课件人教新课标2006年绍兴高三集体备课高考实验复习电学实验

电 学 实 验 物理实验复习之 2006.3 考纲中电学实验考试内容 122.用描迹法画出电场中平面上的等势线 123.测定金属的电阻率(同时练习 使用螺旋测微器) 124.描绘小电珠的伏安特性曲线 125.把电流表改装为电压 表 126.测定电源的电动势 和内阻 127.用多用电表探索黑箱内的电学元件 128.练习使用示波器 129.传感器的简单应 用 考纲中对实验的要求 能独立完成“知识内容表”中所列的实验能力 ： （1）、明确实验目的； （2）、能理解实验原理和方法； （3）、能控制实验条件； （4）、会使用仪器，会观察、分析实验现象； （5）、会记录、处理实验数据，并得出结论； （6）、能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法 和实验仪器去处理问题。 专家对实验的研究 一、注意基本仪器的使用、方法原理的迁移，学会控制实验条件保证实 验顺利进行，减小实验中的误差。 解答实验习题是所有学生的弱项，也是老师三年教学容易忽视的 地方，即使搞题海战术，也不是做实验题。可以说实验教学也是老师 的弱项，两弱加在一起，得分必然不高，看着不难，做完后得不了多 少分，甚至不得分。复习与应试策略，把所有实验都过一遍，不贪快 ，多花时间， “悟”其中的道理，将每个实验搓碎了再揉在一起， 可以编成许多实验习题，所以说有时试卷中考查的不一定是哪一个实 验了。另外还要拓展，参考近几年的高考实验题，反复训练，直到能 像做其他题目一样，自己能悟出了，处理这类问题的能力也就有了。 读数的题目，志在必得，*的是平时要练熟，考前要再现。还要注意 新增实验，认为新增的实验不一定考，这种侥幸心理要不得。 专家对实验的研究 二、实验试题常考常新 从 2005 年试卷来看，实验试题既体现了学生的实践能力和创新精 神的考查，又不脱离当前中学物理实验教学的实际。实验题分值约占 物理总分的 15% 。它仅涉及课本中基本仪器的使用（千分尺读数） ，更重要的是高层次的设计性实验，真正体现了基本仪器反复考、电 路设计、电阻测量连年考（在 1994 年、 1996 年两次考查了伏安法 测电阻之后， 1997 年又考查了伏安法测电压表的内阻，接着 1998 年、 1999 年连续从不同角度考查电阻的测定，问题角度的变换，使 许多能力不强、理解不深的考生无从下手， 2000 年第 15 题又以两 电流表相并联来测电流表的内阻，接着一直围绕电阻、电路设计这一 问题，变换角度，直到去年测量电压表的内阻）。虽然试题面目年年 新，但都源于课本的加工和深化，这是一种能更好体现综合能力的高 层次考核。这些试题有利于指导中学物理实验教学，重视学生的基本 实验技能的培养，重视学生对于实验目的、原理和方法的理解，进而 达到能够灵活运用所学科学理论和实验方法解决问题、培养学生实践 能力和创新精神的目的。 第一部分 高考要求会正确使用的电学仪器有：电流表、电 压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑 动变阻器以外，其它仪器都要求会正确读出数据。 读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是10分度的 ，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位 是不可靠数字）；凡仪器最小刻度不是10分度的，只 要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。 电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数 的，指针必须指向某一个确定的数值，不能在两个数 值之间，因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻 箱上指针所指位置直接读出的，不再向下估读。 一、基本仪器的读数 例. 下图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程， 那么电压表读数为多少？若当时使用的是该表的0-15V量程，那 么电压表度数又为多少？ 解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向 下估读一位，读1.15V（由于最后一位是估读的，有偶然 误差，读成1.14V-1.17V之间都算正确）。0-15V量程最小 刻度为0.5V，不是10分度的，因此只要求读到0.1V这一位 ，所以读5.7V（5.6V-5.8V之间都算正确）。 0 1 2 3 V 0 510 15 1、刻度均匀的电表 0 0.20.4 0.6 A 0 1 2 3 V 练习： 0.15 0.73 2、变阻箱 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1000 10000100000 110 100 电阻箱面板上有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍 率。将每个旋钮的指针所指的数值（都为整数）乘以各 自的倍率，从最高位到低位依次读出来，就得到这时电 阻箱的实际阻值。（两个黑点为接线柱。） 练习： 84580.2 3、螺旋测微器 15 20 5 10 0 20 25 15 螺旋每旋转一周,前进或后退 0.5mm.将圆周50等分,作为可 动刻度,每一条刻度线表示 0.01mm. 动画演示 （2005年全国卷 第22（1） 用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数 如图所示，此示数为 mm。 （5分） 在8.1160.002范围内都给5分 二、基本电路的选择 比较项目电流表内接法电流表外接法 电路 测量结果R测 Rx R测 Rx 误差原因 适用条件 电流表的分压电压表的分流 RRA RVR = U/I U/I D. 不能确定和 的关系 B 巩固练习: 2、用遥控器调换电视机频道的过程，实际上 就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属 于这类传感器的是（ ） A红外报警装置 B走廊照明灯的声控开关 C自动洗衣机中的压力传感装置 D电饭煲中控制加热和保温的温控器 03年上海理综12 A 思考题: 将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩 形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下底板装有 压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以 a=2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上 顶板的传感器显示的压力为6.0N，下底板的传感器 显示的压力为10.0N。(取g=10 m/s2) (1)若上顶板传感器的示数是下底板 传感器的示数的一半， 试判断箱的运 动情况。 (2)要使上顶板传感器的示数为零,箱 沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？ m m 原来 （1）（2）解： 上顶板示数为零， 则弹簧变短， F10N F3=0 F mg a3 F mg = ma3 a3 10m/s2 向上加速或向 下减速，加速 度a 10m/s2。 向上做匀减速 运动a=2m/s2 F=10N mg F1 =6N a mg+F1-F=ma m=0.5kg 上顶板示数是下 底板示数的1/2 弹簧长度不变 F=10N F2=5N mg+F2-F=ma2 a2=0 静止或匀速运动 F mg F2 a2 设 计 型 实 验 第三部分 设计原则 （1）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。 （2）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。 （3）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。 （4）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行 数据处理。 题目要求 和给出的 条件 演示和分组 实验的实验 原理 物理规律 和 原理 基本仪器 的 使用知识 需测物理量和所需器材实验步骤数据处理 实验原理 解决设计型实验问题的关键是确定实验原理，它是进行实验设计的根本 依据和起点，它决定应当测量那些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数 据等。实验原理的确定，要根据问题的要求和给出的条件，回顾分组实验和 演示实验，寻找能够迁移应用的实验原理，或者回顾物理原理，寻找有关的 物理规律，设法创设相关的物理情景，并根据已掌握的基本仪器核对是否能 够测出必须测定的物理量。因此，掌握基本仪器的使用方法、基本的实验方 法和基本物理原理是解答设计型实验题的基础。 例题： 如图所示是测定电流表内阻的电路图。电流表的内阻约100左右， 满偏电流为500A，用电池做电源。 （1）现备有以下可变电阻： A电阻箱，阻值范围为0100 B电阻箱，阻值范围为0999.9 C滑动变阻器，阻值范围为0200 D滑动变阻器，阻值范围为020 K 在上述可变电阻中，电路图中的R应选用 ，R应选用 。 （2）某同学进行的实验步骤如下： 先将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表的指针转到满刻 度。 合上S2，调节R和R的阻值，使电流表的指针转到满刻度的一半。 记下R的阻值 指出上述实验步骤中有什么错误。 答： （1）滑动变阻器应选电阻大的D；电阻箱应选B， （2）第步中，合上S2后不应再调节R。 例题：（1999年高考上海卷）现有一阻值为10.0的定值电阻、一个开关、若 干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能 测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动 势，电源内阻约为几欧）要求： （1）在右边方框中画出实验电路图： （2）简要写出完成接线后的实验步骤； （3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式= 。 【点拨解疑】在分组实验中有测定电源的电动势和内电阻的实验，我们从该实 验知道测定电源的电动势和内电阻，至少应使电源连接不同负载两次，然后利 用全电路欧姆定律求解。但现在只有一个定值电阻可用作负载；另外，应由电 流表和电压表两个表，但现在只有一只电压表，而且是没有刻度值的；不过考 虑到电压表电阻很大，而且题目只要求测出电源的内阻，应该有变通的办法。 （1）我们可以把断路也作为一种负载状态，实验电路如图所示。S断开 时，因电压表内阻远大于电源内阻，可认为是断路状态，S闭合时，又是 一种负载状态。 （2）实验步骤如下： 按电路图连接好电路。 在开关S 断开状态下读出电压表指针所在处的分度格数n1. 闭合开关S，读出电压表指针所在处的分度格数n2. （3）设电压表每一小分度表示的电压为U0。 S断开时，有： E=n1U0 S闭合时，有： 解以上两式，得： 例题：（2001年高考理综卷）实验室中现有器材如实物图1所示，有：电池E， 电动势约10V，内阻约1；电流表A1，量程约10A，内阻1约为0.2；电流表A2 ，量程300mA，内阻2约5；电流表A3，量程250mA，内阻3约5；电阻箱R1，最 大阻值999.9，最小阻值改变量为0.1；滑线变阻器R2，最大值100；开关S ；导线若干。 要求用图2所示的电路测量图中电流表 A 的内阻。 （1）在所给的三个电流表中，哪几个可以用此电路精确测出其内阻？ 答： 。 （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。 （3）你要读出的物理量是 。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 。 【点拨解疑】该题要求根据电路图设想出实验原理。属于有一定提示的设计型 实验。与我们学过的伏安法测电阻相比较，这里被测电阻是电流表的内阻，它 能显示出通过自身的电流，因此只要知道其上的电压就行，但没有电压表，却 有另一只电流表。根据电路图可以看出，如果图中表A是被测表，则其上电压 就是电阻箱上电压，利用两只电流表的读数差和电阻箱上显示的阻值可以求出 该电压，这样就可以求出电流表的电阻。 （1）电流表A1不能精确测出其内阻，因这时图中的电流表A应为A2、A3中的 一只，这使得电流表A1中的电流不能超过300mA，其指针的偏转极其微小，误 差很大。而A2、A3可用此电路精确测出其内阻。 （2）若测A 3，实物连线如图所示。 （3）根据前面的分析，要读出的物 理量是A、A两电流表的示数I、 I和电阻箱的阻值R1，待测内阻的 计算公式是 例题：（2000年全国高考卷）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表 A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。 （1）画出电路图，标明所用器材的代号。 （2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为r1= ，式中各符号的 意义是： 。 器材（代号）规格 电流表（A1） 量程10mA、内阻r1待测（约 40） 电流表（A2）量程500A、内阻r2=750 电压表（V）量程10V、内阻r3=10k 电阻（R1） 阻值约为100、做保护电 阻用 滑动变阻器（R2）总阻值约为50 电源（E）电动势1.5V、内阻很小 开关（S2）、电线若干 剖析： 错误设计：将电压表与A1并联，由 测得A1的电阻。但此时电流表A1上的电 压最多为: 而电压表的量程是10V，这样测得的阻值 的误差太大，不符合题目的要求 ，因而 不能用电压表来测电压。 正确设计： 将A1和A2并联，则U2即A1两端的电压， 由此可以求出A1的内阻 . 原理图： A1 A2 R2 R1 E S （1）如下图所示的两个图中任一个均可 （2） ，I1、I2分别表示通过电流表A1和A2的电流， r1、 r2分别是它们的电阻。 例题：给出下列器材：待测电压表（3V、3k）、电阻箱（09999）、 滑动变阻器（020）、电池（6V内阻不计）开关、导线若干。要求用半偏 法测电压表的内电阻。 （1）试画出实验电路图 （2）写出实验步骤。 （2）主要步骤为： 按电路图连接电路 把变阻器R的滑动触头滑至最右端，将电阻箱电阻调到零，闭合电 键S，调节R，使电压表指针满偏； 调节R0，使电压表指针半偏，记下此时电阻箱的阻值R，则RV及 等于R （1）实验电路图如右 测定小灯泡电功率 在测定额定电压6V，电功率约为3W小灯泡的额定功率实验中，为 了使测定尽可能精确，且灯泡两端电压可从0V开始调节。除了给定电键 和导线若干外，在下列器材中，应正确选择的是： A. 电源：电动势6V，内阻不计； B. 安培表：量程 0 0.6 3A，内电阻 0.1和 0.02；C.伏特表：量程 0 3 15V ，内电阻 600和 3000 ； D. 变阻器：0 20；E. 定值电阻：R =10。 应选用的器材为 ； 在图1虚线框内画出实验电路图； 在图2实物上连接正确导线。 例.(12分)（04广西）图中R为已知电阻， Rx为待测电阻， K1为单刀单掷开关， K2为单刀双掷开关，V为电压表（内 阻极大），E为电源（内阻不可忽略）。现用图中电路测 量电源电动势E及电阻Rx 1、写出操作步骤： 2、由R及测得的量，可测得 E _, Rx =_. R Rx V K1 K2 a b E （2005年全国卷 第22（2） 测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5）。 器材：量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定 内阻），固定电阻R=4，滑线变阻器R，电键K，导线若 干。 画出实验电路原理图。图中 各无件需用题目中给出的符号 或字母标出。 实验中，当电流表读数为I1 时，电压表读数为U1；当电流 表读数为I2时，电压表读数为 U2。则可以求出E= ， r= 。 （用I1，I2，U1，U2及R表示） （2005年全国卷 第22（2） 利用图1所示的电路测量电流表mA的内阻RA。图中R1 、R2为电阻，K1、K2为电键，B是电源（内阻可忽略） 。 根据图1所给出的电路原理图， 在图2的实物图上连线。 已知R1=140，R2=60。当电 键K1闭合、K2断开时，电流表读