高三物理二輪復習 專題十一 電學實驗課件.ppt

1、專題十一電學實驗,展示考綱明晰考向,方法歸納重點點撥,鎖定考點高效突破,閱卷評析劍指滿分,展示考綱明晰考向,方法歸納重點點撥,一、基本儀器及其使用 1.基本儀器,2.使用 (1)電學測量儀器的使用和讀數(shù),(2)多用電表的使用 注意電流的流向:由于使用多用電表時不管測量項目是什么,電流都要從電表的“+”插孔(紅表筆)流入,從“-”插孔(黑表筆)流出,所以使用歐姆擋時,多用電表內部電池的正極接的是黑表筆,負極接的是紅表筆. 要區(qū)分開“機械零點”與“歐姆零點”:“機械零點”在表盤刻度左側“0”位置.調整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲;“歐姆零點”在表盤刻度的右側電阻刻度“0”位置,調整的是歐姆擋的調

2、零旋鈕. 利用歐姆擋時正確選擇倍率:測量前應根據(jù)估計阻值選用適當?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線性,使用歐姆擋測電阻時,表頭指針偏轉過大過小都有較大誤差,通常只使用表盤中間一段刻度范圍,指針偏轉角度在1/3滿偏到2/3滿偏之間為測量的有效范圍.例如,J0411型多用電表歐姆擋的R中=15 ,當待測電阻約為2 k時,則應采用R100擋.,二、實驗數(shù)據(jù)的分析和處理方法,鎖定考點高效突破,考點一,電表的工作原理及改裝、多用電表的使用,典例 (2015合肥市二模)圖1為正在測量中的多用電表表盤,請完成下列 問題:,(1)如果用直流“50 V”擋測量電壓,指針位置如圖1所示,讀數(shù)為 V; (2)用圖1多用電

3、表測量電阻時,多用電表內部的電路可以等效為一電池、 一個可變電阻和一表頭相串聯(lián),如圖2所示,電源電動勢E=1.5 V,選擇開關在“1”擋,把它的兩表筆短接,旋轉可變電阻R1的旋鈕,當指針指向“0 ”時,流過多用電表的電流為 mA;,解析:(1)如果是用直流“50 V”擋測量電壓,由題圖1所示表盤可知,其分度值為1 V,則讀數(shù)為23.0 V.,答案:(1)23.0(2)100,(3)圖2是測量Rx阻值時的電路,歐姆表使用一段時間后,電池電動勢變小,內阻變大,但此表仍能進行歐姆調零,按正確使用方法再測Rx的值,其測量結果與原結果相比較將(選填“變大”“變小”或“不變”). (4)圖3是將表頭G改裝

4、成兩個倍率擋(如“1”“10”)的歐姆表電路原理圖,則當開關S合向端(選填“a”或“b”)時,歐姆表是較大倍率擋.,答案:(3)變大(4)b,(4)圖3是將表頭G改裝成兩個倍率擋的歐姆表電路原理圖,由圖知,當開關S合向b端時,通過歐姆表的電流較小,根據(jù)閉合電路歐姆定律知,歐姆表的倍率較大.,以例說法 多用電表中歐姆擋的使用總結 (1)歐姆表測量電阻,換擋時一定要使紅、黑表筆短接,重新調零,歐姆表紅、黑表筆短接調零是使指針指歐姆表刻度的“0”; (2)歐姆表測量電阻讀數(shù)時一定要將讀數(shù)乘以所選的倍率; (3)歐姆表內阻阻值是指表內電池內阻、電流表內阻、調零電阻等的阻值之和,大小等于測量電阻時歐姆表

5、指針指在刻度盤正中央時被測電阻的阻值; (4)歐姆表測量電阻時,若指針偏角過小(過大),就換用大(小)倍率; (5)歐姆表測量電阻問題的分析、處理,會用到閉合電路的歐姆定律等規(guī)律,因為這時被測電阻已經和表內的電池、電流表以及調零電阻構成了閉合電路.,針對訓練,C,2.為確定某電子元件的電氣特性,做如下測量. (1)用多用表測量該元件的電阻,選用“100”倍率的電阻擋測量,發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉過大,因此需選擇(填“10”或“1 k”)倍率的電阻擋,并再進行測量,多用表的示數(shù)如圖(a)所示,測量結果為.,解析:(1)多用電表“100”倍率測電阻時,指針偏轉角度過大,示數(shù)太小,應換小倍率,即選擇“10

6、”倍率,歐姆擋調零后重新測量,測量結果為710 =70 .,答案: (1)10歐姆調零70,(2)將待測元件(額定電壓9 V)、蓄電池、滑動變阻器、電流表、多用表、開關及若干導線連接成電路如圖(b)所示.添加連線,使電路能測量該元件完整的伏安特性. 本實驗中使用多用表測電壓,多用表的選擇開關應調到(填“直流電壓10 V”或“直流電壓50 V”)擋.,解析:(2)實物連接如圖所示.由于待測元件額定電壓為9 V,因此多用表的選擇開關應調到直流電壓10 V擋.,答案:(2)電路圖見解析直流電壓10 V,考點二,以測電阻為核心的電學實驗,典例 (2015杭州模擬)某科技創(chuàng)新小組在小制作中需要1.00

7、的定值電阻.由于實驗室沒有合適的電阻,他們打算用一段導線代替.他們在實驗室找到了兩圈長度均為100 m的粗細均勻的導線圈a,b,他們用螺旋測微器測出b線圈導線的直徑和用多用電表“R100”擋粗測b線圈的總電阻示數(shù)如圖(甲)、(乙)所示.,(1)線圈b的直徑d= mm,由多用電表得線圈b的總電阻約為Rb= .,解析:(1)螺旋測微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)=0+0.01 mm 23.9=0.239 mm;歐姆表讀數(shù)=表盤讀數(shù)倍率=24100 =2.4103 .,答案:(1)0.2392.4103,(2)接著測出線圈a,b的I-U圖象如圖(丙)所示,實驗室提供如下器材可選: A.電流表A1

8、(600 mA,1.0 ) B.電流表A2(40 mA,10.0 ) C.電壓表V1(3 V,6 k) D.電壓表V2(50 V,20 k) E.滑動變阻器R1(100 ,1.0 A) F.滑動變阻器R2(10 ,2 A) G.直流電源E(50 V,0.05 ) H.開關一個,帶夾子的導線若干 要求測b線圈的伏安特性曲線,且在實驗時需測出多組有關數(shù)據(jù)和盡可能高的測量精度,則電流表選用,電壓表選用,滑動變阻器選用(只填儀器前的字母代號).請在圖(丁)的方框中畫出實驗的電路圖.,答案: (2)BDE見解析,(3)最后,他們決定用線圈a的一段導線來替代1.00 的電阻,他們應將長度L= m的導線接入

9、電路.,答案: (3)0.2,以例說法 器材選取三原則 (1)安全性原則:要能夠根據(jù)實驗要求和客觀條件選用合適的儀器,使實驗切實可行,能達到預期目標.另外還要注意測量儀器的量程,各類用電器實際通過的電流不能超過其允許通過的最大電流等. (2)精確性原則:根據(jù)實驗的需要,選用精度合適的測量工具,但對某個實驗來講,精確程度夠用即可,并不是精度越高越好. (3)方便性原則:實驗時需考慮調節(jié)方便,便于操作,如滑動變阻器的選擇,既要考慮它的額定電流,又要考慮它的阻值范圍,在二者都能滿足實驗要求的情況下,還要考慮阻值大小對實驗操作是否調節(jié)方便的問題.,針對訓練,1.(2015福建理綜)某學習小組探究一小電

10、珠在不同電壓下的電功率大小,實驗器材如圖(甲)所示,現(xiàn)已完成部分導線的連接. (1)實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中,電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大,請按此要求用筆畫線代替導線在圖(甲)實物接線圖中完成余下導線的連接;,解析: (1)根據(jù)題意,實驗電路為分壓電路,電流表外接,按照電流流向即可完成連線,在連線時要注意電表的極性,并注意接線要連到接線柱上.,答案: (1)見解析,(2)某次測量,電流表指針偏轉如圖(乙)所示,則電流表的示數(shù)為A; (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖(丙)所示,根據(jù)圖線判斷,將 .只相同的小電珠并聯(lián)后,直接與電動勢為3 V、內阻為1 的電源組成閉合回路,可使

11、小電珠的總功率最大,其總功率的值約為 W(保留兩位小數(shù)).,答案: (2)0.44(3)42.222.28,解析: (2)電流表示數(shù)為0.44 A.,2.(2015舟山5月仿真),解析: (1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5 mm,可動刻度讀數(shù)為11.50.01=0.115 mm,所以最終讀數(shù)為0.615 mm. 游標卡尺的主尺讀數(shù)為106 mm,游標尺讀數(shù)為0.0514 mm=0.70 mm,所以最終讀數(shù)為106.70 mm=10.670 cm.,答案: (1)0.61510.670,某同學為測定某柱形電子元件的電阻率,先做如下測量: (1)用螺旋測微器測量它的直徑,示數(shù)如圖(甲)所示,讀

12、數(shù)為d= mm;用游標為20分度的游標卡尺測量它的長度,示數(shù) 如圖(乙)所示,讀數(shù)為L= cm.,(2)用多用電表粗測該元件的電阻,選用“10”倍率的電阻擋后,應先 ,再進行測量,之后多用電表的示數(shù)如圖(丙)所示,測 得該元件電阻為 .,解析: (2)用多用電表測量該元件的電阻,選用“10”倍率的電阻擋后,應先進行歐姆調零,再進行測量,由題圖(丙)可知,測量結果為710 =70 .,答案: (2)進行歐姆調零70,(3)為了精確測得上述待測元件的電阻Rx的阻值,實驗室提供了如下器材: A.電流表A1(量程50 mA,內阻r1=10 ) B.電流表A2(量程200 mA,內阻r2約為2 ) C.

13、定值電阻R0=30 D.滑動變阻器R(最大阻值約為10 ) E.電源E(電動勢約為4 V) F.開關S、導線若干 該同學設計了測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖如圖(丁)所示,N處的電流表應選用(填器材選項前相應的字母).開關S閉合前應將滑動變阻器的滑片置于(選填“a”或者“b”)端.若M,N電表的讀數(shù)分別為IM,IN,則Rx的計算式為Rx=.(用題中字母表示),考點三,以測電源電動勢為核心的電學實驗,典例 (2015臺州高三調研)為了測量一節(jié)新干電池的內阻: (1)A同學準備采用圖(甲)的實驗器材,用歐姆表直接粗測電池的內阻,你覺得是否可行?(填“行”或“不行”).,解析: (1)因電池的電動

14、勢會對歐姆表內電動勢的效果產生嚴重的影響,無法正確測出電池的內阻.,答案:(1)不行,(2)B同學采用圖(乙)的實驗電路圖,實驗時會發(fā)現(xiàn),當滑動變阻器在阻值較大的范圍內調節(jié)時,電壓表示數(shù)變化(填“明顯”或“不明顯”).,解析: (2)由于內電阻r很小,即使電流變化較大內電壓變化也很小,由閉合電路歐姆定律可知,路端電壓的變化范圍不明顯.,答案:(2)不明顯,(3)C同學改進了B同學的電路圖,準備用以下給定的器材和一些導線來完成實驗,器材如下: a.量程3 V的電壓表V b.量程0.6 A的電流表A c.定值電阻R0=1.5 d.滑動變阻器(0100 ) e.開關 請用筆畫線代替導線在圖(丙)中完

15、成實物連接圖. 實驗中,改變滑動變阻器的阻值,得到了如下的六組實驗數(shù)據(jù):,表中數(shù)據(jù)已在坐標圖中描點,請作出U-I圖象,并根據(jù)圖象得出該節(jié)電池的內阻為 (結果保留兩位有效數(shù)字).,答案:(3)見解析見解析0.25,以例說法 實物圖的連接方法及注意的問題 (1)連接方法 看圖連接,即根據(jù)題給電路中用電器的連接方式(串、并聯(lián)),用筆畫線代替導線將實物圖中的電源與用電器、開關等連成正確的閉合電路.若題目沒有給定電路,可依據(jù)題意在草紙上畫出實驗所需要的電路圖,然后再看圖連接. (2)注意問題 注意直流電流表和電壓表的“+”“-”接線柱,保證電流從“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出; 根據(jù)題給數(shù)據(jù)或計算

16、得到的數(shù)據(jù),對于多量程電表,一定要將相應量程的接線柱接入電路; 接線不能交叉; 實驗連線時,開關一定處于斷開狀態(tài);,實物圖的連接應以實驗電路圖為依據(jù),必要時先畫出電路圖; 用“線”連圖時,應將“線”連在正確的位置,即連接在各儀器的接線柱上,不能錯連; 記住一些常規(guī)性的結論,如在描繪電學元件的伏安特性曲線的實驗中,若電學元件兩端的電壓要從零開始逐漸增大,則滑動變阻器采用分壓式接法,若被測電學元件的電阻阻值和電流表內阻阻值相差不大時,電流表采用外接法.再如,在測定金屬電阻率的實驗中,電流表采用的也是外接法.,針對訓練,1.(2015四川理綜)用實驗測一電池的內阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的

17、電動勢約6 V,電池內阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐.可選用的實驗器材有: 電流表A1(量程030 mA); 電流表A2(量程0100 mA); 電壓表V(量程06 V); 滑動變阻器R1(阻值05 ); 滑動變阻器R2(阻值0300 ); 開關S一個,導線若干條. 某同學的實驗過程如下: .設計如圖(甲)所示的電路圖,正確連接電路. .將R的阻值調到最大,閉合開關,逐次調小R的阻值,測出多組U和I的值,并記錄.以U為縱軸,I為橫軸,得到如圖(乙)所示的圖線.,.斷開開關,將Rx改接在B,C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變.重復的步驟,得到另一條U-I圖線,圖線與橫軸I的交點坐標為(I0,0

18、),與縱軸U的交點坐標為(0,U0). 回答下列問題: (1)電流表應選用,滑動變阻器應選用; (2)由圖(乙)的圖線,得電源內阻r=;,解析:(1)由閉合電路歐姆定律,要想調節(jié)時電流表和電壓表的讀數(shù)有明顯變化,起限流作用的滑動變阻器應選用R2;由題圖(乙)可知,電流表應 選A2. (2)根據(jù)U-I圖線的斜率求得電源內阻為25 .,答案:(1)A2R2(2)25,(3)用I0,U0和r表示待測電阻的關系式Rx=,代入數(shù)值可得Rx; (4)若電表為理想電表,Rx接在B,C之間與接在A,B之間,滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數(shù)變化范圍 ,電壓表示數(shù)變化范圍 .(選填“相同”或“不同”),(4)Rx所接位置的改變并不影響干路電流的測量,故電流表示數(shù)變化范圍相同;但是改接前后電壓表測量的分別是路端電壓與滑動變阻器兩端的電壓,故電壓表示數(shù)變化范圍不同.,2.(2015諸暨市質檢)小王同學用電壓表和電流表 測定某蓄電池的電動勢和內阻,實驗電路如圖(甲) 所示,電壓表和電流表均可視為理想電表. (1)圖(乙)是部分連接好的實物電路圖,請你完成 余下導線的連接(要求滑動觸片P從左向右移動時 滑動變阻器接入電路的阻值在不斷增大).,解析: (