高考物理一轮复习导学案电学实验2

电学实验2一、以测电源的电动势和内阻为核心的实验考向1.伏安法测电动势和内阻（一）实验原理：（二）方法1.把测量的几组数据分别代入中，求出几组E、r的值，对E、r分别求作为测量结果。2．图像法(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点。(2)用直尺画一条直线，使的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线。①图线与纵轴交点为E②图线与横轴交点为I短＝eq\f(E,r)③图线的斜率大小表示3、误差分析1．偶然误差：读数及作U­I图像时描点不准确。2．系统误差：甲图乙图甲图误差来源：；乙图误差来源：图像分析：甲图E测<E真，r测<r真乙图E测=E真，r测>r真。测量情况真实情况测量情况真实情况UI考向2.安阻法测电动势和内阻（1）电路图（2）根据作1IR图像,利用线性图线的截距和斜率求E和r考向3.伏阻法测电动势和内阻（1）电路图（2）根据作1U-1R图像,利用线性图线的截距和斜率求例1．某实同学欲测量一组废旧电池组的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：A．废旧电池组：电动势约为，内阻约为B．电压表：量程为，内阻为C．电流表：量程为，内阻约为D．滑动变阻器：最大阻值E．电阻箱：阻值F．开关S，导线若干（1）由于电压表量程太小，该同学利用电压表和电阻箱改装了一个的电压表（表盘刻度未改），则电阻箱接入电路的阻值应为______；（2）为了比较精确地测量电池组的电动势与内阻，画出实验电路图，并标明所用器材的代号；（_____）（3）该同学利用设计的合理电路测出的数据绘出的图线（为电压表的示数，为电流表的示数），则电源的电动势______，内阻_____例2.某小组想测两节干电池组成的电源的电动势和内阻,同学们用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,电路中用到的器材均完好无损。（1）如图所示为该小组同学正准备接入最后一根导线(图中虚线)时的实验电路,下列关于实验操作的论述正确的是_____;

A.将电压表直接接在电源两端,实验时读数正常,所以实验中这样接是可以的B.开关处于闭合状态时,接入虚线导线,此操作违反实验操作规则C.电阻箱接入电路中时不允许阻值为零,所以应该调到任意一个不为零的阻值D.只要小心操作,接入虚线导线后,电路是安全的（2）改正错误后,按照标准实验操作流程操作,该小组同学顺利完成实验,并根据测得的数据画出如图乙所示的1U-1R图线,其中U为电压表示数,R为电阻箱连入电路的阻值。由图可知,电池组的电动E=____,内阻r=_____。(用a1、a方法点拨1.任何方法都要紧扣E=U+Ir,最关键的是如何测量出路端电压U和电路中的总电流I,这是命题时的入手点。2.利用图像得出电动势和内阻是常见的方法——“化曲为直”。变式训练1．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面的器材，设计了如图所示的原理图。①电压表V（量程3V，内阻Rv约为10k）②电流表G（量程3mA，内阻Rg=100）③电流表A（量程3A，内阻约为0.5）④滑动变阻器R1（0~20，额定电流2A）⑤滑动变阻器R2（0~500，额定电流1A）⑥定值电阻R3=0.4⑦开关S和导线若干（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A。（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______。（填“R1”或“R2”）（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_____V，电源的内阻r=_____Ω。（4）若实验中电压表内阻的影响不能忽略，如由上述图线求得的电动势将比真实值_____，求得的内阻将比真实值_______（填“偏大”、“不变”或“偏小”）2.某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0,并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下。(1)连接电路,如图所示。(2)开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的______端。

(3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I,得到多组数据。(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图所示,图线斜率为k,与纵轴截距为d,设单位角度对应电阻丝的阻值为r0,该电池电动势和内阻可表示为E=_______,r=______。(用R0、RA、k、d、r0表示)

二、多用电表的原理与使用1.外部构造(1)表的上部为刻度盘，表盘中刻度线有三部分:上面为专用,中间为直流、及交流、共用,下面为交流电压2.5V量程专用.(2)表的下半部分为选择开关，可以选择电流、电压、范围进行测量。2.内部构造多用电表内部由电压表、电流表、共同构成.3.欧姆表原理①内部构造：电流表、电池、调零电阻．②测电阻的原理调零时:；测量时:。只要将对应Rx值的电流刻度改为阻值Rx即成为欧姆表。③中值电阻：当Rx=时,指针半偏4.使用步骤（1）机械调零；（2）电阻测量：①选择挡位；②欧姆调零；=3\*GB3③测电阻，指针后读数；=4\*GB3④读数乘以，得到结果；=5\*GB3⑤将选择开关置于最高挡或“OFF”挡。5.系统误差(1)电池多次使用后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏。(2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值真实值。例3.某同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表,内部结构如图所示,R0为调零电阻(最大阻值为R0m),Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs+R0m<Rm<Rn),电流表G的内阻为RG(Rs≪RG)。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:(1)短接①②,将开关S与m接通,电流表G示数为Im;保持电阻R0滑片位置不变,将开关S与n接通,电流表G示数变为In,则ImIn。

(2)将关S与n接通,此时欧姆表的挡位为_______。

(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流表G满偏刻度处)时,调零电阻R0的滑片应该_______调节。(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为100Ω的定值电阻R1,稳定后电流表G的指针偏转到满偏刻度的23;取走R1,在①②间接入待测电阻Rx,稳定后电流表G的指针偏转到满偏刻度的13,则Rx欧姆表使用“六点注意”(1)电流的流向:。(2)区分“机械调零”和“欧姆调零”:。(3)倍率选择:。(4)换挡需重新进行调零。(5)读数之后要乘以得到阻值。(6)电池用久了,电动势变小,内阻变大,使测量结果。变式训练1、图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250μA，内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡．(1)图(a)中的A端与______色表笔相连接．(2)关于R6的使用，下列说法正确的是______．A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1＋R2＝_____Ω，R4＝_____Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为______；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_____；若此时B端是与“5”相连的，则读数为______．2.如图所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题.(1)多用电表的红表笔应是图甲中的(选填“A”或“B”).

(2)当开关S旋到位置5、6时,电表用来测量；当S旋到位置时,电表可测量直流电流,且量程较大.

(3)某同学用此多用电表测量某电阻,选用“×10”倍率的欧姆挡测量,发现多用电表指针偏转很小,因此需选择倍率的欧姆挡.若该多用电表使用一段时间后,但此表仍能欧姆调零,用正确使用方法再测量同一个电阻,则测得的电阻值将.

(4)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下:A.干电池(电动势E为3.0V,内阻r不计);B.电流计G(量程0~300μA,内阻99Ω);C.滑动变阻器R;D.定值电阻R0=1Ω;E.导线若干,红、黑表笔各一支.①表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是Ω.

②如果将R0与电流计并联,如图丙所示,这相当于欧姆表换挡,则滑动变阻器R阻值应调为Ω,换挡前、后倍率之比为.

参考答案例65.006.67【详解】（1）把量程为3V的电压表改装成量程是5V的电玉表需要串联分压电阻，串联电阻分压是2V，电压表两端电压是分压电阻电压的1.5倍，由串联电路特点可知，串联电阻阻值为电压表内阻的，串联电阻阻值（2）由题意可知，电流表内阻大于电源内阻，为减小实验误差，相对于电源，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示（3）改装后电压表量程是原电压表量程的倍，电压表示数为时，路端电压为，由图示电路图，根据闭合电路欧姆定律可知：路端电压整理得由图乙所示图像可知，图像的纵轴截距图像斜率的绝对值解得1．0.75R11.50.80偏小偏小【详解】（1