【知识点详解】
1. 实验方法 - 伏安法
伏安法是一种常用的测量电源电动势(E)和内阻(r)的方法。在这个实验中,通过测量电池两端的电压(U)和通过电池的电流(I),然后利用U-I图像(也称为特性曲线)来确定电动势和内阻。电动势是当电路中没有电流通过时电池两极间的电压,而内阻是当电流通过电池时,电压下降的量。
2. 选择合适的电表
在实验中,选择内阻较大的电压表和内阻较小的电流表可以减小测量误差。电压表内阻大可以减少分流效应,提高电压测量的准确性,而电流表内阻小则可以减小对电路总电流的影响,提高电流测量的精确性。
3. 多用电表的使用
多用电表是一种多功能测量工具,可以测量直流电压、直流电流、电阻等。在不同挡位下,需根据需求选择合适的功能,并注意读数时要乘以相应的倍率。如果测量结果的偏转角很小,可能需要调整到更高倍率的挡位,并重新调零。
4. 实验连线及数据处理
在进行电池电动势和内阻的测量时,通常采用串联电路,电流表并联在电源两端测量电流,电压表串联在电路中测量电压。通过收集多组I-U数据,绘制UI图线,由图线的截距和斜率可以求得电动势和内阻。在实验结束后,应将选择开关置于OFF或交流电压最高挡位,保护电表。
5. 测量电阻范围
多用表欧姆挡的测量范围与其内部结构有关,包括电流表的满偏电流、内阻、固定电阻和调零电阻。准确测量的电阻范围通常在中值电阻附近,过高或过低的电阻会导致测量误差增大。
6. 实验电路设计
在某些高级实验中,可能会使用可调电阻(如电阻箱)和单刀双掷开关来改变电路状态,从而获取不同条件下的数据。通过改变电阻箱的阻值,可以测量不同负载下的电源性能,进而计算出电动势和内阻。
高三物理一轮复习中的实验二主要涵盖了伏安法的原理与应用,电表的选择,多用电表的使用技巧,实验电路的设计,以及数据处理和误差分析。通过这些知识点的学习,学生可以提高对电学基本概念的理解,提升实验技能,为高考做好充分准备。