高三物理一轮复习（考情解读+知识通关+题型突破+能力提升）专题15 电学实验课件.ppt

目录contents 考情精解读 实验8 实验9 考法3 考法2 考法1 方法1 a 考点全通关 b 题型全突破 c 能力大提升 方法2 实验11 实验12 实验10 考情精解读 考纲解读 命题趋势 命题规律 物理专题十五电学实验 实验八 测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线 实验十 测定电源的电动势和内阻 实验十一 练习使用多用电表 实验十二 传感器的简单使用 考纲解读 命题趋势 命题规律 物理专题十五电学实验 考纲解读 命题规律 命题趋势 物理专题十五电学实验 考纲解读 命题规律 返回目录 1 热点预测基本仪器的使用及读数 测量电路的接法 对滑动变阻器 电表接法的考查都是常考热点 2 趋势分析高考越来越注重对实验原理的考查 以生活中实际情境为背景的实验的考查有加强的趋势 命题趋势 物理专题十五电学实验 考点全通关 实验8测定金属的电阻率 同时练习使用螺旋测微器 继续学习 物理专题十五电学实验 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 六 注意事项1 为了减小计算金属丝横截面积时带来的误差 测量直径时需用螺旋测微器在金属丝的三个不同位置各测量一次 然后取平均值 2 测量金属丝的长度时应该在接入电路后且在拉直的状态下进行 为减小误差 应测量三次取平均值 3 为了减小由于温度变化而带来的测量误差 实验中应注意通电时间不宜过长 电流不宜过大 4 测量电路采用电流表外接法 调节滑动变阻器的阻值时注意同时观察两个电表的示数 尽量使电表的指针偏转较大 以减小读数误差 但要注意防止超过量程 物理专题十五电学实验 继续学习 5 若利用u i图像求电阻 进行描点时 要尽量使各点间的距离大一些 连线时应使直线通过尽可能多的点 不在直线上的点均匀分布在直线的两侧 个别明显偏离直线的点可以不予考虑 6 闭合开关s之前 一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻最大的位置 7 螺旋测微器读数时 注意半毫米刻度线是否露出 七 实验改进在本实验中 由于电表内阻的影响 使金属丝电阻的测量值偏小 可以改进实验电路 减小由于电表内阻的影响而带来的实验误差 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 示例1在测量精度要求较高时 常常可以用如图甲所示的电路来测量电阻的阻值 图中rx是待测电阻 r0是作已知电阻用的电阻箱 g是灵敏电流计 零刻度在中央 mn是一段粗细均匀的长直电阻丝 s是开关 p是滑动触头 按下p时 电流计的一端与电阻丝接通 测量电阻的步骤如下 用多用电表测出rx的大约值 在电阻箱上选取跟它接近的某一阻值r0 闭合开关s 把滑动触头放在mn的中点附近 按下p 观察电流计g的指针偏转方向 向左或向右滑动p 直到按下p时g的指针指在零刻度 用刻度尺测量出此时mp pn的长度 重复步骤 多次测量求出mp pn的平均值l1 l2 物理专题十五电学实验 继续学习 1 待测电阻的阻值rx 用上述已知量和测量量表示 2 如果滑动触头p在从m向n滑动的整个过程中 每次按下p时 流过g的电流总是比前一次增大 均未超出g的量程 经检测mn间的电阻丝是导通的 由此判断 可能是断路 选填 r0 或 rx 3 如图乙所示 某同学在测量时 用毫伏电压表v 零刻度在表盘的左侧 替代灵敏电流表 当滑动触头p由m向mn的中央滑动的过程中 为保证毫伏电压表的工作安全 毫伏电压表的正接线柱应接在端 选填 a 或 p 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 八 螺旋测微器的构造 原理及读数1 螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器 它的测砧a和固定刻度b固定在尺架c上 旋钮d 微调旋钮d 和可动刻度e 测微螺杆f连在一起 通过精密螺纹套在b上 2 螺旋测微器的原理测微螺杆f与固定刻度b之间的精密螺纹的螺距为0 5mm 即旋钮d每旋转一周 f前进或后退0 5mm 而可动刻度e上的刻度为50等份 每转动一小格 f前进或后退0 01mm 即螺旋测微器的精确度为0 01mm 读数时估读到毫米的千分位 因此 螺旋测微器又叫千分尺 3 读数 测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出 小数部分由可动刻度读出 测量值 mm 固定刻度数 mm 注意半毫米刻线是否露出 可动刻度数 估读一位 0 01 mm 物理专题十五电学实验 继续学习 九 游标卡尺的构造 原理及读数1 构造 主尺 游标尺 主尺和游标尺上各有一个内 外测量爪 游标尺上还有一个深度尺 尺身上还有一个紧固螺钉 如图所示 可测量厚度 长度 深度 内径 外径 物理专题十五电学实验 返回目录 2 原理 利用主尺的分度值与游标尺的分度值的差值制成 不管游标尺上有多少个小等分刻度 它的刻度部分的总长度都比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm 常见的游标卡尺的游标尺上等分刻度数量有10个的 20个的 50个的 见下表 3 读数 若用x表示从主尺上读出的整毫米数 k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标尺的格数 则记录结果表达为 x k 精确度 mm 物理专题十五电学实验 继续学习 实验9描绘小电珠的伏安特性曲线 一 实验原理利用电流表测出通过小电珠的电流 利用电压表测出小电珠两端的电压 测出多组 u i 值 在i u坐标系中描出各组对应点 用一条平滑的曲线把这些点连接起来 就得到了小电珠的伏安特性曲线 二 实验器材小电珠 3 8v0 3a 或 2 5v0 6a 一个 电压表 0 3v 15v 与电流表 0 0 6a 3a 各一个 滑动变阻器 最大阻值为20 一个 学生低压直流电源 或电池组 开关一个 导线若干 坐标纸 铅笔 三 实验步骤1 根据小电珠上标示的额定电压和额定电流 选定电源的输出电压和电表的量程 物理专题十五电学实验 继续学习 2 将小电珠 电流表 电压表 滑动变阻器 电源 开关用导线连接成如图所示的电路 3 将滑动变阻器的滑片移到右端 闭合开关 调节滑动变阻器滑片的位置 读出并记录多组u i数值 将测量数据填入下表中 4 断开开关 拆除电路 四 数据处理1 在坐标纸上以u为横轴 i为纵轴建立坐标系 并选取合适的标度 2 在坐标纸上描出各组数据所对应的点 用一条平滑的曲线把这些点连接起来 就得到了小电珠的伏安特性曲线 物理专题十五电学实验 继续学习 五 注意事项1 电路的连接方式 1 电流表应采用外接法 因为小电珠的电阻很小 与0 0 6a的电流表串联时 电流表的分压对实验影响很大 2 滑动变阻器应采用分压式接法 目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化 2 闭合开关s前 滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得的电压为零的一端 这样开关闭合时小电珠两端的电压可以从零开始变化 同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝 3 i u图线在u0 1 0v左右时将发生明显弯曲 故在u 1 0v左右时描点要密 以防出现较大误差 4 电流表选择0 6a量程 电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定 若使用 3 8v0 3a 的小电珠 选用电压表的15v量程 若使用 2 5v0 6a 的小电珠 则选用电压表的3v量程 5 当小电珠的电压接近额定电压时要缓慢移动滑片 达到额定电压时记录i后马上断开开关 6 误差较大的点要舍去 i u图线应是平滑曲线而非折线 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 返回目录 七 实验改进下面介绍一种测小电珠电阻的准确方法 实验原理 如图所示 两个电压表完全相同且内阻很大 移动滑动变阻器的滑片 调节电阻箱 使两个电压表的示数相同 则电阻箱的读数即为小电珠的电阻 记下小电珠的电阻和电压 多次移动滑动变阻器的滑片 采用相同的方法 记下相应电阻箱示数和电压表的读数 在坐标纸上画出r u图线 并分析r随u变化的规律 在 描绘小电珠的伏安特性曲线 的实验中 由于电表内阻的影响 会产生系统误差 使得小电珠的电阻测量不准确 上述实验方法可以消除这种误差 操作 读数也较方便 物理专题十五电学实验 继续学习 实验10测定电源的电动势和内阻 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 二 实验器材电池 被测电源 电压表 电流表 滑动变阻器 开关 导线 坐标纸 直尺 三 实验步骤1 电流表用0 6a量程 电压表用3v量程 按实验原理图连接好电路 2 把滑动变阻器的滑片移动到最右端 使有效电阻最大 3 闭合开关 调节滑动变阻器 使电流表有明显示数 记录一组数据 i1 u1 用同样的方法测量几组i u数据 并将记录的数据填入表格中 4 断开开关 整理好器材 四 数据处理本实验中数据的处理方法有两种 一是联立方程求解的公式法 二是描点作图法 方法一取六组对应的u i数据 数据满足关系式u1 e i1r u2 e i2r u3 e i3r 让第1式和第4式联立方程 第2式和第5式联立方程 第3式和第6式联立方程 这样解得三组e r的值 取其平均值作为电池的电动势e和内阻r的大小 方法二以路端电压u为纵轴 干路电流i为横轴建立u i坐标系 在坐标平面内描出各组 i u 值所对应的点 然后尽量多地通过这些点作一条直线 不在直线上的点大致均匀地分布在直线两侧 则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动势e的大小 一次函数的纵轴截距 直线的斜率大小即为电池的内阻r 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 2 电表读数带来误差 3 如果将六组数据按先后顺序两两依次组成方程组 由于两组数据相邻 变化较小 计算 或测量 误差较大 为此 应使前后数据交叉组成方程组 4 用图像法求电动势和内阻时 作图不准确造成误差 5 根据图像进行分析计算时造成误差 六 注意事项1 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻宜大些 可选用已经使用过一段时间的1号干电池作为被测电源 物理专题十五电学实验 继续学习 2 干电池在大电流放电时极化现象较为严重 电动势e会明显下降 内阻r会明显增大 故长时间放电不宜超过0 3a 短时间放电不宜超过0 5a 因此 实验中不要将i调得过大 读电表示数要快 每次读完要立即断电 3 干电池内阻较小时路端电压u的变化也较小 即不会比电动势小很多 这种情况 在画u i图线时纵轴的刻度可以不从零开始 而是根据测得的数据从某一个恰当值开始 横坐标i必须从零开始 此时 图线与横轴的交点横坐标不再表示短路电流 但是直线斜率的绝对值仍然表示电池的内阻 4 测出不少于6组 i u 数据 且变化范围要大些 画u i图线时 要使较多的点落在这条直线上 不在直线上的点要尽量均匀分布在直线的两侧 个别偏离直线太远的点可舍去不考虑 以减小偶然误差 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 返回目录 一 实验原理多用电表是比较常用的一种电学仪表 它可以用来测量电压 电流和电阻 而且可测量的电学量有多个量程 如图甲所示 多用电表的结构简单 使用方便 但是精确度稍低 多用电表由一只灵敏的直流电表 表头 与若干元件组成测量电路 每进行一种测量时只有一部分电路起作用 其他部分不起作用 1 直流电流挡图甲直流电流挡的几个挡位实际是由同一个表头改装成的几个量程不同的电流表 2 直流电压挡直流电压挡的几个挡位实际是由同一个表头改装成的几个量程不同的电压表 物理专题十五电学实验 继续学习 实验11练习使用多用电表 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 三 实验步骤1 熟悉多用电表的表面结构 并观察多用电表在使用前指针是否指在刻度线左端的 0 位置 否则要进行机械调零 用小螺丝刀轻轻转动位于表盘和选择开关中间的调零定位螺丝 使指针指在刻度线左端的 0 位置 2 将红 黑表笔分别插入 插孔 3 按如图甲所示连好电路 将多用电表的选择开关置于直流电压挡 测小灯泡两端的电压 4 按如图乙所示连好电路 将选择开关置于直流电流挡 测量通过小灯泡的电流 物理专题十五电学实验 继续学习 5 利用多用电表的电阻挡测电阻 1 根据被测电阻的大约阻值 选取合适的挡位 把两表笔短接 观察指针是否指在电阻挡的 0 刻度位置 若没有指在电阻挡的 0 刻度位置 则调节欧姆调零旋钮 使指针指在电阻挡的 0 刻度位置 2 将被测电阻接在两表笔之间 待指针稳定后读数 3 读出指针在刻度盘上所指的数值 观察选择开关所对应的电阻挡的倍率 用读数乘以倍率 即得测量结果 4 测量完毕 应将选择开关置于 off 位置或交流电压最高挡 6 研究二极管的单向导电性 利用多用电表的电阻挡测量二极管两个引线间的电阻 确定正负极 物理专题十五电学实验 继续学习 四 误差分析1 用多用电表测电阻时 多用电表内部的电池用久后电动势变小 内电阻变大 此时会引起较大的测量误差 2 多用电表电流挡和电压挡的刻度均匀 电阻挡的刻度不均匀 读数时容易带来误差 3 测电流 电压时 由于电表内阻的影响 测得的电流 电压值均小于真实值 五 注意事项1 多用电表的红表笔连接的是 插孔 黑表笔连接的是 插孔 测直流电流或电压时 电流从红表笔进入电表 从黑表笔流出电表 测电阻时 多用电表的黑表笔与内部电池的正极相连 红表笔与内部电池的负极相连 电路闭合时 正好符合电流从红表笔流入 从黑表笔流出 物理专题十五电学实验 继续学习 2 区分 机械零点 与 欧姆零点 机械零点是表盘刻度左侧的 0 位置 调整的是表盘下边中间的调零定位螺丝 欧姆调零即电阻调零 指刻度盘右侧的 0 位置 调整的是电阻挡的调零旋钮 3 测电压时 多用电表应与被测元件并联 测电流时 多用电表应与被测元件串联 4 测量电阻时 每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零 5 由于电阻挡的刻度不均匀 难以估读 故测量结果只需取两位有效数字 读数时注意乘以相应量程的倍率 物理专题十五电学实验 继续学习 6 使用多用电表时 手不能接触表笔的金属杆 特别在测电阻时 更应注意不要用手接触表笔的金属杆 7 测量电阻时 待测电阻要与其他元件和电源断开 否则不但影响测量结果 甚至可能损坏电表 8 多用电表使用完毕 应将选择开关置于 off 位置或交流电压最高挡 如果长期不用 应把表内电池取出 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 返回目录 六 利用多用电表判断电学元件多用电表的电阻挡不仅可以测电阻 在实际应用中还可判断某一元件是电阻 电容器还是电感器 若某一元件用电阻挡测量时 指针指在某一刻度不动 则该元件为电阻 若某一元件用电阻挡测量时 指针先偏转 然后又缓慢回到 刻度处 则可判断该元件为电容器 若某一元件用电阻挡测量时 指针由 刻度处逐渐减小到某一较小的固定数值 则可判断该元件为电感器 一 实验原理1 传感器能够将感受到的物理量 力 热 光 声等 转换成便于测量的量 一般是电学量 2 传感器的工作流程非电学量 敏感元件 转换元件 转换电路 电学量 输出二 实验器材热敏电阻 光敏电阻 多用电表 铁架台 烧杯 温度计 冷水 热水 小灯泡 学生电源 滑动变阻器 导线等 三 实验步骤1 研究热敏电阻的热敏特性 物理专题十五电学实验 继续学习 实验12传感器的简单使用 1 实验步骤 按图所示连接好电路 将热敏电阻进行绝缘处理 将多用电表置于欧姆挡 选择适当的挡位测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值 并记下温度计的示数 向烧杯中注入少量的冷水 使热敏电阻浸没在冷水中 记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值 将热水分几次注入烧杯 测量不同温度下热敏电阻的阻值 并记录 2 数据处理 在如图所示的坐标系中 粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化图线 3 实验结论根据实验数据和r t图线 得出结论 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 随温度的降低而增大 物理专题十五电学实验 继续学习 2 研究光敏电阻的光敏特性 1 实验步骤 将光敏电阻 多用电表 小灯泡 学生电源 滑动变阻器按如图所示电路连接好 其中多用电表置于欧姆挡 100 挡 先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值 并记录数据 打开电源 让小灯泡发光 调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮 观察表盘指针显示电阻阻值的情况 并记录 测量用手掌 或黑纸 遮光时光敏电阻的阻值并记录 物理专题十五电学实验 继续学习 2 数据处理把记录的结果填入下表中 根据记录数据分析光敏电阻的特性 3 实验结论光敏电阻被光照射时其电阻值发生变化 光照增强电阻变小 光照减弱电阻变大 物理专题十五电学实验 继续学习 四 注意事项1 在做热敏电阻的实验时 加热水后要等一会儿再测其阻值 以使电阻温度与水的温度相同 并同时读出水温 2 在做光敏电阻的实验时 如果效果不明显 可将电阻部分电路放入带盖的纸箱中 并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度 3 多用电表欧姆挡每次换挡后都要重新进行欧姆调零 五 实验改进1 实验过程对于热敏电阻的特性 可用以下实验进行研究 物理专题十五电学实验 继续学习 如图所示 将多用电表的选择开关置于欧姆挡 再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻rt的两端相连 这时表针指在某一刻度 观察下述操作下的指针偏转情况 1 往rt上擦一些酒精 2 用吹风机将热风吹向电阻 根据指针偏转方向判断热敏电阻的特性 2 实验分析 1 往rt上擦一些酒精 发现指针左偏 说明rt的阻值增大 而酒精蒸发吸热 热敏电阻的温度降低 所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大 2 用吹风机将热风吹向电阻 发现指针右偏 说明rt的阻值减小 而热敏电阻rt的温度升高 故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 物理专题十五电学实验 继续学习 优点 改进后的实验简单且易操作 同学们能很快得出结论 六 霍尔元件1 霍尔元件如图所示 在一个很小的矩形半导体 例如砷化镓 薄片上 制作四个电极e f m n 它就成为一个霍尔元件 霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 返回目录 题型全突破 考法1实验仪器的选择 物理专题十五电学实验 继续学习 3 滑动变阻器的选择除了考虑安全因素外 分压接法中 一般选择总阻值小而额定电流较大的滑动变阻器 限流接法中 滑动变阻器的总阻值应与电路中其他电阻的阻值比较接近 两者的比值一般在2左右为最好 4 仪器选择的一般步骤 1 首先选择唯一性的器材 2 画出电路草图 暂不接电流表和电压表 3 估算回路中的电流或电压的最大值 在电表的指针有较大偏转且不超过其量程的情况下 结合已知器材的规格 确定实验电路和实验器材 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 考法示例2在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 除标有 6v1 5w 的小灯泡 导线和开关外 还有下列器材 a 直流电源 6v 内阻不计 b 直流电流表 0 3a 内阻0 1 以下 c 直流电流表 0 300ma 内阻约为5 d 直流电压表 0 10v 内阻约为15k e 滑动变阻器 10 2a f 滑动变阻器 1k 0 5a 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量 1 实验中电流表应选用 滑动变阻器应选用 均用序号表示 2 画出实验电路图 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 考法示例3为了测量某待测电阻rx的阻值 约为30 有以下一些器材可供选择 电流表 量程0 50ma 内阻约10 电流表 量程0 3a 内阻约0 12 电压表 量程0 3v 内阻很大 电压表 量程0 15v 内阻很大 电源e 电动势约为3v 内阻约为0 2 定值电阻r 20 允许最大电流1 0a 滑动变阻器r1 0 10 允许最大电流2 0a 滑动变阻器r2 0 1k 允许最大电流0 5a 单刀单掷开关s一个 导线若干 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 返回目录 物理专题十五电学实验 继续学习 考法2电流表两种接法的选择 考法指导1 两种接法的比较 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 继续学习 物理专题十五电学实验 考法示例4在 研究标有 9v5w 的小灯泡的伏安特性 的实验中 要求测量从0v到9 0v的电压下通过小灯泡的电流 实验室提供了下列器材 a 电流表 量程100ma 内阻1 b 电流表 量程0 6a 内阻0 3 c 电压表 量程3 0v 内阻3k d 电压表 量程15 0v 内阻10k e 滑动变阻器r1 最大阻值为50 f 滑动变阻器r2 最大阻值为500 g 电源e 电动势15v 内阻可忽略 h 开关 导线若干 物理专题十五电学实验 继续学习 1 为了提高测量准确度和有效性 应选择的器材为 只需填写器材前面的字母即可 电流表 电压表 滑动变阻器 2 下列给出的测量电路图中 最合理的是 3 某同学连接好的电路如图甲所示 其中两个不当之处是 图甲图乙 继续学习 物理专题十五电学实验 4 某同学用正确的方法分别得到两个灯泡l1和l2的u i图像如图乙中 和 所示 然后又将灯泡l1 l2与某电池组连成如图丙所示电路 测得通过l1和l2的电流分别为0 30a和0 60a 则电池组的电动势为v 内阻为 数值取到小数点下一位 解析 1 小灯泡的额定电流不到0 6a 为了提高测量准确度和有效性 应选择量程为0 6a的电流表 代号b 选择量程为15v的电压表 代号d 研究小灯泡的伏安特性 应该设计成分压电路 滑动变阻器选择最大阻值为50 的r1 代号e 2 由于小灯泡电阻较小 电流表应采用外接法 所以给出的测量电路图中 最合理的是b 3 连接电路时开关应断开 滑动变阻器应调到使小灯泡两端电压最小处 所以该同学连接好的电路中的不当之处是 开关闭合 滑动变阻器的滑片位置在中间 4 在灯泡l1和l2的u i图像上标出电流分别为0 30a和0 60a的两点 过这两点作直线 如图丁所示 直线与纵轴的交点纵坐标值等于电源电动势 故e 10 0v 直线斜率的大小等于电源内阻 故r 6 8 图丁答案 1 bde 2 b 3 开关闭合 滑动变阻器的滑片位置在中间 4 10 06 8 物理专题十五电学实验 返回目录 物理专题十五电学实验 继续学习 考法3滑动变阻器两种接法的选择 考法指导1 两种接法的比较 继续学习 物理专题十五电学实验 由上表可以看出 滑动变阻器的分压接法中 电压和电流的调节范围大 但限流接法较节能 2 两种接法的选择 1 选择不同接法的原则 继续学习 物理专题十五电学实验 2 下列情况下滑动变阻器应采用限流接法 测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节 只是在小范围内变化 且r与r0接近或r略小于r0 采用限流接法 电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小 不能满足分压接法的要求时 采用限流接法 没有很高的要求 仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时 考虑安装简便和节能因素常采用限流接法 3 下列情况下滑动变阻器应采用分压接法 题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够 题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值 题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化 物理专题十五电学实验 继续学习 考法示例5考法示例5某同学为了测量电流表内阻的精确值 提供如下器材 电流表 量程300ma 内阻约为5 电流表 量程600ma 内阻约为1 电压表 量程15v 内阻约为3k 滑动变阻器r1 0 10 额定电流为1a 滑动变阻器r2 0 250 额定电流为0 01a 电源e 电动势3v 内阻较小 定值电阻r0 5 导线 开关若干 物理专题十五电学实验 继续学习 1 要求待测电流表a1的示数从零开始变化 且多测几组数据 尽可能减小误差 以上给定的器材中滑动变阻器应选 请画出测量用的电路原理图 并在图中标出所选仪器的代号 2 若选测量数据中的一组来计算电流表的内阻r1 则r1的表达式为r1 3 上式中各符号的物理意义是 解析 1 要求待测电流表a1的示数从零开始变化 且多测几组数据 应该设计成分压电路 滑动变阻器应选阻值为0 10 的r1 电路原理图如图所示 物理专题十五电学实验 返回目录 能力大提升 物理专题十五电学实验 继续学习 方法1测量电表内阻的几种方法 2 等效替代法如图所示 此方法一般要选用一个量程比电流表稍大的电流表 先闭合s和s1 调节r1的阻值使电流表的示数为i 然后断开s1 接通s2 调节r2的阻值使电流表的示数仍为i 则rg r2 该方法操作方便 不需要任何计算 且无系统误差 是测定电流表内阻的最佳方案 3 半偏法 1 测量原理测量电路如图所示 电阻箱r 未接入电路时 调节r的大小 使电流表满偏 闭合s2后 r大小不变 改变电阻箱r 的阻值 使电流表半偏 由于ig很小 则r的值很大时 在开关s2闭合前后 电路中的总阻值变化很小 我们就认为不变 因此干路中的电流也不变 当电流表的指针半偏时 流过电阻箱r 的电流与流过电流表的电流相等 则rg r 物理专题十五电学实验 继续学习 2 注意事项 物理专题十五电学实验 继续学习 示例6为了测定电流表a1的内阻 某同学采用如图1所示的实验电路 其中 a1是待测电流表 量程为300 a 内阻约为100 a2是标准电流表 量程为200 ar1是电阻箱 阻值范围为0 999 9 图1r2是滑动变阻器r3是保护电阻e是电池组 电动势为4v 内阻不计s1是单刀单掷开关 s2是单刀双掷开关 物理专题十五电学实验 继续学习 1 实验中滑动变阻器采用的是 填 分压 或 限流 接法 请根据上图所示电路的实物图画出实验电路图 2 请将该同学的操作补充完整 连接好电路 将滑动变阻器r2的滑片移到最 填 左端 或 右端 将开关s2扳到接点a处 接通开关s1 调节滑动变阻器r2 使电流表a2的读数是150 a 将开关s2扳到接点b处 使电流表的读数仍是150 a 若此时电阻箱各旋钮的位置如图2所示 则待测电流表的内阻rg 图2 物理专题十五电学实验 继续学习 3 上述实验中 无论怎样调节滑动变阻器r2的滑片位置 都要保证两只电流表的安全 在下面提供的四个电阻中 保护电阻r3应选用 填写阻值前相应的字母 a 200k b 20k c 15k d 150k 解析 1 根据题述 采用的是等效替代法测定电流表a1的内阻 因此滑动变阻器应采用限流接法 实验电路图如图3所示 2 连接好电路 将滑动变阻器r2的滑片移到使r2接入电路的阻值最大处 即左端 将开关s2扳到接点b处 保持r2不变 调节电阻箱r1 使电流表a2的读数仍是150 a 待测电流表a1的内阻等于电阻箱读数 即rg 8 10 6 1 3 0 1 86 3 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 示例7某同学要把一个量程为200 a的直流电流计g改装为量程为4v的直流电压表 1 他按图所示电路 用半偏法测定电流计g的内电阻rg 其中电阻r0约为1k 为使rg的测量值尽量准确 在以下器材中 电源e应选用 电阻r1应选用 电阻r2应选用 选填器材前的字母 a 电源 电动势1 5v b 电源 电动势6v c 电阻箱 0 999 9 d 滑动变阻器 0 500 e 电位器 一种可变电阻 与滑动变阻器相当 0 5 1k f 电位器 0 51k 物理专题十五电学实验 继续学习 2 该同学在开关断开的情况下 检查电路连接无误后 将r2的阻值调至最大 后续的实验操作步骤依次是 最后记录r1的阻值并整理好器材 请按合理的实验顺序 选填下列步骤前的字母 a 闭合s1b 闭合s2c 调节r2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度d 调节r2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半e 调节r1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半f 调节r1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 3 如果所得的r1的阻值为300 0 则图中被测电流计的内阻rg的测量值为 该测量值实际值 填 略大于 略小于 或 等于 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 物理专题十五电学实验 返回目录 1 设计性实验设计性实验 是根据试题的要求和目的 以相应的基本物理规律为实验原理 结合给定的实验器材 参照熟悉的实验方法 设计出科学的实验方案的实验 2 设计性实验的设计原则 1 科学性设计的方案应有科学的依据及正确的操作方式 方案中所依据的原理应遵循物理规律 且要求选用的规律简单 正确 方案中所安排的操作程序应合理 其操作符合实验规则要求 方案中进行数据处理及误差分析应依靠科学的方法 2 安全性按设计方案实施时 应安全可靠 不会对仪器 器材造成损坏 物理专题十五电学实验 继续学习 方法2设计性实验的处理方法 物理专题十五电学实验 选用器材时 应考虑仪器 器材的性能及量值 如仪表的量程 电器的额定值等 的要求 设计方案时 应安排保护措施 3 精确性实验误差应控制在误差允许的范围之内 尽可能选择误差较小的方案 在安装器材时或在使用仪器之前 应按实验要求对器材 仪器精心调整 如在使用某些仪表前 应进行机械调零 选用合适的测量工具 直尺 仪表 及合适的量值范围 使之与被测数值相匹配 如使用多用电表测量某电阻时 应选用合适的挡位 使测量时电表指针指在中央刻度值附近 继续学习 物理专题十五电学实验 继续学习 实验中可能出现因操作而带来的偶然误差 往往需要多次重复实验 获取多组实验数据 以备选取有效数据 设计合理的数据处理方式 如将多组有效数据相加后除以测量次数 取其算术平均值 一般求待测量的算术平均值 而不是求某些中间量的算术平均值 4 简便性 直观性设计实验应便于操作 读数 便于进行数据处理 便于实验者观察 3 设计性实验的设计思路解决设计性实验问题