2015高考物理系列座－－电学实验专题（143张PPT）.ppt

1、孙恒芳 Sunhengfang126.con,高考物理系列讲座,-电学实验专题,1、高中物理实验复习值得思考的环节,一、物理实验复习与备考策略,考试说明中精选实验，突出了复习的重点。实验条目后冠以“（实验、探究）”，说明实验具备更多的能力要求或可以考查的途径。 所列实验与传统的实验器材不一定一一对应。 对实验技能和方法的考查更加突出，要求对实验原理有更高层次的领悟才能正确迁移和运用。,2、高中物理实验所涉及基本方法,3、北京“11考试说明”对实验器材与实验 误差提出的要求, 设计实验原理：控制变量法、替代法、模拟法、 微小量放大法、留迹法 控制实验误差：多次测量法、积累法 处理实验数据：列表法

2、、作图法、平均值法、逐差法,实验器材 实验误差与有效数字 实验考试形式与比例,2011考试说明有关实验部分的要求,实验能力是指针对具体问题，根据已有条件，运用已学过的知识和方法制定方案，通过实验解决问题的能力。能独立完成“物理知识内容表”中所列的实验。具体要求如下： 了解基本仪器的主要性能和使用方法，根据需要能合理选择和正确使用基本仪器。 理解实验原理和方法。能够控制实验条件，排除实验故障，正确进行观察、测量、记录实验现象和实验数据。 分析和处理实验数据，对实验结果进行描述和解释，对误差进行初步分析和讨论，评价实验结论。 依据已有资源，设计简单实验，组合实验器材，拟定实验步骤，探究所要解决的问

3、题。,第一部分,2011考试说明有关实验部分的要求,2011考试说明有关实验部分的要求,2011考试说明有关实验部分的要求说明,1要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱等 2要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。 3要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果间接测量的有效数字运算不作要求,近几年北京高考实验题目类型,一、电学测量仪表及读

4、数法则,0-3v-15v,0-0.6A-3A,电压表,电流表,例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值,接03A量程 (0.18+0.19/10)A =0.89A,误差值,1.最小分度是1（包括0.1、0.01等）的仪器，测量误差出现在下一位（即估读到最小分度下一位），下一位按1/10估读。若无估读，则在最小分度的下一位补“0”。 安培表03A档、电压表03V档等。,读数规则：,读数：2、40V,2020/9/7,10,例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值,接015V量程时 读数为_V.,精度(即最小分度值）为0.5V，在十分位上。 2.最小分度是5（包括0.5、0.05等），测量误差出现

5、在同一位上，同一位按1/5估读，即按五分之几格估读。,(10+0.51+0.53/5)V,最小分度值,误差值,10.8,2020/9/7,11,例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值,接00.6A量程时 读数为_A.,0.18,精度(即最小分度值）为0.02A，在百分位上。 3.最小分度是2（包括0.2、0.02等），测量误差出现在同一位上，同一位按1/2估读，即不足半小格舍去，超过半小格按半格估读，接近满格按满格估读。,(0.028+0.021)V,最小分度值,误差值,2020/9/7,12,凡最小分度值是一个单位的，有效数字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补

6、“0”。凡最小分度值是2或5个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数），若无估读不需补“0”。若用00.6安量程，其精度为0.02安，说明测量时只能准确到0.02安，不可能准确到0.01安，因此误差出现在安培的百分位（0.01安），读数只能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，当指针指在小于半小格位置则舍去，指针正对半小格则取为0.01安，指针超过半小格时则算一小格即0.02安。,小结：,读数：10.5V,读数：9.5V,练一练,读数：0.37A,电阻箱：是一种可以调节电阻的并且能够显示出电阻阻值大小的变阻器。 读数方法是：各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它们之和

7、就是电阻箱接入电路的阻值。 使用电阻箱时要注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。,6、电阻箱,2020/9/7,15,电阻箱读数: 810000+41000+5100+810+01+20.1 =84580.2 ,练一练,2020/9/7,16,（二）常见实验数据的收集方法,1利用测量工具直接测量基本物理量,2. 间接测量的物理学量,试验流程：实验目的 实验原理 实验器材 电路选择 实验方法 实验数据实验结果 实验装置 控制条件 实验步骤 实验现象,专题二 电学实验,一、电学实验的基本知识,专题二 电学实验,1电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一

8、些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。 正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。 精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。,2电学实验仪器的选择： 根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使

9、用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。 根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流

10、、电压值，以提高测试的准确度。,仪器选择顺序：先电源-电压表电流表-变阻器,3、测量电路的选择内外接选择,伏特表的分流作用,安培表的分压作用,测小电阻 RxRv,测大电阻 RxRA,已知Rx、RA、Rv范围,外,内,Rx/RARv/Rx： 接法 Rx/RARv/Rx： 接法,未知RA、Rv、:试触法,A变化明显: 接法 V变化明显: 接法,内,外,测大用内 测小用外,4、供电电路选择-分压、限流接法 为了改变测量电路（待测电阻）两端的电压（或通过测量电路的电流），常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路，滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式：如图（甲）为滑动变阻器的限流式接法，RX为待测电阻。它的

11、接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是： RX是待测电阻，R是滑动变阻器的总电阻，不计电源内阻)。如图（乙）是滑动变阻器的分压式接法。接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联，该接法对待测电阻供电电压的调节范围是：0E（不计电源内阻时）。,选取接法的原则： 要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法。 负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R时，须用分压式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。 采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）

12、时，应采用变阻器的分压式接法。 负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。 两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。,滑动变阻器的粗调和微调作用： 在限流电路中，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调作用。 在分压电路中，全电阻较小的变阻器起粗调作用，全电阻较大的变阻器起微调作用。,零起必分压 滑小必分压 滑大可限流 烧表必分压,Rx的电压范围,电压调节范围大,供电电路滑动变阻器(分压,限流),5实物图的连接：实物图连线应掌握基本方法和注意事项。 注意事项： 连接电表应注意

13、量程选用正确，正、负接线柱不要接错。 各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。 对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。 基本方法： 画出实验电路图。 分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程。 画线连接各元件。(用铅笔画线，以便改错)连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路。 一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等。按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来；然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。连接完毕，应进行检查，检查电路也应按照连线的方法和顺序。,连线口诀： 有图到物、接线到

14、柱、 先串后并、量程清楚 线不交叉就近接入,二、关于电阻的测量方法,1.欧姆表测量,2.替代法,3.伏安法,4.比较法,替代法测量电阻,1、在右图中，S接1，记下电流值 I ; S接2，调节R，使电流值仍为 I ，,则 Rx =R,2、在下图中，调节P，甲图中的电压表的电压为U;,保持P不动，换接电阻箱R, 调节R使乙图中的电压表的电压仍为U，,则 Rx =R,比较法测量电阻,1、比较电流,在右图中，S接1，记下电流值I1， S接2，记下电流值为I2，,（不计电源内阻和电流表内阻 ）,2、比较电压,调节P，甲图中的电压表的电压为U1、,保持P不动，乙图中的电压表的电压为U2，,则,伏安法测电压

15、表电阻,电压表是一个能够显示自身电压的特殊电阻，因此，可以用一个安培表测量其电阻。,读出电压表和电流表的示数U和I，则,比较法测电压表电阻,甲图中的电压表的电压U1;,乙图中的电压表的电压U2 , R为大电阻 (不计电源内阻),例1. (2)用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900 1000) . 电源 E （有一定内阻，电动势约为 9.0V ) 电压表 Vl （量程为 1.5V ，内阻 rl =750 ) 电压表 V2 （量程为 5V ，内阻 r2 =2500 ) 滑线变阻器 R （最大阻值约为 100 ） 单刀单掷开关S ，导线若干 测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，请在答题卡

16、的虚线方框中画出 测量电阻Rx的一种实验电路 原理图（原理图中的元件 要用题目中相应的字母标注）, 若电压表V1的示数用 U1表示，电压表 V2的示数用U2表示，则由已知量和测得量表示 Rx的公式为 Rx= .,解：,电压表V1和Rx中的电流相等，即,例2. 测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下： A待测电压表（量程3V，内阻未知）一块 B电流表（量程3A，内阻0.01 ）一块 C定值电阻（阻值5k ，额定电流0.5A）一个 D电池组（电动势小于3V，内阻不计）一个 E多用电表一块 F开关两只 G导线若干 有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作： (1) 用多用电表进行粗测：多用电表电

17、阻档有3种倍率，分别是100、10和1。该同学选择10倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太小。为了较准确地进行测量， 应重新选择 倍率。 重新选择倍率后，刻度盘上的 指针位置如图所示，那么测量 结果大约是 。,100,3.0 103,（2）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。你认为其中较合理的是 （填“甲”或“乙”）电路。其理由是： 。 （3）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量 ； 用上述所测各量表示电压表内阻，其表达式应为Rv 。,乙,因为甲图中流过电流表的电流太小,读数误差比较大,K2闭合前后电压表的读数U1、U2,电压表内阻的表

18、达式为,解见下页,解：,当S向电压表一侧闭合时，,当S向R一侧闭合时，,连线如图,例5（6分）为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I11.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I20.80mA，记录电 流强度值。由此可得被测电 阻的阻值为_。,解：,解得 Rx =375 ,375,3.伏安法测电阻,1、测金属丝的电阻率（或是测膜厚等） 2、测电源的电动势和内阻； 3、描绘小灯泡的伏安特性曲线。,涉及的问题主要有：电路的连接（滑动变阻器的限流或分压、外接或内接）、电表量程的选择,十、测定金属的电阻率,外接、限流,十一、描绘小灯泡的伏安特性曲线,外接分压,起始位置在C,十三、测电源的电动势E和内电阻r,伏安法测电阻电路,测电阻基本变式：,（1）无电流表,已知电阻与理想电