高考物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案電學(xué)實驗2

電學(xué)實驗2一、以測電源的電動勢和內(nèi)阻為核心的實驗考向1.伏安法測電動勢和內(nèi)阻（一）實驗原理：（二）方法1.把測量的幾組數(shù)據(jù)分別代入中，求出幾組E、r的值，對E、r分別求作為測量結(jié)果。2．圖像法(1)以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)幾組I、U的測量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點。(2)用直尺畫一條直線，使的點落在這條直線上，不在直線上的點，能大致均衡地分布在直線。①圖線與縱軸交點為E②圖線與橫軸交點為I短＝eq\f(E,r)③圖線的斜率大小表示3、誤差分析1．偶然誤差：讀數(shù)及作U-I圖像時描點不準(zhǔn)確。2．系統(tǒng)誤差：甲圖乙圖甲圖誤差來源：；乙圖誤差來源：圖像分析：甲圖E測<E真，r測<r真乙圖E測=E真，r測>r真。測量情況真實情況測量情況真實情況UI考向2.安阻法測電動勢和內(nèi)阻（1）電路圖（2）根據(jù)作1IR圖像,利用線性圖線的截距和斜率求E和r考向3.伏阻法測電動勢和內(nèi)阻（1）電路圖（2）根據(jù)作1U-1R圖像,利用線性圖線的截距和斜率求例1．某實同學(xué)欲測量一組廢舊電池組的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供的器材如下：A．廢舊電池組：電動勢約為，內(nèi)阻約為B．電壓表：量程為，內(nèi)阻為C．電流表：量程為，內(nèi)阻約為D．滑動變阻器：最大阻值E．電阻箱：阻值F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）由于電壓表量程太小，該同學(xué)利用電壓表和電阻箱改裝了一個的電壓表（表盤刻度未改），則電阻箱接入電路的阻值應(yīng)為______；（2）為了比較精確地測量電池組的電動勢與內(nèi)阻，畫出實驗電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號；（_____）（3）該同學(xué)利用設(shè)計的合理電路測出的數(shù)據(jù)繪出的圖線（為電壓表的示數(shù)，為電流表的示數(shù)），則電源的電動勢______，內(nèi)阻_____例2.某小組想測兩節(jié)干電池組成的電源的電動勢和內(nèi)阻,同學(xué)們用電壓表、電阻箱、開關(guān)、若干導(dǎo)線和待測電池組連成電路,電路中用到的器材均完好無損。（1）如圖所示為該小組同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線)時的實驗電路,下列關(guān)于實驗操作的論述正確的是_____;

A.將電壓表直接接在電源兩端,實驗時讀數(shù)正常,所以實驗中這樣接是可以的B.開關(guān)處于閉合狀態(tài)時,接入虛線導(dǎo)線,此操作違反實驗操作規(guī)則C.電阻箱接入電路中時不允許阻值為零,所以應(yīng)該調(diào)到任意一個不為零的阻值D.只要小心操作,接入虛線導(dǎo)線后,電路是安全的（2）改正錯誤后,按照標(biāo)準(zhǔn)實驗操作流程操作,該小組同學(xué)順利完成實驗,并根據(jù)測得的數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示的1U-1R圖線,其中U為電壓表示數(shù),R為電阻箱連入電路的阻值。由圖可知,電池組的電動E=____,內(nèi)阻r=_____。(用a1、a方法點撥1.任何方法都要緊扣E=U+Ir,最關(guān)鍵的是如何測量出路端電壓U和電路中的總電流I,這是命題時的入手點。2.利用圖像得出電動勢和內(nèi)阻是常見的方法——“化曲為直”。變式訓(xùn)練1．某同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，他根據(jù)下面的器材，設(shè)計了如圖所示的原理圖。①電壓表V（量程3V，內(nèi)阻Rv約為10k）②電流表G（量程3mA，內(nèi)阻Rg=100）③電流表A（量程3A，內(nèi)阻約為0.5）④滑動變阻器R1（0~20，額定電流2A）⑤滑動變阻器R2（0~500，額定電流1A）⑥定值電阻R3=0.4⑦開關(guān)S和導(dǎo)線若干（1）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表A的量程太大，于是他將電流表G與定值電阻R3并聯(lián)，實際上是進(jìn)行了電表的改裝，則他改裝后的電流表對應(yīng)的量程是_______A。（2）為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，同時為了操作方便，實驗中應(yīng)選用的滑動變阻器是______。（填“R1”或“R2”）（3）該同學(xué)利用上述實驗原理圖測得數(shù)據(jù)，以電流表G讀數(shù)為橫坐標(biāo)，以電壓表V讀數(shù)為縱坐標(biāo)繪出了如圖所示的圖線，根據(jù)圖線可求出電源的電動勢E=_____V，電源的內(nèi)阻r=_____Ω。（4）若實驗中電壓表內(nèi)阻的影響不能忽略，如由上述圖線求得的電動勢將比真實值_____，求得的內(nèi)阻將比真實值_______（填“偏大”、“不變”或“偏小”）2.某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻,器材有一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻(阻值為R0)、一個電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺,無法測量電阻絲長度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上,利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實驗步驟如下。(1)連接電路,如圖所示。(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的______端。

(3)改變金屬夾的位置,閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角θ和電流表示數(shù)I,得到多組數(shù)據(jù)。(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點繪圖,所得圖像如圖所示,圖線斜率為k,與縱軸截距為d,設(shè)單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為r0,該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為E=_______,r=______。(用R0、RA、k、d、r0表示)

二、多用電表的原理與使用1.外部構(gòu)造(1)表的上部為刻度盤，表盤中刻度線有三部分:上面為專用,中間為直流、及交流、共用,下面為交流電壓2.5V量程專用.(2)表的下半部分為選擇開關(guān)，可以選擇電流、電壓、范圍進(jìn)行測量。2.內(nèi)部構(gòu)造多用電表內(nèi)部由電壓表、電流表、共同構(gòu)成.3.歐姆表原理①內(nèi)部構(gòu)造：電流表、電池、調(diào)零電阻．②測電阻的原理調(diào)零時:；測量時:。只要將對應(yīng)Rx值的電流刻度改為阻值Rx即成為歐姆表。③中值電阻：當(dāng)Rx=時,指針半偏4.使用步驟（1）機械調(diào)零；（2）電阻測量：①選擇擋位；②歐姆調(diào)零；=3\*GB3③測電阻，指針后讀數(shù)；=4\*GB3④讀數(shù)乘以，得到結(jié)果；=5\*GB3⑤將選擇開關(guān)置于最高擋或“OFF”擋。5.系統(tǒng)誤差(1)電池多次使用后，電動勢會減小，內(nèi)阻會變大，致使電阻測量值偏。(2)測電流、電壓時，由于電表內(nèi)阻的影響，測得的電流、電壓值真實值。例3.某同學(xué)自制了一個兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,R0為調(diào)零電阻(最大阻值為R0m),Rs、Rm、Rn為定值電阻(Rs+R0m<Rm<Rn),電流表G的內(nèi)阻為RG(Rs?RG)。用此歐姆表測量一待測電阻的阻值,回答下列問題:(1)短接①②,將開關(guān)S與m接通,電流表G示數(shù)為Im;保持電阻R0滑片位置不變,將開關(guān)S與n接通,電流表G示數(shù)變?yōu)镮n,則ImIn。

(2)將關(guān)S與n接通,此時歐姆表的擋位為_______。

(3)若從“×1”擋位換成“×10”擋位,調(diào)整歐姆零點(歐姆零點在電流表G滿偏刻度處)時,調(diào)零電阻R0的滑片應(yīng)該_______調(diào)節(jié)。(4)在“×10”擋位調(diào)整歐姆零點后,在①②間接入阻值為100Ω的定值電阻R1,穩(wěn)定后電流表G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的23;取走R1,在①②間接入待測電阻Rx,穩(wěn)定后電流表G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的13,則Rx歐姆表使用“六點注意”(1)電流的流向:。(2)區(qū)分“機械調(diào)零”和“歐姆調(diào)零”:。(3)倍率選擇:。(4)換擋需重新進(jìn)行調(diào)零。(5)讀數(shù)之后要乘以得到阻值。(6)電池用久了,電動勢變小,內(nèi)阻變大,使測量結(jié)果。變式訓(xùn)練1、圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋．(1)圖(a)中的A端與______色表筆相連接．(2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是______．A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C．使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝_____Ω，R4＝_____Ω.(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為______；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為_____；若此時B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為______．2.如圖所示是一個多量程多用電表的簡化電路圖,請完成下列問題.(1)多用電表的紅表筆應(yīng)是圖甲中的(選填“A”或“B”).

(2)當(dāng)開關(guān)S旋到位置5、6時,電表用來測量；當(dāng)S旋到位置時,電表可測量直流電流,且量程較大.

(3)某同學(xué)用此多用電表測量某電阻,選用“×10”倍率的歐姆擋測量,發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)很小,因此需選擇倍率的歐姆擋.若該多用電表使用一段時間后,但此表仍能歐姆調(diào)零,用正確使用方法再測量同一個電阻,則測得的電阻值將.

(4)某實驗小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理,組裝如圖乙所示的簡易歐姆表。實驗器材如下:A.干電池(電動勢E為3.0V,內(nèi)阻r不計);B.電流計G(量程0~300μA,內(nèi)阻99Ω);C.滑動變阻器R;D.定值電阻R0=1Ω;E.導(dǎo)線若干,紅、黑表筆各一支.①表盤上100μA刻度線對應(yīng)的電阻刻度值是Ω.

②如果將R0與電流計并聯(lián),如圖丙所示,這相當(dāng)于歐姆表換擋,則滑動變阻器R阻值應(yīng)調(diào)為Ω,換擋前、后倍率之比為.

參考答案例65.006.67【詳解】（1）把量程為3V的電壓表改裝成量程是5V的電玉表需要串聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)電阻分壓是2V，電壓表兩端電壓是分壓電阻電壓的1.5倍，由串聯(lián)電路特點可知，串聯(lián)電阻阻值為電壓表內(nèi)阻的，串聯(lián)電阻阻值（2）由題意可知，電流表內(nèi)阻大于電源內(nèi)阻，為減小實驗誤差，相對于電源，電流表應(yīng)采用外接法，實驗電路圖如圖所示（3）改裝后電壓表量程是原電壓表量程的倍，電壓表示數(shù)為時，路端電壓為，由圖示電路圖，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：路端電壓整理得由圖乙所示圖像可知，圖像的縱軸截距圖像斜率的絕對值解得1．0.75R11.50.80偏小偏小【詳解】（1