的重点内容，主要内容：1、描
绘小灯泡的伏安特性曲线；
2、电压表和电流表；
3、测量电源电动势和电阻。
PPT(第 3 页):我们看一下目录，还是老样子，梳理知识体系和解决经
典问题实例
PPT(第 4 页)：我们先来看一下知识体系的梳理部分
PPT(第 5 页)：这是我们关于电学实验的总框架，知识点部分包括：
描绘小灯泡的伏安特性曲线、电压表和电流表和测量电源电动势和电
阻。
PPT(第 6 页)：OK，我们先说一下描绘小灯泡的伏安特性曲线。
1、实验原理
在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但
在实际电路中，由于各种因素的影响，U—I 图像不再是一条直线。
读出若干组小灯泡的电压 U 和电流 I，然后在坐标纸上以 U 为纵轴，
以 I 为横轴画出 U—I 曲线。
2、实验步骤（1）适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图
中所示的原理电路图连接好实验电路图。
（2）滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变
阻器的 A 端，电路经检查无误后，闭合电键 S。
（3）改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压
表的示数 I 和 U，记入记录表格内，断开电键 S；
（4）在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流 I，横轴表示
电压 U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。
（5）拆去实验线路，整理好实验器材
PPT(第 7 页):好，我们再来看看 3、注意事项
（1）因本实验要作出 I—U 图线，，要求测出一组包括零在内的电压、
电流值，因此，变阻器要采用分压接法；
（2）本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电
流表外接法；
（3）电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增
大，可在电压表读数每增加一个定值（如 0.5V）时，读取一次电流
值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；
（4）、电键闭合前变阻器滑片移到图中的 A 端；
（5）、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使
测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成
折线。
PPT(第 8 页)：我们来看一下 4、误差分析（1）、测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的 I
值比真实值偏大；
（2）、描绘 I—U 线时作图不准确造成的偶然误差。
PPT(第 9 页)：再看一下电流表的解法
V
Ｒ
电流表的解法： V
Ｕ
测
（1）内接法：如图所示，待测电阻的测量值 ： Ｒ
R A
测 Ｒ
Ｉ x
测
U U U U U A
R  测  A R  A  R  R R 显然 R >R 所
测 I I I I A x 测 x
测 测 A R
Ｕ Ｕ
A Ｒ
以 R  R R
x 测 A
当 R >>R 时， R  R ，系统的相对误差很小，可以忽略不计，所以内
x A x 测
接法适用于测量高阻值电阻。
（2）外接法：如图所示，待测电阻的测量 I Ｒ
V V
V
U U R R
值 R ： R  测  测  V x
测 测 I I I R R Ｉ 测
测 V R V x I Ｒ
R x
A
R R R
显然有： R <R 所以 R  V 测  测 当
测 x x R R R
V 测 1 测
R
V
Ｕ
测
R
R <<R 时， x 0 ， R  R ，系统的相对误
x V R x 测
V
差忽略，所以外接法适用于测量低阻值电阻。
（3）试触法选择内、外接法：具体方法是，在如图所示的电路中，
改变电表的连接方式，拿电压表的一个接线柱分别接触 M、N 两点，
观察电压表和电流表的示数变化，如果电流表变化明显，说明电压表
内阻对电路影响较大，应采用内接法；如果电压表变化明显，说明电
流表内阻对电路影响较大，应采用外接法。PPT(第 10 页)：再看一下接下来的内容-滑动变阻器的限流接法和分
压接法：
闭合
开关 相同条
负载 R 上电压 负载 R 上电流 前触 件下消
L L
电路
调节范围 调节范围 电所 耗的总
处位 功率
置
限
P
流
R a R b R   
L 0 L U  I  b 端 I
R R L R R L R L
接 ε r S L 0 L 0 L
0
法
分
P
R
L
压 (I I )
a R b  L ap
0 0U  0I  a 端
L L R
接 ε r S L
0
法
都为
了保 限流电
比 分压电路调节 分压电路调节
护负 路能耗
较 范围大 范围大
载电 小
路
PPT(第 11 页)：滑动变阻器的两种电路连接都能控制调节负载的电流和电压，但在相同条件下调节效果不同，实际应用中要根据具体情况
恰当的选择限流接法和分压接法。
（1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，电路结
构简单，因此应优先考虑。
（2）在下列情况下必须采用分压接法。
①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有分压接法才
能满足。
②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小，
若采用限流接法，无论怎样调节，电路中实际电流（或电压）都会超
过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或其它
元件，必须采用分压接法。
③伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时，若
采用限流接法，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次
测量求平均值或用图像处理数据，也起不到保护用电器的作用，应选
用分压接法。
PPT(第 12 页)：我们再看一下电压表和电流表。1、电流表原理和主
要参数
电流表 G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制
成的，且指什偏角θ与电流强度 I 成正比，即θ＝kI，故表的刻度是
均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻 Rg：即电流表线圈的电阻；
满偏电流 Ig：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；
满偏电压 U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故 Ug＝IgRg2、半偏法测电流表内阻 Rg
方法：合上 S1，调整 R 的阻值，使电转到满流表指针刻度，再合上
开关 S2，调整 R′的阻值（不可再改变 R），使电流表指针偏转到正
好是满刻度的一半，可以认为 Rg=R′。条件: 当 R 比 R′大很多
PPT(第 13 页)：电压表的改装
（1）原理： U  I R 很小，不能直接换刻度测电压，
g g g
需要串联一个如图所示的分压电阻。
（2）分压电阻的计算：由串联电路的特点知：
U  I R I R
g g g
   
U U U
则： R  R  1R  1R
I g  I R  g  U  g
   
g g g g
U
因为电压扩大表头量程的倍数： n 所以
U
g
R n1  R
g
注：相同的表头改装成的不量程的电压表串联，指
针偏转角度相同。
4、电流表的改装
（1）原理： 很小，不能直接换刻度测电流，需要并联一个如图所
I
g
示的分流电阻。（2）分流电阻的计算：由并联电路的特点知 I R (I I )R 则：
g g g
I R R I R
R  g g  g 因为电流扩大表头量程的倍数： n 所以 R g
I I I I n1
g 1 g
I
g
注：相同表头改装成量程不同的电流表并联，指针偏转角度相同。
PPT(第 14 页)：再来看一下测量电源电动势和电阻。
1. 实验原理
根据闭合电路的欧姆定律，其方法有：
（1）如图甲所示，改变变阻器的阻值，从
电流表、电压表中读出几组 U 和 I 的值，
由 可得 ， 。
（2）为减小误差，至少测出六组 U 和 I 值，且变化范围要大些，然
后在 U—I 图中描点作图，由图线纵截距和斜率找出 E，
，如图乙所示。
PPT(第 15 页)：2. 实验步骤
（1）恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态
且滑动变阻器的滑动触头滑到使接入电阻值最大的一端。
（2）闭合开关 S，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数。
（3）将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下
此时电压表和电流表的示数。
（4）继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各
位置对应的电压表和电流表的示数。
（5）断开开关 S，拆除电路。
（6）在坐标纸上以 U 为纵轴，以 I 为横轴，作出 U—I 图象，利用图
象求出 E、r。
PPT(第 16 页)：3. 实验误差分析（1）偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作 U—I 图象
时描点不很准确。
（2）系统误差：系统误差来源于未计电压表分流，近似地将电流表
的示数看作干路电流。实际上电流表的示数比干路电流略小。如果由
实验得到的数据作出图中实线（a）所示的图象，那么考虑到电压表
的分流后，得到的 U—I 图象应是图中的虚线（b），由此可见，按图
所示的实验电路测出的电源电动势 E ＜E ，电源内电阻 r ＜r 。
测 真 测 真
说明：①外电路短路时，电流表的示数（即干路电流的测量值）I
测
等于干路电流的真实值，所以图中（a）、（b）两图线交于短路电流
处。②当路端电压（即电压表示数）为 U 时，由于电流表示数 I 小
1 1测
于干路电流 I ，所以（a）、（b）两图线出现了图中所示的差异。
1真
PPT(第 17 页)：4. 注意事项
（1）电流表要与变阻器靠近，即电压表直接测量电源的路端电压。
（2）选用内阻适当大一些的电压表。
（3）两表应选择合适的量程，使测量时偏转角大些，以减小读数时
的相对误差。
（4）尽量多测几组 U、I 数据（一般不少于 6 组），且数据变化范围
要大些。
（5）作 U—I 图象时，让尽可能多的点落在直线上，不落在直线上的
点均匀分布在直线两侧。
5. 数据处理的方法
（1）本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，
即根据各次测出的 U、I 值，作 U—I 图象，所得图线延长线与 U 轴的交点即为电动势 E，图线斜率的值即为电源的内阻 r
（2）应注意当电池内阻较小时，U 的变化较小，图象中描出的点呈
现如图（甲）所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及
作出的图线误差较大。为此，可使纵轴不从零开始，如图（乙）所示，
把纵坐标比例放大，可使结果误差小些。此时，图线与纵轴的交点仍
代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内
阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的
绝对值，即为内阻 r。
PPT(第 18 页)：6. 实验仪器的选择
本实验的系统误差来源于未计电压表的分流。为减小该误差，需要减
小电压表的分流。减小电压表分流的方法有二方面，一是选取阻值范
围小的滑动变阻器，二是在满足量程要求的前提下选取内阻较大的电
压表。由于选用了阻值范围小的滑动变阻器，所以电路中电流较大，
因而，还需要滑动变阻器的额定电流较大。综上所述，本实验中滑动
变阻器的选择原则是：阻值范围较小而额定电流较大；电压表的选择
原则是：在满足量程要求的前提下选取内阻较大的；电流表的选择需
根据电源电动势和选用的滑动变阻器来确定。
PPT(第 19 页)：这是我们的总图，因为图片有点大，可以下载原图下
来进行研究。
PPT(第 20 页)：接下来我们来一起看一下经典题型部分，注意我们在
梳理过程中，也应该就将我们经常遇到的经典知识点也梳理上去，这
样才能既梳理巩固清楚知识体系，也能清楚出题目的方向。PPT(第 21—22 页)：第 1 题和答案。
PPT(第 23—24 页)：第 2 题和答案。
PPT(第 25—26 页)：第 3 题和答案。
PPT(第 27 页)：回顾落实。看完视频题目后，有没有学会如何运用知
识体系来解题？我们再次总结一下梳理知识体系的重要性吧。
PPT(第 28 页)：再来回顾下我们的要点：
①测定金属的电阻率中重点在于千分尺和螺旋测微器的使用，读出若
干组小灯泡的电压 U 和电流 I，然后在坐标纸上以 U 为纵轴，以 I 为
横轴画出 U—I 曲线。
②电压表和电流表主要考察电表的改装。
③测量电源电动势和电阻的实验原理就是闭合电路的欧姆定律。
在这中间我们有些小小的提醒：
①要注意有效值的读取；
②测量元件的正确使用；
③电源电动势和电阻的求取要注意公式的联立和表达式的推导。
PPT(第 29 页)：课后作业布置，请认真完成我们准备的题目，因为对
应的题型可以充分的对咱们学习内容进行很好的巩固和加强，所有题
目难度不是太大，但是是对所学内容非常好的融汇与渗透，也是对学
习效果非常好的检验。在解答过程中一定要仔细哦。
PPT(第 30 页)：谢谢同学，我们下次再见！