广东省2012届高考物理二轮专题总复习课件：专题9第2讲电学实验(共41张PPT).ppt

专题九 物理实验,第2讲 电学实验 (2),7描绘小电珠的伏安特性曲线,(1)实验原理： 本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来描述小灯泡中的钨丝在某一电压变化范围内的阻值变化，从而了解它的导电特性金属导体的电阻率随温度的升高而增大，因此对小灯泡来讲，它的电阻会随着温度的升高而增大，它的伏安特性曲线不是一条直线，而是一条曲线，即灯丝的电阻是非线性的,(2)实验步骤： 适当选择电流表、电 压表的量程，采用电流表外 接法，按图中所示的电路原 理图连接好实验电路图 9222 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. 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.,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 拆去实验线路，整理好实验器材 (3)实验注意事项： 根据小灯泡上的标注值，正确选择电压表和电流表的量程 电流表必须串联在被测电路中，且让电流从“+”接线柱流进，从“-”接线柱流出；电压表必须并联在被测电路的两端，且让“+”接线柱接高电势端，“-”接线柱接低电势端,由于小灯泡阻值较小，一般采用电流表外接. 研究小灯泡伏安特性时，电压需从0起连续变化，且变化范围较大，滑动变阻器应采用分压式接法(如图9222) 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,【例3】某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中对应的电流、电压的数值实验记录数据如下表所示： (1)由表中数据可知实验电路应选用下图中的( ),(2)按照正确的电路图，连接图9223甲中的实物图，且要求开关闭合时，元件Z上的电压最小,9223,(3)根据表中数据，给出元件Z的伏安特性曲线如图9223乙所示由图可知该元件的电阻随电流增大而_(选填“增大”、“不变”或“减小”) (4)若9223乙中的曲线是某同学按照第(1)问中的B电路而得到的曲线，且已知安培表的内阻为0.5w，试在图9223乙中给出元件Z更为准确的伏安特性曲线,【解析】(1)由实验数据可以看出元件Z的电阻较小，故采用电流表外接法，为了使元件Z两端电压能从0开始调节，滑动变阻器采用分压式；(2)实物图连接时要注意滑动变阻器的阻值要全部接入电路；(3)由图象可定性分析该元件的电阻随电流增大而减小；(4)对第(1)问的B电路分析，测出的阻值为元件Z和电流表的总阻值，取图B计算，分别算出不同电流时的阻值再减去0.55w，即为元件Z更为准确的伏安特性曲线,答案：(1)A (2)如下图所示 (3)减小 (4)如下图所示 【评析】明确误差产生的原因是电流表分压的影响,测定电源的电动势和内电阻的原理为闭合电路的欧姆定律：E=U+Ir .基本方法为伏安法，此外近年高考中还多次考查到伏阻法、安阻法 (1)伏安法原理如图9224甲所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律根据式求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值,8测定电源的电动势和内阻,此外，还可以用作图法来处理数据即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象(如图9224乙)所得直线跟纵轴的交点即为电源电动势值，图线斜率的绝对值即为电源内阻r的值,图9226,图9226,图9227,图9228,【例4】用伏安法测一节干电池(电动势约为1.5V)的电动势和内电阻： (1)在下面方框中画出实验原理图 (2)某同学实验测得的数据如下表所示，根据表中测量的数据，在坐标纸中作出U-I图线.,(3)根据图线可知，被测电池的电动势为_V，内电阻为_w.,【解析】实验原理图中电流表采用内接法，图线的斜率为电池内阻的阻值，图线在U轴上的截距为电池的电动势 答案：(1)如图所示 (2)如图所示 (3)1.470.01 0.750.01,【评析】常规思想必须牢记,【例5】某研究性学习小组利用图9229甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图9229乙所示的R-图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=_V，r=_w.,9229,9多用电表的使用 (1)多用电表的结构多用电表的外形如图9230所示，它的上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻着各种测量项目和量程，另外，还有欧姆表的调零旋钮、机械调零旋钮和测试笔的插孔,图9230,(2)测量电阻的欧姆表 【原理】如图9231为欧姆表原理图，它由电流表串接上内电源和可变电阻改装而成其工作原理为闭合电路欧姆定律：,9231,(3)多用电表的使用方法 测量前，先检查表针是否停在左端的“0”位置，如果没有停在“0”位置，应用小螺丝刀轻轻地转动表盘下面中间的调整定位螺丝，使指针指零，通常称为机械调零然后将红表笔和黑表笔分别插入正(+)、负(-)测试笔插孔 测量时，应把选择开关旋到相应的测量项目和量程上，读数时，要用与选择开关相应的刻度读数 测量电流和电压时：使用方法同电流表和电压表.,测量电阻时，操作步骤如下： A选挡：把选择开关旋到欧姆挡上，并根据估测电阻的大小，选择好选择开关的倍率 B调零：把两根表笔接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上(注意：电阻挡的零位在刻度的右端) C测量(读数)：把两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量，表针示数乘以量程倍率数，即为待测电阻的阻值 D实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡如果欧姆表长期不用，应取出表内的电池,注意事项： 测量电阻时，待测电阻要与电源和别的元件断开，且不要用手接触表笔的金属杆 选择欧姆挡倍率时，应尽可能使指针指在中央刻度的位置附近 换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行“欧姆调零”后，才能进行测量 由于欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时不要忘记乘以相应的倍率,【例6】多用电表指针的指示位置如图9232所示 (1)将多用电表选择开关置于欧姆“100”挡，示数为_ w； (2)将多用电表选择开关置于直流“50V”挡，示数为_ V； (3)将多用电表选择开关置于直流“1mA”挡，示数为_mA.,【解析】多用电表选择开关置于欧姆“ 100”挡，由于欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只需取两位有效数字，刻度值14乘以倍率100，即得1400w ；将多用电表选择开关置于直流“50V”挡，最小刻度值为1V，应读到最小分度的1/10，故读数为26.0V；将多用电表选择开关置于直流“1mA”挡，最小刻度值为0.02mA，应读到最小分度的1/2，故读数为0.52mA. 答案：1400w 26.0V 0.52mA,【评析】对于多用电表的读数，选择开关置于直流电流挡、直流电压挡，应由公共刻度线读数，注意量程及最小分度，按读数规则读数；选择开关置于欧姆挡，要注意将刻度值乘以倍率,【例7】(2011茂名模拟)多用电表是一种重要的电路检测工具，其用途很广以下是某研究性学习小组利用一个量程合适的电压表测量一个多用电表欧姆挡的内部电源的电动势的实验，假设你是组员，请你按要求完成以下任务： (1)用多用电表测量电压表的阻值为此，应先对多用电表进行机械调零，具体操作是_； 然后把多用电表的选择开关旋到欧姆挡，选择合适的倍率挡后进行欧姆调零；最后进行电压表的电阻测量以下是实验用的电压表和待测多用电表，请你把实验电路连接好,(2)小组其他成员从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间数值为30，电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，此时欧姆挡的选择开关拨至倍率“1k”挡，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你写出欧姆表电池的电动势表达式：_.(不要求写出推导过程),图9233,10传感器的简单使用 【例8】用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图9234虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大RL的测量结果如表1所示,9234,回答下列问题： (1)根据图9234所示的电路，在图9235所示的实物图上