吉林省乾安四中高三物理学科电学实验二轮复习课件新人教版电学实验专题复习.ppt

电学实验 教师手册课件 2009年高考物理 理综物理部分 试题的实验题中都有一道电学试题 试题以基本实验仪器 器材的原理及选择和使用为主线 考查了电学中的基本实验的原理 方法 步骤和误差分析 还考查了以基本实验的原理 方法为依托 结合电学中的基本规律与物理思想 进行设计性实验的方法和能力 1 电路实物图连接 例1 现用图所示的实验器材测定一个额定电压3v 额定电流0 4a的小灯泡的伏安特性曲线 要求加在小电珠上的电压从零开始逐渐增大到额定电压 请画出实验所用的电路图 并按电路图用导线把实物图连起来 操作说明 在空白区单击鼠标右键 在弹出菜单的指针选项中选择毡尖笔 按住左键不放脱动鼠标可以连线 墨迹颜色可以选择连线颜色 选择橡皮擦可以修改连线 连接实物图的基本方法 画出实验电路图 分析各元件连接方式 先串再并的连线顺序 明确电表量程 画线连接各元件 一般先从电源正极开始 到开关 再到滑动变阻器等 按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来 其次将要并联的元件再并联到电路中去 连接完毕后 应进行检查 检查电路也应按照连线的方法和顺序 画线连接各元件 先用铅笔画 检查无误后 再用钢笔画 注意 电表的量程要选对 正负接线柱不能接错 导线应接在接线柱上 且不能交叉 不能用铅笔画 练习 某实验小组用伏安法测两节干电池的电动势和内电阻 实验线路接成如图所示的情况 在合上开关s之前 此线路有哪些主要错误 例2 图为一电学实验的实物连线图 该实验可用来测量待测电阻rx的阻值 约500 图中两电压表量程相同 内阻都很大 实验步骤如下 调节电阻箱 使它的阻值r0与待测电阻的阻值接近 将滑动变阻器的滑动头调到最右端 合上开关s 将滑动变阻器的滑动头向左端滑动 使两个电压表指针都有明显偏转 记下两个电压表v1和v2的读数u1和u2 多次改变滑动变阻器滑动头的位置 记下v1和v2的多组读数u1和u2 求rx的平均值 s e r rx 回答下面问题 根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图 其中电阻箱的符号为 滑动变阻器的符号为 其余器材用通用的符号表示 不计电压表内阻的影响 用u1 u2和r0表示rx的公式为rx 考虑电压表内阻的影响 用u1 u2 r0 v1的内阻r1 v2的内阻r2表示rx的公式为rx 例3 如图所示的电路中 1 2 3 4 5 6为连接点的标号 在开关闭合后 发现小灯泡不亮 现用多用电表检查电路故障 需要检测的有 电源 开并 小灯泡 3根导线以及电路中的各连接点 1 为了检测小灯泡以及3根导线 在连接点1 2已接好的情况下 应当选用多用电表的挡 在连接点1 2同时断开的情况下 应当选用多用电表的挡 2 在开关闭合情况下 若测得5 6两点间的电压接近电源的电动势 则表明可能有故障 3 将小灯泡拆离电路 写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障具体步骤 2 电路故障的检查 1 2 4 3 5 6 点评 电阻等元件若发生了断路故障 则其电阻为无穷大 若用欧姆挡检测 需先将元件与电源断开 这就是例题中 在1 2同时断开即与电源断开的情况下 应选用欧姆挡的原因 另外 选择电流挡检测电路故障时 要注意电路电流不要超过电流表的量程 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 用导线a b c d e f g和h按如图所示方式连接电路 电路所有元器件都完好 且电压表和电流表已调零 闭合开关后 a b c d e f g h 1 若电压表的示数为2v 电流表的示数为零 小灯泡不亮 则出现的故障 2 若电压表的示数为零 电流表的示数为0 3a 小灯泡亮 则出现的故障 3 若反复调节滑动变阻器 小灯泡亮度发生变化 但电压表 电流表的示数不能调为零 则出现的故障 导线b断路 导线h断路 导线g断路 练习 3 电表仪器的原理及选择和使用 1 欧姆表的原理 例4 图示为简单欧姆表原理示意图 其中电流表的偏电流ig 300 a 内阻rg 100 可变电阻r的最大阻值为10k 电池的电动势e 1 5v 内阻r 0 5 图中与接线柱a相连的表笔颜色应是色 按正确使用方法测量电阻rx的阻值时 指针指在刻度盘的正中央 则rx k 若该欧姆表使用一段时间内 电池电动势变小 内阻变大 但此表仍调零 按正确使用方法再测上述rx 其测量结果与原结果相比较 填 变大 变小 或 不变 a b 点评 不论什么电表 电流表 电压表 欧姆表或多用电表 电流总是从 接线柱流入 从 接线柱流出 由此可导出以下结论 多用电表黑表笔接内部电源的正极 电流一定从黑表笔流出 黑表笔插负插孔 红表笔接多用电表内部电源的负极 电流一定从红表笔流入 红表笔插正插孔 1 机械调零 检查多用电表的指针是否停在表盘零刻度线 若不指零 可用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处 2 选择合适挡 由于欧姆表的中值电阻是几十欧姆 而用欧姆档测电阻时指针指到中央附近读数比较准确 因此所选倍率比待测电阻的估计值小一个数量级 3 欧姆调零 将红 黑表笔短接 调整调零电阻旋钮使指针指在欧姆表零刻度线位置 若 欧姆零点 旋钮右旋到底也不能调零 应更换表内电池 4 测量读数 将表笔搭接在待测电阻两端 如果指针在中央附近 表针示数乘以倍率 即为待测电阻的阻值 如果指针靠近左右两端 可根据 大量程大角度偏 小量程小角度偏 规律选择合适倍率重新调零 按步骤3 4进行 5 多用电表用完后 将选择开关置于 off 挡或交变电压的最高挡 拔出表笔 大量程大角度偏小量程小角度偏 换档重新调零测量完毕旋离 示数不用估读示数要乘倍率 2 欧姆表的使用 例5 1 用多用表的欧姆档测量阻值约为几十k 的电阻rx 以下给出的是可能的操作步骤 其中s为选择开关 p为欧姆档调零旋钮 把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上 c a b e 30k a 将两表笔短接 调节p使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度 断开两表笔b 将两表笔分别连接到被测电阻的两端 读出rx的阻值后 断开两表笔c 旋转s使其尖端对准欧姆档 1kd 旋转s使其尖端对准欧姆档 100e 旋转s使其尖端对准交流500v档 并拔出两表笔根据右图所示指针位置 此被测电阻的阻值约为 2 多选题 下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 a 测量电阻时如果指针偏转过大 应将选择开关s拨至倍率较小的挡位 重新调零后测量b 测量电阻时 如果红 黑表笔分别插在负 正插孔 则会影响测量结果c 测量电路中的某个电阻 应该把该电阻与电路断开d 测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 ac 例6 多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器 如图 甲 是一个多用电表的内部电路图 在进行电阻测量时 应将s拨到 或 在进行电压测量时 应将s拨到 或 使用多用电表进行了两次测量 指针所指的位置分别如图 乙 中a b所示 若选择开关处在 10 的电阻档时指针位于a 则被测电阻的阻值是 若选择开关处在 直流电压2 5v 档时指针位于b 则被测电压是 v 甲 乙 练习 例7 某研究性学习小组为了制作一种传感器 需要选用一电器元件 图为该电器元件的伏安特性曲线 有同学对其提出质疑 先需进一步验证该伏安特性曲线 实验室备有下列器材 3 以伏安法为背景考查电流表 电压表 滑动变阻器的选择和使用 为提高实验结果的准确程度 电流表应选用 电压表应选用 滑动变阻器应选用 以上均填器材代号 为达到上述目的 请在虚线框内画出正确的实验电路原理图 并标明所用器材的代号 若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合 请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点 相同点 不同点 例8 例9 图1中利用两个电流表测量干电池电动势e和内阻r的电路原理图 图中s为开关 r为滑动变阻器 固定电阻r1和内阻之和为100000 比r和滑动变阻器的总电阻都大得多 为理想电流表 电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线 4 数据处理 在闭合开关s前 将滑动变阻器的滑动端c移动至 填 a 端 中央 或 b 端 闭合开关s 移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置 读出电流表a1和a2的示数i1和i2 多次改变滑动端c的位置 得到的数据为 在图3所示的坐标纸上以i1为纵坐标 i2为横坐标画出所对应的曲线 利用所得曲线求得电源的电动势v 内阻 保留两位小数 该电路中电源输出的短路电流a 答案 连线如图1所示 b端 如图2所示 1 49 1 48 1 50 0 60 0 55 0 65 2 4 2 3 2 7 实验数据的处理常用方法 找出函数关系 解方程 列表法 把被测物理量分类列表表示出来 表中对各物理量的排列习惯上先原始记录数据 后计算果 列表法可大体反映某些因素对结果的影响效果或变化趋势 常用作其他数据处理方法的一种辅助手段 图象法把实验测得的量按自变量和应变量的函数关系在坐标平面上用图象直观地显示出来 根据实验数据在坐标纸上画出图象 可根据直线或双曲线确定正 反比关系 若是反比关系一般改画成正比图线 同时注意图象斜率的意义 注意 1 连线时要注意使尽可能多的点在直线上 不在直线上的点应尽量均匀分布在直线两侧 对于个别由于实验错误而形成的点 作图时应予以剔除 2 在图象呈曲线的情况下 可先根据大多数描点分布位置 个别特殊位置的奇异点可舍去 画出穿过尽可能多的点的草图 然后连成光滑的曲线 避免画成拆线形状 3 在图象上求斜率时应在图象上选取两个相距较远的点 5 以基本实验为依托 考查实验创新能力 例8 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池 该同学想测量一下这个电池的电动势e和内电阻r 但是从实验室只借到一个开关 一个电阻箱 最大电阻为999 9 可当标准电阻用 一只电流表 量程ia 0 6a 内阻ra 0 1 和若干导线 请根据测量电动势e和内电阻r的要求 设计图中器件的连接方式 画线把它们接起来 接通开关 逐次改变电阻箱的阻值r 读出与r对应的电流表的示数i 并作记录 当电阻箱的阻值r 2 6 时 其对应的电流表的示数如图5所示 处理实验数据时 首先计算出每个电流值i的倒数1 i 再制作r 1 i坐标图 如图6所示 图中已标出了 r 1 i 的几个与测量对应的坐标点 请你将与图5实验数据对应的坐标点也标在图6上 在图6上把描绘出的坐标点连成图线 根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势e v 内电阻r 解析 根据闭合电路欧姆定律 测量电源的电动势和内电阻 需要得到电源的路端电压和通过电源的电流 在本实验中没有电压表 但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表 测量电源的路端电压 通过电流表的电流也是通过电源的电流 所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可 实物图的连接如答图4所示 由闭合电路欧姆定律有 e i r r rg 解得 r e i r rg 根据r 1 i图线可知 电源的电动势等于图线的斜率 内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻 答案 见答图4 见答图6 见答图6 1 5 1 46 1 54 0 3 0 25 0 35 例9 为了节能和环保 一些公共场所使用光控开关控制照明系统 光控开头可采用光敏电阻来控制 光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件 照度可以反映光的强弱 光越强照度越大 照度单位为lx 某光敏电阻rp在不同照度下的阻值如下表 6 以设计性实验考查探究能力 根据表中数据 请在给