二轮复习电学实验ppt课件

电学实验,备考指导,【考情分析】,电学实验每年必考。,【备考策略】(1)掌握基本仪器的原理和使用。(2)掌握基本的实验目的、原理和实验思想，如伏安法测电阻，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式。(3)掌握处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等。,基本仪器使用与读数,规律方法,电学实验中的“两尺”与“三表”(1)游标卡尺,【特别提醒】读数最后的“0”不能丢。如20分度的游标卡尺上偶数条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐或50分度的游标尺上“5”的整数倍条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐等。读数时两次单位要统一，都用mm，最后根据题目要求转换单位。游标卡尺不需要估读。(2)螺旋测微器(千分尺)读数方法：测量值固定刻度读数0.01mm可动刻度读数(一定要估读)。读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否已经露出。,(3)电流表和电压表,(4)多用电表(欧姆表)使用a.机械调零：检查表针是否停在左端的“0”位置；b.选取适当倍率挡；c.欧姆调零：两表笔相接，检查表针是否停在右端的“0”位置；d.把两表笔分别与待测电阻两端相接，欧姆表的读数乘以倍率即被测电阻的阻值；e.实验结束后，将表笔拔出，并将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡。,1.下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图4甲中游标卡尺为50分度游标卡尺，图乙为20分度游标卡尺，图丙为10分度游标卡尺，它们的读数分别为_；_；_。,精典题组,图4,解析在图甲中，主尺读数为42mm，游标尺上第5条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是50分度的，所以读数为42mm50.02mm42.10mm；在图乙中，主尺读数为63mm，游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是20分度的，所以读数为63mm60.05mm63.30mm；在图丙中，主尺读数为29mm，游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是10分度的，所以读数为29mm80.1mm29.8mm。答案42.10mm63.30mm29.8mm,2.如图5所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示。(1)若使用的是03V量程的电压表，读数为_V。若使用的是015V量程的电压表，读数为_V。(2)若使用的是00.6A量程的电流表，读数为_A。若使用的是03A量程的电流表，读数为_A。,图5,解析对于电压表，当选取03V量程时，每小格为0.1V，读数为1.68V，当选取015V量程时，每小格为0.5V，读数为8.4V；对于电流表，当选取00.6A量程时，每小格为0.02A，读数为0.46A，当选取03A量程时，每小格为0.1A，读数为2.30A。答案(1)1.688.4(2)0.462.30,3.某中学的实验小组的成员在应用多用电表测电阻。(1)多用电表的表盘如图6所示，其中表盘上的三个重要的部件用三个字母A、B、C标记了出来。该小组的成员在测量电阻时的操作过程如下：,图6,在测量电阻前，首先进行的操作应是机械调零，要调节部件_(填“A”“B”或“C”)，使多用电表的指针指在表盘最_(填“左”或“右”)端的零刻度线位置；将旋钮C调节到“100”的挡位；将红表笔插到_(填“”或“”)孔，黑表笔插到_(填“”或“”)孔，将两表笔短接，调节部件_(填“A”“B”或“C”)，使多用电表的指针指在表盘最_(填“左”或“右”)端的零刻度线位置；,完成以上的操作后，将两表笔与被测量的电阻良好接触，多用电表的指针几乎没有发生偏转，为了减小测量的误差，从下列选项中选出正确的操作步骤，并进行正确的排序_，最后测出待测电阻的阻值。A.用两表笔与待测电阻相接触B.将两表笔短接进行欧姆调零C.将旋钮C调节到“1”的挡位D.将旋钮C调节到“1k”的挡位,(2)该小组的成员将多用电表调节无误后，在进行测量时，如果选用“100”的挡位测量某电阻的阻值，多用电表表盘的指针如图7所示，则该电阻的阻值为_；如果选用100mA直流电流挡测量电流，指针的偏转如图7所示，则该电流的大小为_；如果选用50V的直流电压挡测量电压，指针的偏转如图7所示，则该电压的大小为_。,图7,解析(1)多用电表使用前要进行机械调零，使指针指向左边的零刻度线处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边的零刻度线处；由于测量电阻时，指针几乎没有发生偏转，说明需增大倍率，使指针指向中央刻度附近。(2)若用“100”挡测电阻，读数为16.01001600；若用100mA的直流电流挡测电流，读数为4.810mA48mA；若用50V的直流电压挡测电压，读数为24.0V。答案(1)A左B右DBA(2)160048mA24.0V,以测量电阻为核心的电学实验(含电表的改装),规律方法,1.最常用的电阻测量方法(1)“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”。(2)“安安法”电压表不能用或没有电压表的情形下，若知道电流表内阻，可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”。(3)“伏伏法”电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”。,(4)“伏安加R法”在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法就应运而生，“伏安加R法”又叫做“加保护电阻法”。(5)滑动变阻器限流式、分压式接法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)。(6)电表的“三用”：如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表三用”。,2.最为精确的电阻测量方法等效替代法(1)电流等效替代,图8,(2)电压等效替代,图9,3.电表内阻测量最常用的方法半偏法(1)用半偏法测电流表内阻，如图10所示，电阻箱应和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测R真。,图11,1.某同学现利用图12甲所示的电路来测量一电阻Rx的阻值。,精典题组,甲,(1)完成下列实验步骤中的填空：闭合开关S1，断开开关S2，调节电阻箱R和滑动变阻器R，使电流表指针指向一个适当的位置。记下此时_和电阻箱的阻值R1，此时电阻箱的读数如图乙所示；闭合开关S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，然后_，使_，记下此时电阻箱的读数R2，此时电阻箱的读数如图丙所示；(2)在步骤中电阻箱的读数为R1_；在步骤中电阻箱的读数为R2_。,(3)电阻Rx的阻值为Rx_。,图12,解析(2)由图乙和图丙可知R160，R280。(3)由于R1加上Rx在电路中所起的作用与R2相同(电流表指针指示同一位置)，则有R1RxR2，故有RxR2R1806020。答案(1)电流表的示数I调节电阻箱R的电阻电流表的读数仍然为I(2)6080(3)20,2.(2016福建漳州模拟)待测电阻Rx的阻值约为20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A.电流表A1(量程为150mA，内阻约为10)B.电流表A2(量程为20mA，内阻r230)C.电压表V(量程为15V，内阻约为3000)D.定值电阻R0100E.滑动变阻器R1，最大阻值为5，额定电流为1.0AF.滑动变阻器R2，最大阻值为5，额定电流为0.5AG.电源，电动势E4V(内阻不计)H.电键S及导线若干,(1)为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不小于其量程的三分之一，请从所给的器材中选择合适的实验器材：_(均用器材前对应的序号字母填写)；(2)根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号；,(3)待测电阻的表达式为Rx_，式中各符号的物理意义为_。,解析(1)由于电源电动势为4V，电压表V量程为15V，测量中电压表示数达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可将电流表A2与定值电阻R0串联当作电压表与电流表A1配合使用，用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表A1采用外接法，改装的电压表量程为20mA1302.6V，两个滑动变阻器最大阻值均为5，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法；此时考虑到干路最小电流约为0.8A，故滑动变阻器只能选择R1，经过估算当电流表A1满偏时，电流表A2也正好满偏，非常匹配，满足电表读数不小于其量程的三分之一。故器材选择ABDEGH。,(2)如图所示,3.在“描绘小灯泡的伏特性曲线”实验中，某同学选中一个标有“2.5V0.6W”字样的小灯泡，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择电压表V1，(量程15V，内阻约为6k)；电压表V2(量程3V，内阻约为3k)；电流表A1(量程300mA，内阻约为1)；电流表A2(量程150mA，内阻约为2)；滑动变阻器R1(最大阻值为200)；滑动变阻器R2(最大阻值为10)；直流电源E1(电动势为4.5V，r10.8)。(1)实验中电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(填写器材代号),(2)以下的四个电路中应选用_选项中的电路图进行实验。,(3)做完上述实验后，该同学接着用(2)中所选电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图13甲所示，图线1、2、3分别是元件1、元件2、元件3的伏安特性曲线，则三个元件中属于线性元件的是元件_(填写元件代号)。然后他用如图乙所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值，分别标在图甲上，它们是A点和B点。已知R08.8，则该电源的电动势E_V，内电阻r_。这个电源给元件3供电时，元件3的电功率P_W。,图13,答案(1)V2A1R2(2)A(3)13.01.20.2,以测量电源电动势和内阻为核心的电学实验,规律方法,1.电源电动势和内阻的测量方法,任何一种实验方法。一定要紧扣闭合电路欧姆定律EUIr，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I，这也是命题专家命题时的入手点。,2.数据处理利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图象时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图象中的斜率与截距求解。当电流表或电压表量程不符合实验要求时，要考虑改装电表进行测量，所以有时也会用两个电流表或两个电压表来进行测量。,1.某物理兴趣实验小组的同学为了测量电动势约为3V的某电源的电动势和内阻，实验室可供选择的实验器材如下。A.电压表V1(03V，RV110k)B.电压表V2(015V，RV250k)C.电流表A1(03mA，Rg100)D.电流表A2(03A，内阻约为0.5)E.滑动变阻器R1(010)F.滑动变阻器R2(01000)G.定值电阻R30.5H.定值电阻R410I.开关S以及导线若干,精典题组,回答下列问题：(1)在设计本实验时，为了减小实验误差，电压表应选_(填器材前的序号)，为了操作方便，滑动变阻器应选_(填器材前的序号)，通过分析可知电流表A1的量程太小、电流表A2的量程太大，该小组的同学想将电流表A1改装成量程合适的电流表，则应将电流表A1与定值电阻_(填器材前的序号)_(填“串”或“并”)联，改装后的电流表的量程应为_A；,(2)请设计合适的电路图测量电源的电动势和内阻，画在如图14甲所示的虚线框内；,图14,(3)该实验小组的同学利用所设计的电路得到多组数据，以电流表A1的示数为横坐标、电压表的示数为纵坐标建立坐标系，并将各组数据描绘在该坐标系中，得到的UI图象如图乙所示，则该电源的电动势E_V，内阻r_。(结果保留两位小数),答案(1)AEG并00.603(2)如图所示(3)2.961.67,图15,(2)将明显错误的点舍掉，画线时应使尽可能多的点落在直线上，不能落在直线上的点均匀分布在直线的两侧，如图所示。,由图可知，斜率k0.0044V11，图线与纵轴交点的纵坐标为b0.70V1；,1.(2016全国卷，22)某同学用图1中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。,图1,(1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是_(填入正确选项前的标号)。,解析(1)实物连线如图所示。,答案(1)见解析图(2)AC,(a),实验步骤如下按电路原理图2(a)连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。,(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。,(b)图2,(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)。A.100AB.250AC.500AD.1mA,解析(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差。(2)滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示：,答案(1)R1(2)见解析图(3)2520(4)D,3.(2016全国卷，23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000)，滑动变阻器R2(最大阻值为2000)，单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节，已知U约为18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60时阻值为650.0。,(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。,图3,(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_。将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。,(3)热敏电阻为650.0时，报警器开始报警，电阻箱的阻值也应为650.0，实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直到报警器开始报警。为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于b端。,答案(1)如图所示,(2)R2(3)650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA，报警器可能损坏c报警器开始报警,创新设计型电学实验,规律方法,对于设计性实验，要注意从原理出发找方法，选器材，定方案。高考中，对设计性实验的考查，一般不直接采用课本上的设计方案，但是其设计技能均取材于课本中的必考实验并结合生活实际，因此考生要对课本上的每一个实验做到心中有数。,1.(2016福建省毕业班质量检查)国标(GB/T)规定自来水在15时电阻率应大于13m。某同学利用图16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3V，内阻可忽略)，电压表V1(量程为3V，内阻很大)，电压表V2(量程为3V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值4k)，定值电阻R2(阻值2k)，电阻箱R(最大阻值9999)，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。,精典题组,图16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。,(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示