高考物理大一轮复习 专题七 第15讲电学、光学实验课件.pptVIP

第15讲电学 光学实验 一 电学测量仪器的使用与读数1 电流表 电压表 欧姆表的比较 2 多用电表的使用 三注意 1 电流的流向使用欧姆挡时 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 从电表外部看 电流从红表笔流入 从黑表笔流出 2 要区分开 机械零点 与 欧姆零点 机械零点 在表盘刻度左侧 0 位置 调整的是表盘下边中间的定位螺丝 欧姆零点 在表盘刻度的右侧电阻刻度 0 位置 调整的是欧姆调零旋钮 3 选倍率使用欧姆挡测电阻时 表头指针偏转过大或过小都有较大误差 指针偏转角度在满偏到满偏之间读数较准确 如当待测电阻约为2k 时 应采用 100 挡 3 电学仪器的选择 1 电源的选择一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源 2 电表的选择一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表 根据待测电流的最大电流选择电流表 选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大 一般应使指针能达到半偏以上 以减小读数的偶然误差 提高精确度 二 电流表内外接法的比较与选择 三 控制电路 滑动变阻器的接法 的比较与选择1 控制电路的比较 2 控制电路的选择优先选用限流式 以下情况考虑分压式 1 要求待测电路的u i从0变化 2 3 选用限流式时 ux ix过大 超过电表量程 烧坏电表 电源或用电器等 或ux ix过小 最大值不超过电表满量程的读数误差大 热点考向1 实验器材的选取和电路连接问题 典例1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 提供的实验器材有a 小灯泡 额定电压为3 8v 额定电流约为0 3a b 电流表 0 0 6a 内阻约为0 5 c 电压表 0 6v 内阻约为5k d 滑动变阻器r1 0 10 2a e 滑动变阻器r2 0 100 0 2a f 电源 6v 内阻不计 g 开关及导线若干 1 实验中滑动变阻器选 选填 r1 或 r2 2 该同学设计了实验测量电路 通过改变滑动变阻器滑片的位置 使电流表的读数从零开始变化 记录多组电压表的读数u和电流表的读数i 请在图中用笔画线代替导线将实验电路连接完整 3 该同学根据实验数据作出了如图乙的u i图像 根据图像可知小灯泡的电阻随着电流的增大而 选填 增大 减小 或 不变 解题指导 解答此题应注意以下三点 1 滑动变阻器一般要选择阻值比较小的 这样可以方便操作 2 连接电路时 滑动变阻器要采用 分压式 接法 这样电压表的读数范围可以从零开始 3 灯泡的伏安特性曲线要分清是u i图像还是i u图像 其中u i图像的斜率表示电阻的大小 i u图像斜率的倒数表示电阻的大小 规范解答 1 考虑操作的方便 滑动变阻器应选择r1 2 滑动变阻器应采用分压式接法连接 如图 3 由u i图像的斜率变大 可知小灯泡的电阻随电流的增大而增大 答案 1 r1 2 见规范解答 3 增大 规律总结 选择实验仪器的三大原则 1 安全性原则 要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器 使实验切实可行 能达到预期目标 另外还要注意测量仪器的量程 电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等 2 精确性原则 根据实验的需要 选用精度合适的测量工具 但对某个实验来讲 精确程度达到要求即可 并不是精度越高越好 3 方便性原则 实验时需考虑调节方便 便于操作 如滑动变阻器的选择 既要考虑它的额定电流 又要考虑它的阻值范围 在二者都能满足实验要求的情况下 还要考虑实验操作是否方便的问题 热点考向2 电路的设计和实验数据的处理问题 典例2 某课题研究小组 选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势e和内阻r 电动势约为4v 内阻在几欧到几十欧之间 a 电压表 量程6v 内阻约为6 0k b 电流表 量程2ma 内阻约为50 c 电阻箱r 0 999 9 d 开关s一只 导线若干 1 某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻 你认为可行吗 请说明理由 2 今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻 请画出实验电路图 3 根据 2 中实验电路测得的8组u r数据 已在坐标系中描出了各点 请作出图像 根据图像求得e v r 解题指导 解答此题可按以下思路 1 本实验中由电阻箱代替了滑动变阻器 电阻箱的特点是可以知道连入电路的电阻 2 若选取电流表和电阻箱进行实验 可以估测出电流会超过电流表的量程 因此需要选择电阻箱和电压表 3 根据公式推导出的函数表达式 由表达式确定图象中截距和斜率的物理意义 可得出电动势e和内阻r 规范解答 1 将电流表 电阻箱串联在锂电池上 估测通过电路的最小电流大于2ma 故该同学的设计不可行 2 实验电路如图 3 根据坐标中描出的各点 画出的图像 如图 根据推出由此可知图像的截距为电动势的倒数 斜率为内阻和电动势的比值 由此可得出e 3 7v r 10 答案 见规范解答 规律总结 电源电动势与内阻的测量方法 1 基本方法 用电流表和电压表分别测电流和路端电压 如图所示 注意 为使测量结果精确度较高 电压表应直接并联接在电源两端 而不应并联在滑动变阻器两端 本实验目的不是测变阻器阻值 2 替代电表方法 若实验器材只给电流表或电压表其中的一个 但又给两个已知阻值的定值电阻 同样可测两次电压值和电流值 通常是给一电阻箱 用电流表和电阻箱 如图甲所示 用电压表和电阻箱 如图乙所示 1 1 在用多用电表粗测电阻时 该兴趣小组首先选用 10 欧姆挡 其阻值如图甲中指针所示 为了减小多用电表的读数误差 多用电表的选择开关应换用 欧姆挡 2 按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时其阻值如图乙中指针所示 则rx的阻值大约是 解析 1 选用 10 挡时 欧姆表偏角太小 故应选用 1 挡 2 由图乙中指针所指位置知 rx的阻值大约是9 答案 1 1 2 9 2 2013 南通二模 某同学利用一段长电阻丝测定一节干电池的电动势和内阻 接好如图所示的实验装置后 将导线的接头o分别连接在电阻丝的a b c d四个位置并闭合电路测量 1 实验中选择从电阻丝的左端a开始而不是从电阻丝的最右端开始的理由是 2 实验中得到两电表读数如表 经检查 电阻丝某处发生断路 则根据表格 发生断路的位置在 填写字母 两点之间 3 由 2 中的数据 可求得e v r 结果保留3位有效数字 解析 1 实验中从电阻丝的左端a开始时 接入电路的电阻丝较长 电路中电阻大 电流小 可以保护电源 2 由于接a b时 电压表示数均为1 50v 接c时 电压表示数为1 25v 小于1 50v 故断路故障发生在b c之间 3 接c d时 由闭合电路欧姆定律得 e 1 25 0 25r e 1 20 0 30r 解得e 1 50v r 1 00 答案 1 防止短路 保护电源 2 b c 3 1 501 00 3 2013 龙岩二模 用 插针法 测定透明半圆柱玻璃砖的折射率 o为玻璃砖截面的圆心 使入射光线跟玻璃砖的平面垂直 如图所示的四个图中的p1 p2 p3和p4是四个学生实验插针的结果 1 在这四个图中肯定把针插错了的是 2 在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是 计算玻璃砖的折射率的公式是 解析 1 垂直半圆柱玻璃砖平面射入的光线 经玻璃砖折射后 折射光线不会与入射光线平行 除过圆心的光线 a错 2 测量较准确的是d图 因b图的入射光线经过圆心 出射光线没有发生折射 c图的入射光线离圆心太近 射到圆界面上时 入射角太小不易测量 会产生较大的误差 测量出入射角与折射角后 由折射定律求出折射率n 答案 1 a 2 dn 4 2013 滨州一模 1 某同学用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径 如图所示 直径d为mm 2 该同学用多用电表测量其电阻阻值约为5 现用伏安法进一步精确测量其电阻 备有以下器材 直流电源e 电动势约4 5v 内阻很小 直流电流表a1 量程0 3a 内阻约0 025 直流电流表a2 量程0 0 6a 内阻约0 125 直流电压表v 量程0 3v 内阻约3k 滑动变阻器r1 最大阻值为50 开关 导线若干 在可选择的器材中应选用的电流表是 选填 a1 或 a2 仅从实验原理上看实验电路电阻的测量值真实值 选填 大于 小于 或 等于 如图所示实物连接图 还有两根导线没有连接 请补充完整 解析 1 读数为4mm 48 7 0 01mm 4 487mm 2 流过电流表的最大电流为imax a 0 6a故电流表选a2 因为被测电阻较小 电流表应外接 由于电压表的分流 电阻的测量值小于真实值 电路可采用限流式 电流表外接 答案 1 4 487 0 002 2 a2 小于 如图所示 5 美国乔治亚理工学院的科瓦伦科和同事已经用纳米硅粉和藻朊酸盐制成电池用的电极 用该种电极制成的电池 其容量是一般电池的8倍 在测定一节该新型电池的电动势和内阻的实验中 所提供的器材有 待测该电池一节 电动势约为2v 电流表g 量程3 0ma 内阻r1 100 电流表a 量程0 6a 内阻r2 1 0 定值电阻r1 100 定值电阻r2 900 滑动变阻器r 0 50 开关 导线若干 1 为了更准确地测出该电池的电动势和内阻 采用图甲所示实验电路图 其中定值电阻r应选用 选填 r1 或 r2 请根据你选定的定值电阻完成图乙中的实物连接 2 某同学在实验中测出电流表a和电流表g的示数i和ig 根据记录数据作出ig i图像如图丙所示 根据图