2019届高考物理二轮复习专题六物理实验考点2电学实验课件.ppt

第2讲电学实验,考点一电学基本仪器的使用【必记要点】1电流表、电压表、欧姆表的比较,2.使用多用电表应注意的问题(1)电流的流向由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“”插孔(红表笔)流入，从“”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。,例1某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为10V)的内阻(大约为几十千欧)，该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为30。,图621,(1)欧姆挡的选择开关拨至_(选填“1k”或“100”)挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用图621甲中_(选填“A”或“B”)方式连接。(2)如图乙所示，某同学读出欧姆表的读数为_；如图丙所示，电压表的读数为_V，欧姆表电池的电动势为_V。,答案(1)1kA(2)41045.08.75,规律总结欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧1欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘(1)左右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻刻度零与电流、电压最大刻度重合。(2)刻度不均匀：左密右疏。,(3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率，电流、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处)。,【题组训练】1(用多用电表测电阻和电流)某同学想测量电压表03V挡的内阻，他从实验室拿来一个多用电表、3节干电池、50的滑动变阻器1个、开关和若干导线。,图622,(1)先用多用表粗测其内阻，把选择开关旋到欧姆挡的“100”倍率，将_(填“红”或“黑”)表笔接电压表的“”接线柱，另一只表笔接“3V”的接线柱，多用表的指针位置如图622甲所示，则电压表的内阻为_。(2)再用伏安法测量其内阻，把多用表的选择开关旋到直流电流的_(填“100”“10”或“1”)mA挡，请在图乙完成其余的连线。(3)实验中多用表的示数为I，电压表的示数为U，则电压表的内阻为RV_。,答案(1)红3.0103(或3000)(2)1如图所示,2(用多用电表判断电路故障)某照明电路出现故障，其电路如图623所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。,图623,图624,(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图623所示，读数为_V，说明_正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图624相同，可判定发生故障的器件是_(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。,解析(1)由题图可知，直流50V挡的最小分度为1V，故按“十分之一”估读法可知读数应为11.5V左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明a、c两点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。(2)同理可知，两表笔接c、b时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。答案(1)11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯,【必记要点】一、滑动变阻器的使用1滑动变阻器两种连接方式的比较,考点二实验器材与实验电路的选择,2.滑动变阻器两种连接方式的选择当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时，应采用分压式接法；当题中要求测量精确度高且调节范围大时，一般用分压式接法；当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时，一般用分压式接法；负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流不要求从零可调时，一般用限流式接法；两种接法均可使用时，优先用限流式接法(节能)。,二、电流表内、外接法的比较与选择1两种接法的比较,2.选择电流表内、外接的方法,例2(2018郑州质检)在探究小灯泡的伏安特性时，所用小灯泡上标有“2.5V0.6W”字样，实验室提供的器材有：A电流表A1(内阻约为5、量程为025mA)B电流表A2(内阻约为1、量程为0300mA)C电压表V1(内阻约为5k、量程为03V)D电压表V2(内阻约为15k、量程为015V),E滑动变阻器R1(最大阻值为10、额定电流为0.6A)F滑动变阻器R2(最大阻值为1000、额定电流为0.2A)G稳压电源E(电动势为9.0V、内阻可忽略)H开关一个、定值电阻若干、导线若干,由以上信息回答下列问题：(1)实验前设计的电路图如图625甲所示。为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为_(选填器材前的字母)。为保护滑动变阻器和灯泡，应在电路中串联的定值电阻R0合适的电阻值应为_(选填“1”、“10”、“30”、“100”)。,图625,(2)请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图乙中用笔画线代替导线，将实物完整连接起来。,(3)连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。若将两个这样的小灯光并联后直接接在电动势E3V、内阻r5的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功率为_W。(结果保留两位有效数字)。,答案(1)B、C、E10(2)如答图甲(3)0.22,规律总结电路选择的原则1安全性原则选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行。例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流。2精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度。“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数。3运用仪器少，耗电少原则。,【题组训练】1(实验仪器的选择)LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500，电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有：A电流表A1(量程为0至50mA，内阻RA1约为3)B电流表A2(量程为0至3mA，内阻RA215)C定值电阻R1697,D定值电阻R21985E滑动变阻器R(0至20)一只F电压表V(量程为0至12V，内阻RV1k)G蓄电池E(电动势为12V，内阻很小)H开关S一只(1)如图626所示，请选择合适的器材，电表1为_，电表2为_，定值电阻为_。(填写器材前的字母编号),(2)将采用的电路图补充完整。,图626,(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx_(填字母)，当表达式中的_(填字母)达到_，记下另一电表的读数代入表达式，其结果为LED灯正常工作时电阻。,2(实验电路的设计)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表V(量程3V，内阻约为3000)，电阻箱R0(最大阻值为99999.9)，滑动变阻器R1(最大阻值100，额定电流2A)，电源E(电动势6V，内阻不计)，开关2个，导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。,图627,(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”、“”或“”)，主要理由是_。,答案见解析,考点三实验数据的处理,图628,(1)由图乙可得电源的电动势E_V；内阻r_。(结果均保留两位有效数字)(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S0.12106m2，利用图丙可求得电阻丝的电阻率为_m，图丙中图象截距的物理意义是_。(结果均保留两位有效数字)(3)此实验用了图象法处理数据，优点是直观，但是不能减少或者消除_(填“偶然误差”或“系统误差”)。,答案(1)3.01.0(2)1.2106电流表内阻为2.0(3)系统误差,【题组训练】如图629甲所示是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，R1是电阻箱(099.9)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势12V，内阻忽略不计)。,图629,在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大，具体实验步骤如下：闭合S，调节滑动变阻器R和电阻箱R1，使A2示数I20.20A，记下此时电阻箱的阻值R1和A1的示数I1；重复步骤且使A2示数仍为I20.20A，测量多组R1和I1值；将实验测得的数据在坐标纸上描点，如图乙所示。,根据实验回答以下问题：(1)现有四只供选用的电流表：A电流表(03mA，内阻为2.0)B电流表(03mA，内阻未知)C电流表(00.3A，内阻为10)D电流表(00.3A，内阻未知)请根据实验过程判断A1应选用_，A2应选用_(填写选项字母)。,答案(1)DC(2)见解析(3)40,【必记要点】1对于电学实验的创新，耍注意以下问题(1)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用。电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。,考点四电学创新实验设计,(2)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性。即首先要注意到其自身电阻对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能，因此在测电压表内阻时无需另并联电压表，测电流表内阻时无需再串联电流表。,2解决电学设计型实验常用的方法,例4国标(GB/T)规定自来水在15时电阻率应大于13m。某同学利用图6210所示电路测量15自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K，以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为3V，内阻可忽略)，电压表V1(量程为3V，内阻很大)，电压表V2(量程为3V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值4k)，定值电阻R2(阻值2k)，电阻箱R(最大阻值9999)，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。,图6210,实验步骤如下：A用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F断开S，整理好器材。,图6211,【题组训练】一标有“6V,0.5A”的小型直流电动机，转子由铜导线绕制的线圈组成，阻值约为1。某兴趣小组设计一个实验，测量此电动机线圈的电阻。实验室提供的器材除导线和开关外还有：,A直流电源E：8V(内阻不计)B直流电流表A1：00.6A(内阻约为0.5)C直流电流表A2：03A(内阻约为0.1)D直流电压表V1：03V(内阻约为5k)E直流电压表V2：015V(内阻约为15k)F滑动变阻器R1：010，