电磁学实验

电学实验总复习

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。电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读

数的，指针必须指向某一个确定的数值，不能在两个数值之间，因此电阻箱测量结

果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的，不再向下估读。

例1.右图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程，那么电压

表读数为多少？若当时使用的是该表的0-15V量程，那么电压表度数又为多少？

解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估读一位，读1.15V

（由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成1.14V-1.17V之间都算正确）。0-

15V量程最小刻度为0.5V，不是10分度的，因此只要求读到0.1V这一位，所以读

5.7V（5.6V-5.8V之间都算正确）。

例2.右图是

电阻箱示意图，试读出当时电阻箱的阻值。

解：电阻箱面板上有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率。将每个旋钮的指

针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位到低位依次读出来，就得到

这时电阻箱的实际阻值。注意图中最左边的两个黑点是表示的是接线柱。若指针位

置如图所示，则阻值为84580.2Ω。

二、恒定电流实验常规

1.伏安法测电阻

伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培计)外接法，b叫（安培计）内接法。外

接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外

接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻

应采用内接法。

如果被测电阻阻值为Rx，伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA，若

，则采用外接法。若

，则采用内接法。

如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：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。若

电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变

化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相

对变化，即ΔI/I和ΔU/U）。

2.滑动变阻器的两种接法

滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：a

叫限流接法，b叫分压接法。采用分压接法时，被测电阻RX上的电压调节范围较

大。当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量

大时，应该用分压接法。采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采

用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。

3.实物图连线方法

（1）无论是分压接法还是限流接法，都应该先把测量电路（伏安法部分）接好；

（2）对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电

键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱并选择

正确的量程，滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处）。

（3）对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用

导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑

动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的分布，将伏安法部分接

入该两点间。

三、考试大纲规定的学生实验

1.用描迹法画出电场中平面上的等势线

实验所用的电流表是零刻度在中央的灵敏电流表，在实验前应先查明电流方向与指

针偏转方向的关系。方法是：将电流表、电池、电阻、导线按图a或图b连接，

若R是阻值很大的电阻，就按图a连接；若r是阻值很小的电阻，就按图b连接。

然后用导线的a端试触电流表的另一端，观察电流表指针的偏转方向，就可判定电

流方向和指针偏转方向的关系。

本实验是用恒定电流的电流场来模拟静电场。与电池正极相连的A电极相当于正点

电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。白纸应放在最下面，导电纸应放在最

上面（涂有导电物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。

只要电流表示数是零，就表示两根探针针尖对应的点电势相等。把所有与同

一个基准点电势相等的点连起来，就是等势线。

例3.用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时，下列哪些模拟实验的

设计是合理的

⑴⑵⑶⑷

A.如图⑴所示圆柱形电极M、N都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静

电场

B.如图⑵所示圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，模拟正

点电荷周围附近的静电场

C.如图⑶所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板

电容器间的静电场

D.如图⑷所示圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场

解：用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流。由于⑴、⑷两个方案

在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理。⑵、⑶两个设计是合理的。选BC。

2.测定金属的电阻率

由于该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路应该选用伏安法

中的电流表外接法。本实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，因

此供电电路可以选用限流电路。

本实验通过的由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间

不能太长，电流也不宜太大，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化。由于选

用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动触头的位置，

使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大。

例4.在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约0.8m，直径小于

1mm，电阻在5Ω左右。实验主要步骤如下：⑴用______测量金属导线的长度l，

测3次，求出平均值；⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径

d，求出平均值；⑶用伏安法测量该金属导线的电阻R。在左边方框中画出实验电

路图，并把右图中所给的器材连接成测量电路。安培计要求用0-0.6A量程，内阻

约1Ω；伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ；电源电动势为6V；滑动变阻器

最大阻值20Ω。在闭合电键前，滑动变阻器

的滑动触点应处于正确位置。根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达

式为ρ=__________。

解：

（1）米尺；

（2）螺旋测微器；

（3）测量部分用安培表外接法，电源部分用限流电路或分压电路都可以，电

阻率

。

3.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻

实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示

数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是

由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差，滑动变阻器R的阻值应该小一

些，所选用的电压表的内阻应该大一些。

为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验

数据。将点描好后，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在

直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据

的偶然误差都小。这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E（对应的

I=0），斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。（特别要注意：有时纵坐标的起始

点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI|）。

例5.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电

压表的内阻分别约为0.1Ω和1kΩ。右边为实验原理图，下边为所需器材的实物

图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。

I（A）0.120.200.310.320.500.57

U（V）1.371.321.241.181.101.05

一位同学在实验中记录的6组数据如上表所示，试根据这些数据在右图中画

出U-I图线。根据图线可读出被测电池的电动势E=____V，内电阻r=___Ω。

解：1.46，0.719

4.练习用多用电表测电阻

（1）使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端的零刻线处。如果不在，就应该进

行机械调零：用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻

线。

（2）根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。读数时还要注

意选用刻度盘上对应的量程刻度。（如测量20mA左右的直流电流，应将选择开关

对准左边100mA量程处，在刻度盘上，应该看最下方的刻度，即满偏刻度为10的

刻度线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。）

（3）使用欧姆挡时，在选好倍率后，还必须进行欧姆调零。方法是：将红、

黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。因此用多用电表的欧姆

挡测电阻的操作步骤是：⑴选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计

值为200Ω就应该选×10的倍率。⑵进行欧姆调零。⑶将红黑表笔接被测电阻两

端进行测量。

（4）将指针示数乘以倍率，得测量值。

（5）将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。

用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小（即指针所指的刻度值太大），应

该增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度太大（即指针所指的刻度值太

小），应该减小倍率重新调零后再测。

（6）使用多用电表时，两只手只能握住表笔的绝缘棒部分，不能接触表笔上

的金属部分。

例6.多用电表表头的示意图如右。在正确操作的情况下：

（1）若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果

为___________。

（2）若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果

为___________。

（3）若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果

为___________。

（4）若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，

那么接下来的正确操作步骤应该依次为：___________，____________，

____________。

（5）全部测量结束后，应将选择开关拨到__________或者___________。

（6）无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从色_____表

笔经______插孔流入电表。

解：

（1）直流电压，12.4V。

（2）直流电流，49mA。

（3）电阻，17kΩ。

（4）该用×1kΩ倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引

线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值。

（5）OFF，交流电压500V档位置。

（6）红，正。

四、重要的演示实验

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