高二物理《电学实验》课件.ppt

电阻的测量,二、测量电阻的常见电路,三、消除伏安法误差的几种方法,四、电学实验题的解题策略,一、电学实验题的考点分析,电学实验专题讲座,二、实验电路的选择,三、图象在电学实验中的应用,四、实物连线（操作能力）,一、基本仪器的选择及使用,电学实验考点分析,电学实验考点分析(1),仪器的使用及选择,二、仪器选择原则： 1、安全性原则：保证电表不被烧坏 2、精确性原则：在使用中电表的偏角不能太小（不般不小于量程的1/3），否则测量误差较大。 3、方便性原则：所选仪器要使电路比较容易调节（主要指滑动变阻器）,一、使用：在电学实验中需要学会使用的电学仪器有：开关（包括单刀双掷开关）、滑动变阻器、电阻箱、电压表、电流表、多用电表等；其中多用电表的使用是难点，电阻箱的使用是易错点。,（天津卷)一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是1、10、100。用10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到_档。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_ ，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是_。,100,调零（或重新调零）,2.2k,多用电表的使用,（北京）22（1）某同学用如图所示电路，测绘标有“3.8V ，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻随电压变化图象。 除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择： 电流表A1（量程100mA，内阻约2）； 电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3）； 电压表V1（量程5V，内阻约5k）； 电压表V2（量程15V，内阻约15k）； 滑动变阻器（阻值范围0-10） 滑动变阻器（阻值范围0-2k） 电源（电动势为1.5 V，内阻约为0.2）； 电源（电动势为4 V，内阻约为0.04）。 为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表 ，电压表 ，滑动变阻器 ，电源 。（填器材的符号）。,A2,V1,R1,E2,电表量程的选择,电学实验考点分析（2）,电路的选择,1、内外接法的选择：大内小外 2、分压限流的选择：在以下三种情况下均应用分压电路： (1)要求电压从零开始调节，逐渐增大； (2)滑动变阻器的阻值远小于待测电阻; (3)若实验中的电流表量程、其它元件允许通过的电流的最大值很小，若用限流电路，电路中的实际电流都会超过它们的量程，为了保护电路中的元件，必须采用分压电路；,例、甲图为一段粗细均匀 的新型导电材料棒，现测 量该材料的电阻率. （1）首先用多用电表的欧 姆档（倍率为10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R= . （2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻： A. 电流表: 量程为0.6A，内阻约为0.1 B. 电压表: 量程为3V，内阻约为3k C. 滑动变阻器：最大阻值为20，额定 电流1A D. 低压直流电源：电压6V，内阻忽略 F. 电键K，导线若干 在方框中画出实验电路图,200 （4分,漏单位只给1分）,电学实验考点分析（3）,图象法在电学实验中的应用,数据处理的方法一般有列表法和作图法，而且由于作图法处理数据直观、误差小、易于发现错误数据、可以求平均值和求某些物理量，已成为最重要的手段，也是高考中的重点考查内容.目前此类题目发展趋势为： （1）曲线与直线并重 （2）向实际应用发展 （3）重视对图象物理意义的理解,拓展：将该灯泡接入电动势为3V，内阻为 5的电源两端，则小灯泡的实际功率为多少？,电学实验考点分析（4）,实物连线时除了要保证电路的准确性之外，尤其要注意以下几点： 1、电表：正负接线柱是否正确(红进黑出)；量程是否合适。 2、滑动变阻器：接线位置是否正确（一定要接在接线柱上，不能接在滑片、滑杆等位置）；滑片的初位置是否合理？限流接法阻值最大（或接近最大），分压接法应使工作电路电压最小（或接近最小）。 3、连线不能有交叉。,例题:为了测定一个6V、3W的小电珠在不同电压下的功率,所需的实验器材如图所示.已知电流表的内阻可忽略,滑线电阻的阻值为10,各电表的量程如图.测量时要求电珠两端的电压从0伏开始连续调节,测得多 组数据.请按 要求在实物 图上连线.,二、比较法,三、近似法,四、等效替代法,一、伏安法,测量电阻的常用方法,五、等效内阻法,六、欧姆表法,一、伏安法,1. 用电流表外接法测电阻时，所计算出的电阻为,2. 用电流表内接法测电阻时，所计算出的电阻为,二、比较法,串联电路：,并联电路：,串联比较,并联比较,测大电阻,测小电阻,三、近似法,理论依据：如果一个很大的电阻与一个很小的电阻串联，则总阻值可认为等于大电阻；如果一个很大的电阻与一个很小的电阻并联，则其总阻值可认为等于小电阻。,（1）近似法测电流表内阻（或小电阻）,半偏法操作步骤（左图）： 1、断开变阻箱R0，调节滑变阻值使电流表满偏。 2、接通变阻箱R0，保持滑变阻值不变，调节变阻箱使电流表半偏。 3、变阻箱的阻值即等于电流表的内阻。,拓展： 1、为什么这样认为？ 2、本实验对滑变电阻有什么要求？实验结果误差的大小与电源有没有关系？ 3、如果已知电流表内阻，可否用右图电路测Rx？,（2）近似法测电压表内阻（或大电阻）,操作步骤（左图）： 1、将变阻箱阻值调为零，调节滑变阻值使电压表满偏。 2、保持滑变阻值不变，调节变阻箱使电压表半偏 3、变阻箱的阻值即等于电压表的内阻。,拓展： 1、当R0=R1时，电压表为U1，当R0=R2时，电压表为U2， 则电压表内阻能否求出？ 2、若已知电压表内阻，如何用右图电路测未知电阻Rx？ 3、本实验对滑变电阻有什么要求？,根本思想：工作电路部分电压不变。,四、等效替代法,指导思想：在特定情况下，如果一个未知电阻在电路中所产生的效果与一个已知电阻相同，则可认为这两电阻相等；而这种效果一般要从电表的示数反映出来，已知电阻通常使用电阻箱。,如果未知电阻发生变化，则电表的示数变化较为明显，则实验误差较小；反之，实验误差较大，无法精确测量。,如何减小误差？,五、等效内阻法,思路：如果电源内阻已知或可以忽略不计，则可将未知电阻与电源串联，用测电源电动势与内阻的方法测出电源的“等效内阻”，再减去电源的实际内阻则为待求电阻。 这种方法常与测电动势与内阻实验中的图象问题结合考查。,五,二、计算法消除系统误差,三、电路法消除系统误差,一、抵消法消除系统误差,消除伏安法系统误差的几种方法,一、抵消法消除系统误差,伏安法产生误差的原因是由于电流表的分压作用（内接法）和电压表的分流作用（外接法），在实际应用中可以采用两次测量数据相减的方法将电流表的电压(电压表的电流)抵消，从而“测”出电阻的真实电压和电流。,1、闭合开关S1，将开关S2接2，调节滑变使电压表和电流表有较大示数U1、I1； 2、将开关S2接1，保持滑变R1不变，调节滑变R使电流表示数仍然为I1，读出此时电压表示数U2； 3、电阻Rx电流为I时电压为U1-U2，则,1、闭合开关S1、S2，调节滑变使电压表和电流表有较大示数U1、I1； 2、断开开关S2，再次调节滑变使电压表示数仍然为U1，读出此时电流表示数I2； 3、电阻Rx电压为UI时电压为I1-I2，则,二、计算法,内接法测得的电阻为 ，外接法测得的电阻为 ，在设计电路时常利用这两个公式巧妙的计算出被测电阻的真实阻值，从而消除系统误差。,1、闭合开关S1，将开关S2接2，调节滑变R使电压表和电流表有较大示数U1、I1； 2、将开关S2接1，再次调节滑变R使电流表和电压示数分别为I2、U2； 3、,一、三步法解改编类实验,二、尝试法解设计类实验,电学实验题解题策略,改编类实验的解题方法,改编类实验是指根据教材中的实验稍加改变后要求学生完成新实验的实验类题目，可从实验电路、实验数据的处理方法等方面来进行改变，一般通过实验所给器材与教材所给器材不同（有时是量程不满足地要求），要求学生重新设计电路，以此考查学生的实验设计能力，解此类实验一般可分三步进行。,一、找原型：先把教材中的实验原型在头脑中完整的重现出来。 二、找差别：将实验中所给器材与原型中器材进行对比，看一下少了什么器材或什么器材的量程不满足要求；再看一下多给了什么器材，注意多给器材就是解决问题的金钥匙。 三、定方案：根据对比结果设计电路。,例（全国1）测量电源B的电动势E及内阻r（E约为45V，r约为15）。 器材：量程3V的理想电压表V，量程05A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4，滑线变阻器R，电键K，导线若干。 画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。 实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E= ，r= 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）,三步法解改编类实验,多余？,三步法解改编类实验,改编类实验中的等效观点,V,内阻已知,A,A,内阻已知,V,G,V,G,A,电流已知,V,电压已知,A,尝试法解设计型实验,设计性实验方案的确定与我们解其他题目不同，其他题目我们通过审题可以直接确定思路，而设计型实验的电路往往不能直接确定，有时需要多次尝试，从多个角度进行论证，最后确定正确方案，其思维方式为物理学中常用的假设论证再假设再论证的思维方式。,尝试法解设计型实验,高考中的设计型实验一般都比较简单，所给器材比较少，根据所给器材设计电路时一般应先确定控制电路（由电源、开关、滑动变阻器组成），后确定工作电路的顺序进行。,尝试法解设计型实验,例、有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流 A待测电流表A0：满偏电流约为700800A、内阻约100，已知表盘刻度均匀、总格数为N B电流表A：量程0.6A、内阻0.1 C电压表V：量程3V、内阻3k D滑动变阻器R：最大阻值200 E电源E：电动势约4.5V、内阻约1.5 F开关S一个 (1) 根据你的测量需要，“B电流表A”、“C电压表V”中应选择_ (2)画出你设计的实验电路图,C,例题:(全国1)现要测量某一电压表V的内阻。给定的器材有：待测电压表V（量程V，内阻约4k）; 电流表mA(量程1.2mA,内阻约500)；直流电源E(电动势约2.4V，内阻不计)；固定电阻个；R1=4 000