【高中物理笔记|睿叔物理】10电学实验
以下笔记为睿叔所讲总结+本人心得合并。”
“※”表示睿叔口述但截图中没有出现或表意不明的内容。
“///”表示自己总结补充或根据视频内容对睿叔所说进行扩充。
【10电学实验】
A模型考点：
【DS.A1】电学实验基础——伏安法
A11.用高中视角来研究“伏安法”的误差
[考频:★★★] [难度:★★]
A12.内外接电路的选择
[考频:★★★][难度:★★]
///补充点：
A122.“A内V外”详解
【G改A，已知电流I、内阻R，类比A121，用内接法(将改装后的电表内接进去，不只是表头G )】
【G改V，已知电压V、内阻R，类比A121，用外接法(将改装后的电表外接进去，不只是表头G )】
A13.伏安法测电表内阻（注意原方法缺陷）+改进措施（无缺陷）
[考频:★] [难度:★★★]
A13.伏安法测电表内阻（注意原方法缺陷）+改进措施（无缺陷）
[考频: ★★★★] [难度: ★]
划重点：
①限流式是串联电路，即滑动变阻器Rp与电测电阻Rx相串联。
②分压式总体上看是混联电路，如图，滑动变阻器的左半边设为R1，右半边为R2，则Rx先与R1并联，再与R2串联。
③选限流式或分压式的条件↓↓↓
分压式：
1.电流(电压)从0开始调节、电压(电流)变化范围大、测量多组数据，画图像。
2.滑大可限流、滑小必分压。
限流式：
1.要求流过的电流不能太大。
2.在满足条件的情况下（即限流式与分压式都可以选择），节能、安全、环保则用限流式。
///补充点：
①电流范围不用死记，本质就是电压除以总电阻，有变化范围是因为滑动变阻器接入的阻值不同。（思路：根据基本公式，找变量，进而去找范围。）
举个例子：如图，求限流式中电流范围。
1.求电流最小值，根据I=U/R，U不变，R变→电阻最大值→Rp+Rx→Rx不可变，仅Rp可变→Rp最大值→Rp完全接入电路。
此时最大总电阻即为Rx+Rp，电流最小值即为U0/（Rx+Rp）。
2.求电流最大值，根据I=U/R，U不变，R变→电阻最小值→Rp+Rx→Rx不可变，仅Rp可变→Rp最小值为零，即Rp不接入电路。
此时最小总电阻即为Rx，电流最大值即为U0/Rx
所以范围就出来了。简单分析一下即可。
【DS.A3】电学实验基础——选表
—————数轴法找电流表电压表————
A31.选电压表V (数轴法)
[考频:★★★★] [难度: ★★]
A32.选电流表
[考频: ★★★★] [难度:★★]
（这里的笔记将睿叔的电学实验专题视频【高中物理电学实验】与本系列视频相结合得出。以下“※”号内容多在电学实验专题视频中提及。）
※
①Q：为什么在限流式接法的计算式中n一般为0？
A：估算Imax，在限流式接法中，n一般为零，因为要找最小的R总（R总中只有滑动变阻器阻值可变，即当滑动变阻器阻值最小时估算电流最大，所以滑动变阻器【一般】是不接入电路的）所以n一般为零。
②Q：为什么估算Imax的表达式中，都没有电压表的阻值Rv？
A：以限流式接法为例，下面的电路图是限流式接法。限流式接法，就会出现一个电压表与待测电阻并联。一般来说，电压表阻值都比较大，一般是几千欧，而待测电阻阻值一般都比较小。
可以设Rv=2000Ω，Rx=10Ω，根据“积在和上飞”的公式可以算出，这里的并联总电阻实际上还是与Rx的阻值10Ω相近。这就意味着，在做题时可以不用算这个Rv，就不用管这个电压表的阻值。
③ Q：为什么分压式接法估算Imax的表达式中，没有滑动变阻器的阻值Rp？
A：根源在于，要找最大的电流，所以滑动变阻器的触头要打到最左端（如图），打到最左端实际上就相当于电源E与待测电阻R0直接连接了，此时算不算滑动变阻器都没有意义了。
——————选滑动变阻器Rp——————
A33.选滑动变阻器
[考频:★★★半][难度:★★]
A34.选电源
[考频: ★] [难度: ★★]
—————实物图连接【标号法—————
【DS.A4】电学实验基础——连实物图
[考频: ★★★] [难度:★★]
※所有仪器都有两个接线柱，所以标上两个号。注意分压式滑变与单刀双掷开关除外。
///补充点：
做题步骤：
①先标号（给电路图标电路图，给实物图标实物图。给啥标啥，先标号再说）
②再填图（给了电路图，即将电路图中标上的数字填到实物图当中，注意正负接线柱）
③连线（一个回路一个回路的连线，如图中的1→2→3→4→5→0为一个回路，1→2→3→4→6→7→8→0为另一个回路，以此类推）
补充练习（自己做做）
B模型考点：
【DS.B】七种测电阻的方法
B1.限流式半偏法(仅用于测量电表，不能测未知电阻内阻)
[考频: ★★][难度:★★★]
///补充点：
①断箱接滑：断开电阻箱，即断开S2，接通开关S1.
②调滑满偏：调节滑动变阻器R1，使得表头G达到满偏。
③固滑接箱：固定滑动变阻器的滑片，即保持R1阻值不变，再接通电阻箱，即接通S2.
④调箱半偏：调节电阻箱，使得表头G达到半偏
回扣点：
R1可以换为电阻箱，因为R1仅起到调节电阻的作用，替换之后无任何差别。
R2不可以换为滑动变阻器，因为R2用电阻箱是要【准确读数，直接读出电阻】来测量内阻。换为滑动变阻器之后无法读数，所以不能替换。
///补充点：B14较难，不要求掌握，选择性听。
B14同时也道出了减小误差的原理：
R1选最大的原因：根据表达式即可看出，当滑动变阻器R1趋近于+∞时，Rg≈R2，可以达到减小误差的效果。
E选最大的原因：根据相对误差的表达式可以看出，当E越大时，相对误差越小，则E最大，误差即最小。
B2.分压式半偏法(只测电表内阻，不能测未知电阻内阻)
[考频:★★] [难度: ★★★]
※
①分压式半偏法实验原理与步骤与限流式半偏法一样。
②断箱：拆掉电阻箱；将电阻箱示数调为零；将电阻箱直接短路。
③误差分析：原本没有电阻箱，现在将电阻箱接入，串联总电阻增大，则串联的总电压增大。所以电阻箱分的的电压比（1/2）Uv略大一点点，只是做实验时认为UR=（1/2）Uv。所以这一步有误差。
然后因为UR＞二分之一Uv，所以实际测量的Rv测＞Rv的真实值。
B3.等效替代法(既能测电阻/又能测电表)
[考频: ★★] [难度: ★半 ]
※
①用电阻箱替代待测电阻的原因：这里的电阻箱是要读数的，只有读出来之后才能用这个阻值去替代测量电阻。
②相应颜色表示相应的方法。如红色的框表示应用了等效的方法。
③等效替代法非常简单粗暴，操作简单，而且实验操作过程中无任何系统误差
B4.十字电桥法/惠斯通电桥法(既能测电阻/又能测电表)
[考频:★★][难度:★★半]
※
①电桥的作用：来显示电桥上有无电流。
桥无电流：电桥上要的是没有电流
则桥端等势：所以桥两端的电势相等（如图↓↓↓）
这个时候有没有电桥都一样。
B5.伏伏法(既能测电阻/又能测电表)
[考频:★半][难度:★★★]
注意使用情境。
B6.安安法(既能测电阻/又能测电表)
[考频:★半][难度:★★★]
注意使用情境。
B7.函数法(既能测电阻/又能测电表)
[考频:★★★][难度:★★★]
※：特征二：看不出来啥特征一定是函数法，一定是要写出方程，要么联立方程组求解，要么画图解出所需要的电阻。
B8.描绘小灯泡伏安特性曲线
B81.滑动变阻器/电阻箱在电路中的作用
[考频: ★★★][难度:★]
///补充点：电阻箱（电学实验仪器之后可能会专门出一个专栏）
优点：调节非常方便，可以直接读数，不估读，读到第几位就是第几位。所以在电学实验中经常用它来准确测量（实际上不那么准）待测电阻的阻值。比如半偏法中就用到了电阻箱，目的就是为了简便的测出电表的阻值。
缺陷：因为不像滑动变阻器那样可以滑动调节大小从而连续改变接入电路中的电阻，所以不够精确，最小精度一般为1欧姆，无法再往下精确，所以测量时会有一定的误差，不过题目一般忽略，也有的题目刻意考到了这一点。·
B82.三类元件的伏安特性曲线
[考频: ★★★] [难度:★]
※：
①小灯泡、普通电阻、电阻丝这三类元件，画出伏安特性曲线都是偏向U轴。
②偏向U轴的原因：（以下图为例）这类元件，当电流增大时，回路产热或叫电路产热在增大，产热越多，温度T就会升高，从而导致电阻的电阻率ρ会增大，所以R增大，所以K增大，所以向U轴偏转。
③标准电阻就是把B821和B822图像相结合得到的，是一条直线。
///补充点
易错点&常考点：注意，是割线！割线！！割线的斜率！！！不是切线！
B83.可变电阻 (伏安曲线)求功率
[考频:★★] [难度:★★★★]
【特地去了每日一题的81期挖来了详细讲解！】（此部分最后有链接或直接进入我的动态看转发视频）
具体的例题请自行前去观看
链接：
【【考前押题】【每日一题】81.爱考不考之电学实验创新方向：可变电阻求功率（8种类型）】 https://www.bilibili.com/video/BV1uZ4y1a7Fo/?share_source=copy_web&;vd_source=31be96604bb4151166eb6438c731a25c
C模型考点：
【DS.C】改装电表体系一C1.改装过程
C11.改装
[考频: ★★★][难度:★★]
C12.混用
[考频:★★★][难度:★★半 ]
C13.错改
[考频:半] [难度:★★★★]
C14.改装电表的表盘
C2.改装电表校准
※
①校准加入分压电路：改装电表校准要校准多组数据，一组数据不行。
如果选择电路，校准一定选分压式。
②量程要求：标准表的量程一定要大于等于改装表量程，因为如果标准表的量程小于改装表，这样的话改装表没满偏标准表就已经满偏了，后面的量程就选不到了。
③选表：选择的电源电动势，必须大于等于量程，否则校准时无法达到满偏。
D模型考点：
D1.等效电源原理——做电路题常用思想之一
利用这一原理，在面对多电阻电路时，如果只求一个或其中一部分电阻的话，可以把剩下的塞到电源里去看做等效电源。
（睿叔原话：看谁不顺眼，就把谁塞到电源里去！）
D2.伏安法测电动势和内阻
D20.电路图
※：
①内外接注意看测量对象，包含在测量对象所在的回路中的是内接，在测量对象所在的回路之外的是外接。
②选滑动变阻器：在伏安法测电源电动势内阻中，不管怎么画，都是限流式接法，所以最后选择滑动变阻器时，滑动变阻器的量程需是选择待测电阻的2~5倍，这样选出来的滑动变阻器在调节的过程中范围才会比较灵敏。
D21.数据处理(E=U+I·r)
※：（坑）注意U-I图像中，只有当E=0时，所对应的电流I才能看作是短路电流！
所以一般是在E轴上选一点，再在线上选一点，先用斜率求出r，再去求短路电流万无一失！
///补充点：由于出题老师一般不怀好意的将电流I轴所对应的E做成E≠0，所以可以延长直线，到E=0的那条线再看短路电流。
根据睿叔所讲辅助理解↓↓↓
D22.伏安法误差与图像(电表非理想)
伏安法测电阻外接更好！外接更好！外接更好！（重要的事说三遍！）
D23.改进实验（提高精度）
D231.内外勾结(消除误差)
D232.A内V外(消除误差)
D3.安阻法
D4.伏阻法
※：D3D4误差分析都通过D1等效电源去分析。
D5.定值电阻在测量电源E和r实验中的作用
作用：
①可看成滑动变阻器的一部分。
②可用来改装电表。
③可看作是电源内阻的一部分。
D6.函数法测电源电动势和内阻
D7.一种特殊的伏/安阻法
特殊的伏阻法：即将电阻箱与原电源等效新电源。画出的电路图与数据处理时使用的图像与原来的不同。
特殊的安阻法：只有数据处理时使用的图像不同。
E模型考点：多用电表
E1.表盘刻度(中央测准)
※：
Q：欧姆档每一档都是0~∞，为什么仍需调档位？
A：因为中值电阻不同，有的档位偏转大，有的档位偏转小，做实验时希望指针指在中央附近，这样得到的数据是比较准确的。
E2.多用电表的按钮
※：
①电流电压未知先选最高档和电阻未知先选最低档，都是为了保护电路。
②电阻已知时，题目所给电阻阻值测量时要降一档测量。
E3.欧姆换挡
///补充点：
注意欧姆档多用电表偏转，题目一般会问偏转较大和较小是升档还是降档。
这里的偏转很容易会被误解为从零开始偏转，但注意在欧姆档中偏转时从正无穷开始的。
因此，偏转较小指的是示数偏大，要将其调回中值测准的情况，需要升档。同样的偏转较大，需降档。
下图辅助理解↓↓↓
E4.内部构造与量程判断
[考频:★★] [难度:★★★]
E5.红黑笔（红进黑出）
///补充点：“红进黑出”并不意味着红表笔比黑表笔在任何情况下电势都高。
当用多用电表测电流或电压是根据“红进黑出”可知，由红表笔流进电流，由黑表笔流出电流，因此红表笔离电源正极更近，电势更高。
但多用电表测电阻时，由于电表内部电源供电，由红进黑出可直，电流先从黑表笔流出，再从红表笔流入，因此，黑表笔更靠近电源正极，电势更高。
E6.欧姆表原理
用手抓这一条同样也适用于多用电表测量时用手抓产生误差。
【10电学实验】到此结束。
