2019届高考物理二轮复习专题六物理实验考点2电学实验课件.pptx

第2讲 电学实验,考点一 电学基本仪器的使用 【必记要点】 1电流表、电压表、欧姆表的比较,2.使用多用电表应注意的问题 (1)电流的流向 由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“”插孔(红表笔)流入，从“”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。,例1 某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为10 V)的内阻(大约为几十千欧)，该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为30。,图621,(1)欧姆挡的选择开关拨至_(选填“1 k”或“100”)挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图621甲中_(选填“A”或“B”)方式连接。 (2)如图乙所示，某同学读出欧姆表的读数为_；如图丙所示，电压表的读数为_V，欧姆表电池的电动势为_V。,答案 (1)1 k A (2)4104 5.0 8.75,规律总结 欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧 1欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘 (1)左右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻刻度零与电流、电压最大刻度重合。 (2)刻度不均匀：左密右疏。,(3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率，电流、电压挡是量程范围挡。 在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处)。,【题组训练】 1(用多用电表测电阻和电流)某同学想测量电压表03 V挡的内阻，他从实验室拿来一个多用电表、3节干电池、50 的滑动变阻器1个、开关和若干导线。,图622,(1)先用多用表粗测其内阻，把选择开关旋到欧姆挡的“100”倍率，将_(填“红”或“黑”)表笔接电压表的“”接线柱，另一只表笔接“3 V”的接线柱，多用表的指针位置如图622甲所示，则电压表的内阻为_。 (2)再用伏安法测量其内阻，把多用表的选择开关旋到直流电流的_(填“100”“10”或“1”)mA挡，请在图乙完成其余的连线。 (3)实验中多用表的示数为I，电压表的示数为U，则电压表的内阻为RV_。,答案 (1)红 3.0103(或3 000) (2)1 如图所示,2(用多用电表判断电路故障)某照明电路出现故障，其电路如图623所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。,图623,图624,(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图623所示，读数为_V，说明_正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。 (2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图624相同，可判定发生故障的器件是_(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。,解析 (1)由题图可知，直流50 V挡的最小分度为1 V，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5 V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a、c两点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。(2)同理可知，两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。 答案 (1)11.5(11.211.8之间的值均可) 蓄电池 (2)小灯,【必记要点】 一、滑动变阻器的使用 1滑动变阻器两种连接方式的比较,考点二 实验器材与实验电路的选择,2.滑动变阻器两种连接方式的选择 当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时，应采用分压式接法； 当题中要求测量精确度高且调节范围大时，一般用分压式接法； 当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时，一般用分压式接法； 负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流不要求从零可调时，一般用限流式接法； 两种接法均可使用时，优先用限流式接法(节能)。,二、电流表内、外接法的比较与选择 1两种接法的比较,2.选择电流表内、外接的方法,例2 (2018郑州质检)在探究小灯泡的伏安特性时，所用小灯泡上标有“2.5 V 0.6 W”字样，实验室提供的器材有： A电流表A1(内阻约为5 、量程为025 mA) B电流表A2(内阻约为1 、量程为0300 mA) C电压表V1(内阻约为5 k、量程为03 V) D电压表V2(内阻约为15 k、量程为015 V),E滑动变阻器R1(最大阻值为10 、额定电流为0.6 A) F滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 、额定电流为0.2 A) G稳压电源E(电动势为9.0 V、内阻可忽略) H开关一个、定值电阻若干、导线若干,由以上信息回答下列问题： (1)实验前设计的电路图如图625甲所示。为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为_(选填器材前的字母)。为保护滑动变阻器和灯泡，应在电路中串联的定值电阻R0合适的电阻值应为_(选填“1 ”、“10 ”、“30 ”、“100 ”)。,图625,(2)请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图乙中用笔画线代替导线，将实物完整连接起来。,(3)连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。若将两个这样的小灯光并联后直接接在电动势E3 V、内阻r5 的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功率为_W。(结果保留两位有效数字)。,答案 (1)B、C、E 10 (2)如答图甲 (3)0.22,规律总结 电路选择的原则 1安全性原则 选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行。例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流。 2精确性、方便性原则 “精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度。 “方便”是指实验中便于调节控制，便于读数。 3运用仪器少，耗电少原则。,【题组训练】 1(实验仪器的选择)LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500 ，电学符号与小灯泡电学符号相同。 实验室提供的器材有： A电流表A1(量程为0至50 mA，内阻RA1约为3 ) B电流表A2(量程为0至3 mA，内阻RA215 ) C定值电阻R1697 ,D定值电阻R21 985 E滑动变阻器R(0至20 )一只 F电压表V(量程为0至12 V，内阻RV1 k) G蓄电池E(电动势为12 V，内阻很小) H开关S一只 (1)如图626所示，请选择合适的器材，电表1为_，电表2为_，定值电阻为_。(填写器材前的字母编号),(2)将采用的电路图补充完整。,图626,(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx_(填字母)，当表达式中的_(填字母)达到_，记下另一电表的读数代入表达式，其结果为LED灯正常工作时电阻。,2(实验电路的设计)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下： 待测电压表V(量程3 V，内阻约为3 000 )，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值100 ，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干。 (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。,图627,(2)根据设计的电路，写出实验步骤： _。 (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”、“”或“”)，主要理由是_。,答案 见解析,考点三 实验数据的处理,图628,(1)由图乙可得电源的电动势E_ V；内阻r_。(结果均保留两位有效数字) (2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S0.12106 m2，利用图丙可求得电阻丝的电阻率为_m，图丙中图象截距的物理意义是_。(结果均保留两位有效数字) (3)此实验用了图象法处理数据，优点是直观，但是不能减少或者消除_(填“偶然误差”或“系统误差”)。,答案 (1)3.0 1.0 (2)1.2106 电流表内阻为2.0 (3)系统误差,【题组训练】 如图629甲所示是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，R1是电阻箱(099.9 )，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势12 V，内阻忽略不计)。,图629,在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大，具体实验步骤如下： 闭合S，调节滑动变阻器R和电阻箱R1，使A2示数I20.20 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A1的示数I1； 重复步骤且使A2示数仍为I20.20 A，测量多组R1和I1值； 将实验测得的数据在坐标纸上描点，如图乙所示。,根据实验回答以下问题： (1)现有四只供选用的电流表： A电流表(03 mA，内阻为2.0 ) B电流表(03 mA，内阻未知) C电流表(00.3 A，内阻为10 ) D电流表(00.3 A，内阻未知) 请根据实验过程判断A1应选用_，A2应选用_(填写选项字母)。,答案 (1)D C (2)见解析 (3)40,【必记要点】 1对于电学实验的创新，耍注意以下问题 (1)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用。电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。,考点四 电学创新实验设计,(2)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性。即首先要注意到其自身电阻对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能，因此在测电压表内阻时无需另并联电压表，测电流表内阻时无需再串联电流表。,2解决电学设计型实验常用的方法,例4 国标(GB/T)规定自来水在15 时电阻率应大于13 m。某同学利用图6210所示电路测量15 自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K，以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为3 V，内阻可忽略)，电压表V1(量程为3 V，内阻很大)，电压表V2(量程为3 V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值4 k)，定值电阻R2(阻值2 k)，电阻箱R(最大阻值9 999 )，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。,图6210,实验步骤如下： A用游标卡尺测量玻璃管的内径d； B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L； C把S拨到1位置，记录电压表V1示数； D把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R； E改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R； F断开S，整理好器材。,图6211,【题组训练】 一标有“6 V,0.5 A”的小型直流电动机，转子由铜导线绕制的线圈组成，阻值约为1 。某兴趣小组设计一个实验，测量此电动机线圈的电阻。实验室提供的器材除导线和开关外还有：,A直流电源E：8 V(内阻不计) B直流电流表A1：00.6 A(内阻约为0.5 ) C直流电流表A2：03 A(内阻约为0.1 ) D直流电压表V1：03 V(内阻约为5 k) E直流电压表V2：015 V(内阻约为15 k) F滑动变阻器R1：010 ，2