高三物理二轮专题十中学物理实验第2课时课件新人教版 (2).ppt

第2课时电学实验 题型1基本仪器的使用和读数例1 2009 武汉市5月模拟 1 用图示的多用电表正确测量了一个10 的电阻后 需要继续测量一个阻值大约是3k 的电阻 在用红 黑表笔接触这个电阻两端之前 以下哪些操作是必须的 请选择其中有用的 按操作顺序写出 a 调节调零旋钮使表针指着欧姆零点b 用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝 使表针指零 c 将红表笔和黑表笔接触d 把选择开关旋转到 100 位置e 把选择开关旋转到 1k 位置 2 多用电表指针的位置如图10 2 1所示 若选择开关处在下面表格中所指的挡位 则相应的读数是多少 请填在表中 图10 2 1 答案 1 dca 2 1 2k 55 8ma 或56 0ma 1 40v 万用表表盘由刻度线 指针和机械调零旋钮组成 在高中阶段主要用来测量交 直流电压 交直流电流和电阻 使用万用表测电阻时 要注意以下几个问题 1 使用前首先要对电表进行机械调零 再对电表进行欧姆调零 2 选择合适的倍率 使指针指示在中间位置附近 最好不使用刻度左边三分之一的部分 这部分刻度密集 读数误差较大 3 不能带电测量 4 被测电阻不能有并联支路 5 由于多用电表的欧姆挡表盘刻度不均匀 难于估读 测量结果只需取两位有效数字即可 在对电流表或电压表进行读数时 要注意选择电流表 电压表的不同量程时 其最小刻度不同 其读数规则也相应不同 最小分度是 1 的仪器 测量误差出现在下一位 下一位按十分之一估读 最小分度是 2 或 5 的仪器 测量误差出现在同一位上 估读时在同一位上估读 同一位分别按二分之一或五分之一估读 不是半小格的舍去 超过半小格的按一个格估读 预测演练1 2009 济南市5月高考模拟 一多用电表的电阻挡有三个倍率 分别是 1 10 100 用 10挡测量某电阻时 操作步骤正确 发现表头指针偏转角度很小 为了较准确地进行测量 应换到挡 如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数 那么缺少的步骤是 若补上该步骤后 测量 表盘的示数如图10 2 2所示 则该电阻的阻值是 如若将该表选择旋钮置于25ma挡 表盘示数仍如该图则被测电流为 图10 2 2 答案 100重新调零约2200约9 9 题型2测定性实验例2 2009 黄冈中学第二次模拟 在某实验中测量电源的电动势和内电阻 可以提供的器材有 待测电池 电动势e 约3v 内电阻r 约1 电流表 量程500 a 内阻r2 400 电流表 量程3a 内阻r1 0 1 滑动变阻器 阻值0 600 额定电流0 5a 滑动变阻器 阻值0 20 额定电流2 0a 电阻箱 9999 1 实验电路如图10 2 3所示 根据实验目的 电路中电流表应选择 应选择 r1应选择 r2应选择 请填写器材序号 图10 2 3 2 通过改变可变电阻的阻值来改变电路中的电流 要求出电池的电动势和内电阻 至少需要测量组电流值 3 实验中改变电路中的电阻 通过多次读取两电流表的读数 用描点法描绘出电流表的电流i2随电流表的电流i1的变化的图象 如图10 2 4 图10 2 4 所示 那么 根据图象可得电动势e的表达式为 内电阻r为 答案只限于用r2 iy ix及电流表的内阻r1 r2表示 而且表达式要求尽量地简约 忽略微小量 答案 1 2 二 3 iy r2 r2 电学实验器材主要是电表 滑动变阻器 电源等器材 选择实验器材一般要考虑四个方面因素 1 安全因素 通过电源 电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流 2 误差因素 选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差 电压表 电流表在使用时尽可能使指针接近满量程 其指针应偏转到满刻度的1 3以上 使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位 3 便于操作 选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围要既能满足实验要求 又便于调节 在实验过程中 应使其大部分电阻线都用到 4 实验要求 除以上三个因素外 还应注重实验实际 如电压是否能从零开始起调 所给电源与用电器是否匹配等 预测演练2 2009 烟台市高考适应性练习三 某同学给实验室的一个多用电表更换电池时发现 里面除了一节1 5v的干电池外 还有一个方形的电池 层叠电池 如图10 2 5所示 图10 2 5 为了测定该电池的电动势和内电阻 实验室中提供有下列器材 a 电流表g 满偏电流10ma 内阻10 b 电流表a 0 0 6a 3a 内阻未知 c 滑动变阻器r 0 100 1a d 定值电阻r0 阻值990 e 开关与导线若干 1 该同学根据现有的实验器材 设计了如图10 2 6所示的电路 请你按照电路图在图10 2 7上完成实物连线 图10 2 6 图10 2 7 2 图10 2 8为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的i1 i2图线 i1为电流表g的示数 i2为电流表a的示数 则由图线可以得到被测电池的电动势e1 v 内阻r1 保留两位有效数字 图10 2 8 3 另一位同学也找到了一块层叠电池 利用上面的实验连接进行测量 初始时滑片在最右端 但由于滑动变阻器某处发生断路 合上电键后发现滑片向左滑过一段距离x后电流表a才有读数 于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表的读数i1 i2与x的关系图 如图10 2 9所示 则根据图象可知 此电池的电动势 为e2 v 内阻为r2 保留两位有效数字 图10 2 9 答案 1 实物连接 略 2 9 010 3 9 011 例3 2009 海淀区5月期末练习 在 测定金属的电阻率 的实验中 所用金属电阻丝的电阻约为30 现通过以下实验测量该金属材料的电阻率 1 用螺旋测微器测量电阻丝直径 其示数如图10 2 10所示 则该电阻丝直径的测量值d mm 图10 2 10 2 实验中能提供的器材有开关 若干导线及下列器材 电压表v1 量程0 3v 内阻约3k 电压表v2 量程0 15v 内阻约15k 电流表a1 量程0 100ma 内阻约5 电流表a2 量程0 0 6a 内阻约0 1 滑动变阻器r1 0 10 滑动变阻器r2 0 1k 电源e 电动势为4 5v 内阻不计 为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值 电压表应选 电流表应选 滑动变阻器应选 3 如图10 2 11所示 将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上 刻度尺的中间有一个可沿 电阻丝滑动的触头p 触头的另一端为接线柱c 当用手按下触头p时 触头p才与电阻丝接触 触头的位置可在刻度尺上读出 实验中改变触头p与电阻丝接触的位置 并移动滑动变阻器的滑片 使电流表示数i保持不变 分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度l与对应的电压u 请在图10 2 12中完成实验电路的连接 要求 能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量 图10 2 11 图10 2 12 4 利用测量数据画出u l图线 如图10 2 13所示 其中 l0 u0 是u l图线上的一个点的坐标 根据u l图线 用电阻丝的直径d 电流i和坐标 l0 u0 可计算得出电阻丝的电阻率 用所给字母表示 答案 1 0 183 0 181 0 185 2 v1a1r1 3 如下图所示 该图中电压表连接接线柱b c也对 图10 2 13 预测演练3 2009 西安市第三次质检 如图10 2 14所示 甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒 现测量该材料的电阻率 图10 2 14 1 首先用多用电表的欧姆挡 倍率为 10 粗测其电阻 指针位置如图乙所示 其读数r 2 然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻 a 电流表 量程为0 6a 内阻约为0 1 b 电压表 量程为3v 内阻约为3k c 滑动变阻器 最大阻值为20 额定电流1ad 低压直流电源 电压6v 内阻忽略e 电键s 导线若干在下面的虚线方框中画出实验电路图 3 如果实验中电流表示数为i 电压表示数为u 并测出该棒的长度为l 直径为d 则该材料的电阻率 用测出的物理量的符号表示 答案 1 200 2 如下图所示 题型3应用型实验例4 2009 福建 19 2 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10 2 15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 图10 2 15 1 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 2 为达到上述目的 请在图10 2 16中画出正确的实验电路原理图 并标明所用器材的代号 图10 2 16 3 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 解析 1 由图可知 该电器元件的允许电压小于3v 对应的电流小于0 14a 其阻值范围小于50 故电流表应选a2 电压表应选v1 滑动变阻器应选r1 2 由rv 10k ra 10 知应用外接法 测量u i的范围较大 且从0开始测量 应用滑动变阻器的分压接法 如下图所示 3 相同点 通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系 不同点 该元件的电阻值随电压的升高而减小 而小电珠的电阻值随电压的升高而增大 答案 1 a2v1r1 2 见解析图 3 见解析 预测演练4 2009 济南市5月高考模拟 要精确测量一个阻值约为5 的电阻rx 实验提供下列器材 电流表a1 量程100ma 内阻r1约为4 电流表a2 量程500 a 内阻r2 750 电池e 电动势e 1 5v 内阻很小变阻器r0 阻值约10 开关s 导线若干 1 请设计一个测定电阻rx的电路图 2 根据你设计的电路图 将图10 2 17所示的实物连成实验电路 图10 2 17 3 根据某次测量值写出电阻rx的表达式 答案 1 2 如下图所示 题型4创新实验例5 2009 台州市第二次调考 某实验小组想较精确地测定一个自感系数很大的线圈l的直流电阻 实验室可提供下列器材 a 待测线圈l 阻值约为5 b 电流表a1 量程为0 0 6a 内阻约为0 5 c 电流表a2 量程为0 3a 内阻约为0 1 d 灵敏电流计g 量程为0 5ma 内阻为100 e 电压表v1 量程为0 15v 内阻约为30k f 变阻器r1 阻值变化范围为0 10 g 定值电阻r2 阻值为4900 h 电池e 电动势约3v 内阻不计 i 电键两个s1 s2 导线若干某位同学设计了如图10 2 18所示的电路 1 为使实验测量结果准确 p处应该选用电流表 从b c d三个选项中选用一个 填入相应的序号字母即可 2 请在图中虚线框内补画好完整的电路图 要求标明选用的电路元件符号 图10 2 18 3 某同学正确选用实验器材测出数据画出的图线如图10 2 19所示 根据图线可求出该线圈的电阻为 4 某同学实验时 其操作步骤如下 按选出的电路图和实验器材 连接好实验电路 图10 2 19 合上电键s1 s2 移动滑动变阻器的触头到适当位置 稳定后读出各电表的读数并记录 移动滑动变阻器触头到适当位置 每次稳定后再读各电表的读数并记录 先断开电键s1 再断开电键s2 然后拆除实验装置 整理好实验器材 使其复原 上述实验操作过程中有一步不妥 请指出 并改正确 答案 1 b 2 如下图所示 3 4 8 5 2 之间均正确 4 第四步有错 为防止自感电动势损坏仪表 应先断开s2后断开s1 预测演练5 2009 淄博市第二次检测 某课题研究小组 收集了数码相机 手机等用旧了的各种类型的电池 及从废旧收音机上拆下的电阻 电容 电感线圈 现从这些材料中选取两个待测元件 一是电阻r0 约为2k 二是手机中常用的锂电池 电动势e标 称值为3 7v 允许最大放电电流为100ma 在操作台上还准备了如下实验器材 a 电压表v 量程4v 电阻rv约为4 0k b 电流表a1 量程100ma 电阻ra1约为5 c 电流表a2 量程2ma 电阻ra2约为50 d 滑动变阻器r1 0 20 额定电流1a e 电阻箱r2 0 999 9 最小分度值0 1 f 开关s一只 导线若干 1 为了测定电阻r0的阻值 小组的一位成员 设计了如图10 2 20所示的电路原理图 选取了相应的器材 电源用待测的锂电池 均标在图上 其设计或器材选取中有不妥之处 你认为应该怎样改进 其理由是 2 在实验操作过程中 发现滑动变阻器r1 电流表a1都已损坏无法使用 请用余下的器材测量锂电池的电动势e和内阻r 请你在方框中画出实验电路图 标注所用器材符号 图10 2 20 为了便于分析 减小误差 处理数据时一般采用线性图象法 请写出该实验用线性图象处理数据时与线性图象相应的相关物理量间的函数关系式 答案 1 用a2替换a1待测电阻约2k 用3 7v电池供电时最大电流约im 1 85 10 3a 1 85ma 因此电流表用a1量程太大 换用a2 2 如右图所示 1 2009 晋城市二模 某同学用多用电表测量一只电阻的阻值 多用电表电阻挡有4个倍率 分别为 1k 100 10 1 该同学将选择开关旋 转到 100 位置时 用正确的操作步骤测量 发现指针偏转角度太大 图10 2 21中虚线所示 为了较准确地进行测量 请你补充完整下列依次应进行的主要操作 图10 2 21 1 2 将两表笔短接 调节欧姆调零旋钮 使指针指在0 处 3 重新测量并读数 若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示 则该电阻的测量值是 4 拨出表笔 答案 1 将选择开关旋转到 10 的位置 3 130 128 132 4 将选择开关旋转到 off 位置 或交流电压最高挡 2 2009 淮安市第四次调研 如图10 2 22所示 用伏安法测电源电动势和内阻的实验中 在电路中接一阻值为2 的电阻r0 通过改变滑动变阻器 得到几组电表的实验数据 图10 2 22 1 r0的作用是 2 用作图法在图10 2 23中的坐标系内作出u i图线 3 利用图线 测得电动势e v 内阻r 4 某同学测另一串联电池组的输出功率p随外电阻r变化的曲线如图10 2 24所示 由所得图线可知 被测电池组电动势e v 电池组的内阻r 图10 2 23 图10 2 24 答案 1 保护电源 电表 防止短路 2 如下图所示 3 1 51 0 4 305 3 2009 威海市5月模拟 某同学用常规器材研究标有 3 8v 0 3a 字样的小灯泡两端的电压和通过它的电流的关系 先选择合理的电路再正确连线 闭合开关后进行实验 得到的数据如下表所示 根据这些数据 1 在图10 2 25中画出实验电路图 图中的电源和开关已经画好 图10 2 25 2 在图10 2 26坐标系中 选取适当的标度 画出小灯泡的u i图线 以u为纵轴 图10 2 26 3 u1 1 00v和u2 3 00v时小灯泡的电阻分别为r1 r2 其大小不同的原因是 4 小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时 小灯泡的最大电阻是 最大电功率是w 保留三位有效数字 5 通过小灯泡的电流等于零时 小灯泡的电阻约为 答案 1 如下图所示 2 如下图所示 3 6 2510 79随着电压的增大 通过小灯泡的电流增大 同时小灯泡的发热功率增加 灯丝的温度升高 所以金属灯丝的电阻率增大 灯泡的电阻增大 4 12 261 18 5 1 25 4 2009 徐州市第三次调研测试 某物理兴趣小组的同学想用如图10 2 27甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性 图10 2 27 1 请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整 为了保证实验的安全 滑动变阻器的滑动触头p在实验开始前应置于端 选填 a 或 b 2 正确连接电路后 在保温容器中注入适量冷水 接通电源 调节r记下电压表和电流表的示数 计算出该温度下的电阻值 将它与此时的水温一起记入表中 改变水的温度 测量出不同温度下的电阻值 该组同学的测量数据如下表所示 请你在图10 2 28的坐标纸中画出该热敏电阻的r t关系图 对比实验结果与理论曲线 图中已画出 可以看出二者有一定的差异 除了读数等偶然误差外 你认为还可能是由什么原因造成的 图10 2 28 3 已知电阻的散热功率可表示为p散 k t t0 其中k是比例系数 t是电阻的温度 t0是周围环境温度 现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流源中 使流过它的电流恒为40ma t0 20 k 0 16w 由理论曲 线可知 该电阻的温度大约稳定在 此时电阻的发热功率为w 答案 1 如下图所示a 2 如下图所示 电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大 随着温度的升高 热敏电阻的阻值变小 电流表的分压作用更明显 相对误差更大 3 50 2