高二物理：7电路分析和多用表

第七讲 电路分析及多用表

考试要求

基本要求 略高要求 简单电路的动态分析及电路故障复杂电路的动态分析及电路的动态分析 的判断 电路故障的判断 电流表、电压表的改装 改装更大量程的电流表及电压表 多用表 了解多用表的使用规则 用多用表测量电阻

内容 较高要求 知识点睛

一、全电路的分析与计算

●知识点1 全电路的动态分析

根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻的变化引起的电路中各部分电学量的变化情况，常见方法如下：

（1）程序法：基本思路是“部分?整体?部分”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联的规律判断R总的变

化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后再由部分电路的欧姆定律和各部分量的变化情况．即

（2）直观法：即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论．

①任一电阻R阻值增大，必引起该电阻中的电流I的减小和该电阻两端的电压U的增大．

②任一电阻R阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电阻电压U串的减小． （3）极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两各极端去讨论．

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?I分增大 增大 减小 增大 ?R局 ? I总 ? U端 ? ??R总

U减小 减小 增大 减小 ??分●知识点2 电路的故障分析

电路故障一般是断路或短路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻内部烧断，接触不良等现象，检查故障的方法有两种：

（1）仪表检查法（一般检查故障用电压表）：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，可能在并联

路段之外有断路，或并联路段内有短路；如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路．

（2）假设法：已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假

设某部分电路发生的故障，运用电流定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在此部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路；直到找出故障的全部可能为止，亦称排除法． ●知识点3 含电容器电路的分析

电容器是一个存储电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电、放电的电流，一旦电流达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想不漏电的情况）的元件，在电容器处电路可认为是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器带电量时，可在相应的位置上补上．

分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确的判断和求出电容器两端的电压，其具体方法： （1）确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端的电压即为电容器两端的电压．

（2）当电容器与某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端的电压即为电容器两端的电压． （3）当电容器与电源直接相连，则电容器两极板的电压即等于电源电动势大小．

（4）对于复杂电路，需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压，并根据电

势判断极板带电性质；若电路电压变化，还要判断电压是升高还是降低，从而确定电流的方向．

例题精讲

基础题

【例1】 如图所示是一实验电路图。在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述

正确的是（ ） A．路端电压变小 B．电流表的示数变大

C．电源内阻消耗的功率变小

D．电路的总电阻变大

【巩固】 在图中所示电路，当滑动变阻器滑动触点向b移动时（ ）

A．电压表的读数增大，电流表的读数减小

B．电压表和电流表的读数都增大 C．电压表和电流表的读数都减小

D．电压表的读数减小，电流表的读数增大 高二物理·第7讲·学生版 page 2 of 14

【巩固】 在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定

值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ）

B．I1减小，I2增大，U减小

D．I1减小，I2不变，U减小

【例2】 有三个电阻串联，如图所示，电流表是完好的，合上开关S后，发现电

流表的示数为0，在不拆开电路的前提下，通过电压表测量各连接点的电压值，可判断故障原因．电压表测量数据为Uab?Ucd?0，Ubc?0，则该电路的故障原因可能是（ ） A．R1断路 B．R2断路

C．R3断路

【巩固】 如图所示，开关S闭合后，白炽灯L1、L2均不亮，用电压表测量各段的电

压，结果是：Uab?0，Uac?6V，U?6V，Ubd?6V．已知电路中只有一处开路，则下面判断正确的是（ ） A．灯L1断

B．灯L2断

C．电阻R断

D．电源断

【例3】 如图所示电路，电源电动势为E，内电阻为r，R0为固定电阻，R为滑动

变阻器．在滑动变阻器的滑片由a端移向b端的过程中，电容器C所带的电荷量将（ ） A．逐渐增加 B．逐渐减少 C．先增加、后减少 D．先减少、后增加

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A．I1增大，I2不变，U增大 C．I1增大，I2减小，U增大

D．R1,R2,R3均断路

【巩固】 在如图所示的电路中，电源两端A、B间的电压恒定不变，开始时S断开，

电容器上充有电荷．闭合S后，以下判断正确的是（ ） A．C1所带电荷量增大，C2所带电荷量减小 B．C1所带电荷量减小，C2所带电荷量增大 C．C1、C2所带电荷量均减小 D．C1、C2所带电荷量均增大

【巩固】 如图所示，已知C?6μF，R1?5?，R2?6?，E?6V，r?1?，开

关S原来处于断开状态，下列说法正确的是（ ） A．开关S闭合稳定后，电流表的读数为0.5A B．开关S闭合稳定后，电压表的读数为5.0V

C．开关S闭合后经过一段时间，再将开关S迅速断开，则通过R2的电荷

量为1.8?10?5C D．以上说法都不对

ErSAR1VCR2中档题

【例4】 如图所示，R1?4?，R2?5?，R3?7?，在滑片P由a至b移动的过程中，总

电阻RAB如何变化？

【巩固】 如图所示，电灯A上标有“10V10W”的字样，电灯B上标有“8V20W”的字样，

滑动变阻器的总电阻为6?，当滑动由a端向b端滑动的过程中，不考虑电灯电阻的变化，则（ ）

A．电流表示数一直减小，电压表示数一直增大

B．电流表示数一直增大，电压表示数一直减小

C．电流表示数先增大、后减小，电压表示数先减小、后增大 D．电流表示数先减小、后增大，电压表示数先增大、后减小

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【例5】 如图，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器R的滑动触头向上移动时（ ）

A．理想电压表读数减小 B．R1消耗的功率增大 C．电源消耗的功率减小 D．理想电流表读数增大

【例6】 如图所示电路中，R2、R3为定值电阻，电源电动势为E，内阻不计，电路

中的O点接地，当变阻器R1的滑动触头P由右向左移动时，电压表V1和V2的示数的变化量ΔU1和ΔU2，则应有（ ） A．|ΔU1|＞|ΔU2| C．N点电势升高

【巩固】 在图所示电路中，电源电动势为E，内电阻不能忽略．闭合S后，调整

B．M点电势降低 D．F点电势不变

R的阻值，使电压表的示数增大?U，在这一过程中（ ）

A. 通过R1的电流增大，增量为?U/R1 B. R2两端的电压减小，减小量为?U C. 通过R2的电流减小，减小量小于?U/R2 D. 路端电压增大，增大量为?U

【巩固】 在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四

个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别为I，U1，U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI，ΔU1，ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是（ ）

U1ΔU1不变，不变 IΔIUΔU2C．2变大，不变

ΔIIA．

U2ΔU2变大，变大

ΔIIΔU3UD．3变大，不变

ΔIIB．

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【例7】 如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，

突然发现L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是( ) A．R1断路 B．R2断路 C．R3短路

D．R4短路

R2R1L1SR3AR4L2E

【例8】 如图所示电路中，电源E的电动势为3.2V，电阻R的阻值为30?，

小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当电键S接位置1时，电压表的读数为3V，那么当电键S接到位置2时，小灯泡L的发光情况是（ ） A．很暗，甚至不亮 B．正常发光 C．正常发光略亮 D．有可能被烧坏

【例9】 在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C。

当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定 A．电源的电动势E一定小于击穿电压U B．电容器所带的最大电荷量一定为CE

C．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大

D．在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等

【例10】 如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，A为电压表，内阻为

10k?，B为静电计；两个电容器的电容分别为C1和C2，将开关S合上一段时间后，下列说法中正确的是（ ）

A．若C1＞C2，则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差

B．若将变阻器滑动触头P向右滑动，则电容器C2上带电量增大 C．C1上带电量为零

D．再将电键S断开，然后使电容器C2两极板间距离增大，则静电计张角也增大

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【例11】 如图所示，E?10V，C1?C2?30μF，R1?4.0?，R2?6.0?，

电池内阻可忽略．若先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断开，则断开S后流过电阻R1的电荷量为________C．

【巩固】 如图所示的电路，电源的电动势E?3.0V，内阻r?1.0?；电阻

R1?10?，R2?10?，电容器的电容C?100μF．电R3?30?，R4?35?；

容器原来不带电，求接通开关S后流过R4的总电量．

知识点睛

二、电压表 电流表 多用电表

●知识点1 电压表和电流表 1．表头

（1）常用的电压表和电流表都是由小量程电流表G（又称表头）改装而成的．小量程电流表G由永磁体和放

入其中的可转动的线圈组成．当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带动指针转动，电流越大，指针的偏转角度越大．其电流的大小可由指针在刻度盘上所指的位置读出．同理由欧姆定律U?IR，也可读出其相当于电压的值．也就是说，G既是小量程的电流计，也是微小量程的电压计． （2）小量程电流表G中线圈的电阻Rg叫电流表的内阻．指针转到最大刻线时的电流Ig叫满偏电流．通过满

偏电流时加在它两端的电压Ug叫满偏电压，且Ug?IgRg．一般表头的Ig、Ug都很小，不能测较大的电压和电流，故需改装为较大量程的电压表和电流表．

2．电压表的改装：将表头G串联一个较大的电阻Rx就成为一个电压表．如图所示．根据欧姆定律有

URUU?Ug?IgRx?Ug?Rg?Rx，?1?x

gURgg设n?U（n为量程扩大到的倍数），则 UgRxARgGBURx?(?1)Rg?(n?1)Rg，

Ug改装后电压表内阻RV?Rx?Rg?Rg，

由此可见，根据不同的需要，将表头与不同的Rx串联，就可改装成不同的电压表．

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3．电流表的改装：将表头G并联一个电阻Rx就成为一个电流表．如图所示，根据欧姆定律有

IRgRg I?Ig?Ix?Ig?g?I(1?gRxRx)RgI1设?n（n为电流表量程扩大到的倍数），则Rx?Rg GIgn?1A由此可见，根据不同的需要，将表头与不同的Rx并联，就可改装成不同的电流表．

RxRg改装后的电流表内阻RA?R?R?Rg．

xgRxB

●知识点2 多用电表——欧姆挡（欧姆表）

如图所示是一种多用电表的外形图．表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，周围标有测量功能的区域及量程．将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用表内的电流表电路接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路被接通．在不使用的时候，应该将选择开关旋转到OFF挡．

当把多用电表的开关旋转到欧姆挡时，此时的多用电表即成为一个欧姆表．下面我们来看欧姆表的内部结构．

1．欧姆表构造

如图所示，G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的微安表或毫安表，R0是调零电阻，电池的电动势为E，内阻为r，外接黑表笔接电池正极，外接红表笔接电池负极． 2．欧姆表原理

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的．当红、黑表笔间接入待测电阻Rx时，此

EE时通过G表的电流为I，则：I?，故Rx??(Rg?r?R0)，在

Rg?r?R0?RxI欧姆表刻度盘上直接标出与I相对应的电阻值，则Rx的阻值就可以直接读出

了．应当注意：欧姆表刻度是不均匀的． 3．欧姆表使用的注意事项

（1）使用前进行机械调零，使指针指在表的零刻度．

（2）要使被测电阻与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆．

12（3）合理选择量程，使指针尽量在中间位置附近（~范围内）．

33（4）更换欧姆挡的量程时，一定要重新进行电阻调零，然后再测量． （5）读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率．

（6）测量完毕，拔出表笔，开关置于交流电压最高挡或OFF挡．若长期不用，取出电池． 4．欧姆表是多用电表的一个功能部分，还应特别注意以下几点．

（1）多用电表通过调节选择开关，使其内部接通不同的电路．因此多用电表可以测量电流、电压、电阻等不

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同的物理量，测量同一物理量时也可有不同的量程．但多用表内部各电路共用同一个表头，为保证选择开关置于不同位置时流入表头的电流方向相同，使用时始终使电流从红表笔流入电表，而从黑表笔流出． （2）用多用表测直流电流或直流电压时，电流从多用表外部流入电表，指针的偏转角度与电流成正比例，因

此电流挡或电压挡表盘的刻度是均匀的．

（3）用多用表测电阻时，多用表接通内部电源，因此测电阻时不再需要外部电源，而应将电阻与别的元件或

E电源断开．此时电路中电流I?，电流与Rx不成正比例，因此欧姆挡的刻度是不均匀的，

r?Rg?R0?Rx“左密右疏”．

（4）当Rx?R内?Rg?r?R时，指针指到中央，可见中值电阻即该欧姆表的内阻．

例题精讲

基础题

【例12】 有一块满偏电流Ig?1mA，线圈电阻Rg?1kΩ的小量程电流表．

（1）把它改造成满偏电压U?10V的电压表． （2）把它改造成满偏电流I?10mA的电流表．

要求画出电路图，计算出有关数据．

【例13】 如图所示，用小量程电流表与一电阻R并联改装为电流表，在检测新制成的电

流表时，发现它的示数总比准确值小一些或稍大一些．那么应分别采取下列哪种措施加以修正（ ）

A．如果示数稍小，可在R上串联一个比R小得多的电阻 B．如果示数稍小，可在R上并联一个比R大得多的电阻 C．如果示数稍大，可在R上串联一个比R小得多的电阻 D．如果示数稍大，可在R上并联一个比R大得多的电阻

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GR

【例14】 图示电路中，R1?12?，R2?6?，滑动变阻器R3上标有“20?2A”

字样，理想电压表的量程有0~3V和0~15V两档，理想电流表的量程有0~0.6A和0~3A两档。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为__________A，该电源的电动势为_________V。

【例15】 多用电表表头的示意图如上页右下角所示。在正确操作的情况下：

⑴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___________。

⑵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___________。

⑶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___________。

⑷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：________，_________，_________。

⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到______或者_______。

⑹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。

【巩固】 如图所示的电路中,1、2 、3、4、5、6为连接点的标号。在开

关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。

（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的 档。在连接

点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的 挡。

（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明 可能有故障。 （3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。

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OF100 10 1 ~ Ω Ω Ω× 1k ×100 ×10 V 2.5 10 50 + 250 500 2.5 10 50 250 V ~ mA

【巩固】 某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：

（1）检查多用电表的机械零点．

（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处． （3）将红、黑表笔__________，进行欧姆调零．

（4）测反向电阻时，将__________表笔接二极管正极，将_________表笔接二极管负极，读出电表示数． （5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘___________（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否

则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）． （6）测量完成后，将选择开关拨向_____________________________位置．

【巩固】 某班同学在做“练习使用多用电表”的实验．

①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图1所示，此被测电阻的阻值约为 ?．

②某同学按如图2所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S ．（选填“闭合”或“断开”）

③若②中同学检查结果如表所示，由此可以确定 A．灯A断路 B．灯B断路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路

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家庭作业

1. 在如图所示的电路中R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，

电源的电动势为E，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R5的滑动触头向图中a端移动时（ ） EA．I变大 U变小 B．I变大 U变大

rC．I变小 U变大 D．I变小 U变小

2. 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？

0

0

3. （1）用多用表的欧姆档测量阻值

约为几十k?的电阻Rx，以下给出的是可

R1aVR3R5R2AbR41 5 2 10 15 3

能的操作步骤，其中S为选择开关，P为

欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前

的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。刻度，断开两表笔

a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零

b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c．旋转S使其尖端对准欧姆档?1k

d．旋转S使其尖端对准欧姆档?100

e．旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔 __________________。根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________?。

（2）（多选题）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是（ ）

（A）测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量（B）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果（C）测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开（D）测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 高二物理·第7讲·学生版 page 12 of 14

月测备选

4. 如图所示，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，则各电表示数的变化情

况是（ ）

A．V1减小，V2增大，A增大

B．V1增大，V2减小，A增大 C．V1增大，V2增大，A减小 D．V1减小，V2减小，A减小

5. 如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片分别接b和a端时，两只理

?，设ΔU1?|U1??U想电压表V1和V2分别有两个读数U1和U1?，U2和U21|，

??U2|，电池内电阻不为0，则（ ） ΔU2?|U2A．ΔU1＞ΔU2 C．ΔU1＜ΔU2

B．ΔU1=ΔU2

D．前三种情况均可能

R1ErR3V1R2V2AP

6. 如图所示，电源电动势E?6V，内阻r?1?．外电路中电阻R1?2?，

R2?3?，R3?7.5?，电容器的电容C?4μF.开始时开关S断开，从开

关合上到电路稳定的过程中，通过电流表的电荷量是多少?

7. （2）图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig?300μA，内阻

Rg?100?，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E?1.5V,内阻r?0.5?，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是___________色。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx?________kΩ.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。

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物理实验室的典范——卡文迪什实验室

在现代物理学的发展中，实验室的建设更具有重要意义。卡文迪什实验室作为20世纪物理学的发源地之一，它的经验具有特殊的意义。

卡文迪什实验室相当于英国剑桥大学的物理系。剑桥大学建于1209年，历史悠久，与牛津大学遥相对应。卡文迪什实验室创建于1871年，1874年建成，是当时剑桥大学校长W．卡文迪什（WilliamCavendish）私人捐款兴建的（他是H．卡文迪什的近亲），这个实验室就取名为卡文迪什实验室。当时用了捐款8450英镑，除盖成一座实验室楼馆外，还采购了一些仪器设备。

英国是19世纪最发达的资本主义国家之一。把物理实验室从科学家私人住宅中扩展为研究单位，适应了19世纪后半叶工业技术对科学发展的要求，促进了科学技术的开展。随着科学技术的发展，科学研究工作的规模越来越大，社会化和专业化是必然趋势。剑桥大学校长的这一做法是有远见的。

当时委任著名物理学家麦克斯韦负责筹建这所实验室。1874年建成后他当了第一任实验室主任，直到他1879年因病去世。在他的主持下，卡文迪什实验室开展了教学和科学研究，工作初具规模。按照麦克斯韦的主张，物理教学在系统讲授的同时，还辅以表演实验，并要求学生自己动手。表演实验要求结构简单，学生易于掌握。麦克斯韦说过：“这些实验的教育价值，往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制仪器，虽然经常出毛病，但他们却会比用仔细调整好的仪器，学到更多的东西。仔细调整好的仪器学生易于依赖，而不敢拆成零件。”从那时起，使用自制仪器就形成了卡文迪什实验室的传统。实验室附有工间，可以制作很精密的仪器。麦克斯韦很重视科学方法的训练，也很注意前人的经验。例如：他在整理一百年前H．卡文迪什留下的有关电学的论著之后，亲自重复并改进卡文迪什做过的一些实验。同时，卡文迪什实验室还进行了多种实验研究，例如：地磁、电磁波的传播速度、电学常数的精密测量、欧姆定律、光谱、双轴晶体等等，这些工作为后来的发展奠定了基础。

麦克斯韦去世后，瑞利（即J．W．斯特拉特）继任卡文迪什实验室主任。瑞利在声学和电学方面很有造诣。在他的主持下，卡文迪什实验室系统地开设了学生实验。1884年，瑞利因被选为皇家学院教授而辞职，由28岁的J．J．汤姆生继任。

J．J．汤姆生对卡文迪什实验室的建设有卓越贡献。在他的建议下，从1895年开始，卡文迪什实验室实行吸收外校及国外的大学毕业生当研究生的制度，一批批优秀的年轻学者陆续来到这里，在J．J．汤姆生的指导下进行学习和研究。卡文迪什实验室建立了一整套培养研究生的管理体制，树立了良好的学风。他培养的研究生中，有许多后来成了著名科学家，例如卢瑟福、朗之万、W．L．布拉格、C．T．R．威尔逊、里查森、巴克拉等人，其中多人获得了诺贝尔奖，对科学的发展有重大贡献，有的成了各研究机构的学术带头人。

J．J．汤姆生领导的35年中间，卡文迪什实验室的研究工作取得了如下成果：进行了气体导电的研究，从而导致了电子的发现；放射性的研究，导致了?、?射线的发现；进行了正射线的研究，发明了质谱仪，从而导致了同位素的研究；膨胀云室的发明，为核物理和基本粒子的研究准备了条件；电磁波和热电子的研究导致了真空管的发明和改善，促进了无线电电子学的发展和应用。这些引人注目的成就使卡文迪什实验室成了物理学的圣地，世界各地的物理学家纷纷来访，把这里的经验带回去，对各地实验室的建设起了很好的指导作用。1919年J．J．汤姆生的职位由卢瑟福继任。卢瑟福更重视对年轻人的培养。在他的带领下，查德威克发现了中子；考克拉夫特和沃尔顿发明了静电加速器；布拉开特观测到核反应；奥里法特发现氚；卡皮查在高电压技术、强磁场和低温等方面取得硕果。

1937年卢瑟福去世，由W．L．布拉格继任卡文迪什实验室教授。在他的领导下，卡文迪什实验室的主攻方向由核物理改为晶体物理学、生物物理学和天体物理学，在新的形势下实现了战略转折。以后是固体物理学家莫特和皮帕德主持。70年代以后，古老的卡文迪什实验室大大扩建，仍不失为世界著名实验室之一。

高二物理·第7讲·学生版 page 14 of 14

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