北京海淀区08高三物理区教研电学实验复习 课件.ppt

电学实验 复习建议 1 高考考什么 思考三个问题 2 高考怎么考 3 如何去复习 能独立完成 知识内容表 中所列实验 能明确实验目的 能理解实验原理和方法 能控制实验条件 会使用仪器 会观察 分析实验现象 会记录 处理实验数据 并得出实验结论 能灵活地运用已学过的物理理论 实验方法和实验仪器去处理问题 1 高考考什么 高考大纲对实验能力的要求 1 高考考什么 高考电学实验知识点的要求 2 高考怎么考 对高考试卷进行分析 看高考试卷中对电学实验是怎么考的 1 用示波器观察频率为900hz的正弦电压信号 把电压信号接入示波器y输入 当屏幕上出现如图1所示的波形时 应调节 钮 如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围 应调节钮或钮 或这两个钮配合使用 以使正弦波的整个波形出现在屏幕内 如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形 应将 钮置于 位置 然后调节 钮 1 07全国卷1 示波器的使用 2 有一电流表a 量程为1ma 内阻rg约为100 要求测量其内阻 可选用器材有 电阻箱r0 最大阻值为99999 9 滑动变阻器甲 最大阻值为10k 滑动变阻器乙 最大阻值为2k 电源e1 电动势约为2v 内阻不计 电源e2 电动势约为6v 内阻不计 开关2个 导线若干 采用的测量电路图如图所示 实验步骤如下 a 断开s1和s2 将r调到最大 b 合上s1调节r使a满偏 c 合上s2 调节r1使a半偏 此时可以认为a的内阻rg r1 试问 在上述可供选择的器材中 可变电阻r1应该选择 为了使测量尽量精确 可变电阻r应该选择 电源e应该选择 认为内阻rg r1 此结果与rg的真实值相比 填 偏大 偏小 或 相等 2 07全国卷2 测电阻 电流表的内阻 1 图1是电子射线管的示意图 接通电源后 电子射线由阴极沿x轴方向射出 在荧光屏上会看到一条亮线 要使荧光屏上的亮线向下 z轴方向 偏转 在下列措施中可采用的是 填选项代号 a 加一磁场 磁场方向沿z轴负方向b 加一磁场 磁场方向沿y轴正方向c 加一电场 磁场方向沿z轴负方向d 加一电场 磁场方向沿y轴正方向 图1 3 07北京卷 带电粒子在电场 磁场中的偏转 演示实验 1 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按题22图1所示方式连接电路 电路中所有元器件都完好 且电压表和电流表已调零 闭合开关后 若电压表的示数为2v 电流表的的示数为零 小灯泡不亮 则断路的导线为 若电压表的示数为零 电流表的示数为0 3a 小灯泡亮 则断路的导线为 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 则断路的导线为 4 07重庆卷 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管 已知螺线管使用的金属丝电阻率 1 7 10 8 m 课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度 他们选择了多用电表 电流表 电压表 开关 滑动变阻器 螺旋测微器 千分尺 导线和学生电源等 1 他们使用多用电表粗测金属丝的电阻 操作工程分以下三个步骤 请填写第 步操作 将红 黑表笔分别插入多用电表的 插孔 选择电阻档 1 把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接 多用表的示数如图9 a 所示 4 07广东卷 4 07广东卷 2 根据多用电表示数 为了减少实验误差 并在实验中获得较大的电压调节范围 应从图9 b 的a b c d四个电路中选择 电路来测量金属丝电阻 3 他们使用千分尺测量金属丝的直径 示数如图10所示 金属丝的直径为 mm 4 07广东卷 4 根据多用电表测得的金属丝电阻值 可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为 m 结果保留两位有效数字 5 他们正确连接电路 接通电源后 调节滑动变阻器 发现电流始终无示数 请设计一种方案 利用多用电表检查电路故障并写出判断依据 只需写出简要步骤 多用电表的使用 伏安法测电阻 电路选择 测金属丝的长度 实验方案设计 4 07广东卷 5 07海南卷 图1中电源电动势为e 内阻可忽略不计 电流表ma有一定的内阻 电压表v的内阻不是无限大 s为单刀双掷开关 r为待测电阻 当s向电压表一侧闭合时 电压表读数为u1 电流表读数为i1 当s向r一侧闭合时 电流表读数为i2 1 根据已知条件与测量数据 可以得出待测电阻r 2 根据图1所给出的电路 在图2的各器件实物图之间画出连接的导线 5 07海南卷 测电阻 闭合电路欧姆定律r 0 画实物连接图 6 07江苏卷 要描绘某电学元件 最大电流不超过6ma 最大电压不超过7 的伏安特性曲线 设计电路如图 图中定值电阻 为1k 用于限流 电流表a量程为10ma 内阻约为5 电压表 未画出 量程为10 内阻约为10k 电源电动势 为12 内阻不计 1 实验时有两个滑动变阻器可供选择 a 阻值0 200 额定电流0 3ab 阻值0 20 额定电流0 5a本实验应选用的滑动变阻器是 填 a 或 b 2 正确接线后 测得数据如下表 b 根据以上数据 画出该元件的伏安特曲线为 3 画出待测元件两端电压 mo随mn间电压 mn变化的示意图为 为需数值 a 根据以上数据 电压表是并联在 与之间的 填 或 6 07江苏卷 仪器的选择 数据处理 元件的伏安特性曲线的描绘 某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验 图中电流表a的量程为0 6a 内阻约0 1 电压表v的量程为 内阻约 k 为小量程电流表 电源电动势约 内阻较小 下列电路中正确的是 6 07江苏卷 测电阻 测电动势 描伏安曲线 测电表内阻 检测一个称值为5 的滑动变阻器 可供便用的器材如下 a 待测滑动变阻器rx 全电阻约5 电阻丝绕制紧密 匝数清晰可数 b 电流表a1 量程0 6a 内阻0 6 c 电流表a2 量程3a 内阻约0 12 d 电压表v1 量程15v 内阻约15k e 电压表v2 量程3v 内阻约为3k f 滑动变阻器r 全电阻约20 g 直流电源e 电动势3v 内阻不计h 游标卡尺i 毫米刻度尺j 电键s 导线若干 7 07山东卷 1 用伏安法测定rx的全电阻值 所选电流表为 填 a1或a2 所选电压表为 填 v1 或 v2 2 画出测量电路的原理图 并根据所画原理图将下图中实物连接测量电路 电路原理图和对应的实物连接如图 7 07山东卷 3 为了进一步测量待测滑动变阻器电阻的电阻率 需要测量电阻丝的直径和总长度 在不破坏变阻器的前提下 请设计一个实验方案 写出所需器材及操作步骤 并给出直径和总长度的表达式 7 07山东卷 伏安法测电阻 仪器的选择 设计测量电路图 连接实物图 测长度的实验设计 2 利用伏安法测量干电池的电动势和内阻 现有的器材为 干电池 电动势约为1 5v 符号电压表 量程1v 内阻998 3 符号电流表 量程1a 符号滑动变阻器 最大阻值99999 9 符号单刀单掷开关1个 符号导线若干 设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内 要求在图中标出电压表 电流表的接线柱的正负 为了满足本实验要求并保证实验的精确度 电压表量程应扩大为原量程的倍 电阻箱的阻值应为 8 07宁夏卷 测电源电动势和内电阻 设计电路 电表量程的扩大 2 现要测量某一电压表v的内阻 给定的器材有 待测电压表v 量程2v 内阻约为4k 电流表ma 量程1 2ma 内阻约500 直流电源e 电动势约2 4v 内阻不计 固定电阻3个 r1 4000 r2 10000 r3 15000 电键s及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半 i 试从3个固定电阻中选用1个 与其它器材一起组成测量电路 并在虚线框内画出测量电路的原理图 要求电路中各器材用题中给定的符号标出 ii 电路接通后 若电压表读数为u 电流表读数为i 则电压表内阻rv 8 06全国卷1 测电压表内阻 定值电阻的选择 电路设计 9 06全国卷2 1 现要测定一个额定电压4v 额定功率1 6w的小灯泡 图中用 表示 的伏安特性曲线 要求所测电压范围为0 1v 4v 现有器材 直流电源e 电动势4 5v 内阻不计 电压表v 量程4 5v 内阻约为4 104 电流表a1 量程250ma 内阻约为2 电流表a2 量程500ma 内阻约为1 滑动变阻器r 最大阻值约为30 电子键s 导线若干 如果既要满足测量要求 又要测量误差较小 应该选用的电流表是 下面两个电路应该选用的是 甲 乙 描绘小灯泡伏安特性曲线 仪器的选择 电路的选择 除了导线和开关外 有以下一些器材可供选择 电流表 a1 量程100ma 内阻约2 a2 量程0 6a 内阻约0 3 电压表 v1 量程5v 内阻约5 v2 量程15v 内阻约15 电源 e1 电动势为1 5v 内阻为0 2 e2 电动势为4v 内阻约为0 04 为了调节方便 测量准确 实验中应选用电流表 电压表 滑动变阻器 电源 填器材的符号 2 某同学用图2所示电路 测绘标有 3 8v 0 3v 的小灯泡的灯丝电阻r随电压u变化的图象 10 06北京卷 根据实验数据 计算并描绘出r u的图象如图3所示 由图象可知 此灯泡在不不作时 灯丝电阻为 当所加电压为3 00v时 灯丝电阻为 灯泡实际消耗的电功率为 w 10 06北京卷 根据r u图象 可确定小灯泡耗电功率p与外加电压u的关系 符合该关系的示意图是下列图中的 10 06北京卷 测小灯泡r u p u曲线 仪器选择 数据处理运用 图像的判别 高考试题给我们的信息 1 不偏离考试说明 2 不拘泥于考试说明 3 源于课本的演示实验 2 高考怎么考 1 实验仪器的选择 2 实验方案的设计 3 实验电路的判断 4 实验电路的连接 5 实验图像的描绘 6 实验图线的分析 7 演示实验的考查 源于教材 高于教材 不拘泥于教材 3 如何去复习 1 关注基本仪器的使用方法 读数法则 2 关注基本实验的复习 掌握原理 电路图 实物连接图 实验操作 数据处理 实验设计等 3 关注基本实验的变化和实验的考查角度 4 关注课本中重要的演示实验 建议 开放实验室 让学生动手做一做 以 高三物理实验报告册 为基础 专题1 基本电学仪器的使用 读数 基本电学仪器主要分为测量仪器 如电流表 电压表 多用电表等 电路控制设备 如滑动变阻器 电阻箱等 1 直流电压表和直流电流表 1 常用规格和构造 注意 毫安表的内阻一般在几欧 几十欧 两种表的内部线路 一 测量仪器 2 电流表和电压表的读数 中学常见电表的有关读数原则 0 73v 3 7v 0 73a 0 15a 例1 读数练习 请读出上面每个电表的两个示数 填在表中 0 27a 0 57a 1 70a 2 00a 1 41v 2 00v 8 2v 12 0v 3 使用安培表 伏特表的注意事项 a 机械零点的调整 在不通电时 指针应在零刻度的位置 b 选择适当量程 估算电路中的电流或电压 指针应偏转到满度的1 3以上 若无法估算电路中的电流和电压 则应先选用较大的量程 再逐步减小量程 c 正确接入电路 电流表应串联在电路中 电压表应并联在电路中 两种表都应使电流从正接线柱流入 负接线柱流出 d 正确读数 根据所选量程的准确度 正确读出有效数字和单位 e 注意内阻 电流表和电压表一方面作为仪器使用 同时又是被测电路中的一个电阻 实验中没有特别要求时 一般不考虑它们的内阻对电路的影响 但在有些测量中 不能忽视它们的内阻对被测电路的影响 如伏安法测电阻等 例2 如图所示电路 若先后用两只电流表分别串联在r1支路中 甲表读数为0 48a 乙表读数为0 46a 排除电流表读数误差 则 表所测误差较小 则 电流表的内阻较小 甲 甲 定性分析 在排除电流表读数误差的前提下 主要考虑电流表内阻对电路的影响 因电流表串联在r1支路上 使得电路总电阻增大 总电流减小 r1支路的电流即电流表读数小于r1支路中未接电流表时的电流 所以 甲表所测误差较小 内阻也较小 半定量分析 若不计电源内阻 则通过r1的电流i1 e r1 把内阻为ra的电流表串联在r1支路上 通过r1的电流i1 e r1 ra 则ra越小 越接近i1 误差越小 思考 若电源内阻不能忽略应如何考虑 例3 甲 乙两同学都用已校准过的两只不同的电压表来测量电路中某两点的电压 甲测量结果为14 7v 乙测量结果为13 6v 在排除读数误差前提下 测量结果不同是因为 不同 测量结果 更接近电路中的实际电压 若将这两个电压表并联后 一起测量这两点间电压 每只电压表读数应 填 更大 更小 或 不变 若将这两电压表串联起来一起测量 则两表读数之和比原来任一只表测量值 填 大 小 或 不变 两只电压表内阻 甲 更小 大 分析 在考虑电压表内阻对电路影响的情况下 电压表并联在电路中两点 并联部分电阻变小 电路中电流增大 并联部分电压较原来变小 电压表内阻越大 电压表的读数越接近电路中原来的电压 特别注意 电表在电路中的身份 若电表内阻未知 它在电路中是双重身份 若电表内阻已知 它在电路中是三重身份 是电阻 同时也是电流表和电压表 即电压表可测电流 电流表可测电压 前提 保证电表安全工作 2 多用电表 1 表盘及构造 2 多用电表的一般使用方法 a 使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端的零刻线处 如果不在 就应该进行机械调零 用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝 使指针指零刻线 然后将红色和黑色表笔分别插入正 负 测试笔插孔 b 测量时 应把选择开关旋到相应的测量项目和量程上 读数时要用与选择开关的档位相应的刻度读数 测量电流和电压时 使用方法同电流表和电压表 3 测量电阻时 操作步骤 a 选挡 一般比被测电阻的估计值低一个数量级 如估计值为200 就应该选 10的倍率 b 进行欧姆调零 注意 电阻挡的零位在刻度的右侧 c 测量 将红黑表笔接被测电阻两端进行测量 d 得测量值 将指针示数乘以倍率 得测量值 e 实验完毕 将选择开关扳到off或交流电压最高挡 4 多用电表的原理 电路图 1 ig e r0 r r 0 电阻调零 2 i e r0 r r rx i与rx一一对应 ig与rx 0对应 例4 用多用电表测直流电压u和测电阻r时 若红表笔插入多用电表的正 插孔 则 a 前者电流从红表笔流入多用电表 后者电流从红表笔流出多用电表 b 前者电流从红表笔流入多用电表 后者电流从红表笔流入多用电表 c 前者电流从红表笔流出多用电表 后者电流从红表笔流出多用电表 d 前者电流从红表笔流出多用电表 后者电流从红表笔流入多用电表 b 分析 如图所示是多用电表的示意电路图 无论是测电压u 测电流i还是测电阻 电流都是从红表笔流入多用电表 从黑表笔流出多用电表 例5 如下图所示为多用电表欧姆档的原理示意图 其中电流表的满偏电流为300ma 内阻rg 100 调零电阻最大值r 50k 串联的固定电阻r0 50 电池电动势e 1 5v 用它测量电阻rx 能准确测量的阻值范围是 b a 30k 80k b 3k 8k c 300k 800k d 30 80 分析 当电流表满偏时 当测量rx时 电流表指针偏中时测量比较准确 此时电流i ig 2 150 10 3a 1 滑动变阻器 1 构造 滑动变阻器结构如图 表面涂有氧化绝缘层的电阻丝ab密绕在瓷管上 滑动触片p与电阻丝紧密接触 接触部分的氧化层已刮掉 且能在滑杆cd上左右滑动 中学实验室内常用的滑动变阻器有以下几种 0 10 2a 0 50 1 5a 0 200 1 5a 0 1750 0 3a 二 电路控制设备 接线上柱 不能接在腿上 接线上柱 不能接在滑动头上 注意 滑动变阻器容易出现的二种错误接法 2 滑动变阻器的两种用法 a 限流式用法 滑动变阻器串联在电路中 用电器上电流的变化范围 用电器上电压的变化范围 思考 如果电源内阻不等于零 如何计算变化范围 b 分压式用法 滑动变阻器充当分压器的作用 用电器上电流的变化范围 用电器上电压的变化范围 思考 如果电源内阻不等于零 如何计算变化范围 c 两种接法的选择原则 下列三种情况下需要将滑动变阻器选择分压接法 3 若实验中要求电压从零开始连续变化时需选择分压电路 2 若实验要求电压变化范围较大 或要求测量多组数据 但滑动变阻器全组值r0远小于被测电阻r 不能满足实验要求时 必须选择分压电路 1 若采用限流电路时 限制不住 电路中的最小电流 压 大于等于被测电阻r或用电器的额定值 电表超量程 必须选择分压电路 例6 有一用电器的电阻为12欧姆 试设计一个电路 使用电器两端的电压连续变化范围尽可能大 可选用的器材有 一个电动势为6v 内阻为1欧姆的电源 一个最大阻值为4欧姆的滑动变阻器 一个电键 导线若干 请设计一个合理的电路图 并计算用电器两端电压可调节的范围是 用电器电功率可调节的范围是 0 4 5v 0 1 69w 2 电阻箱 1 构造 电阻箱是由多个电阻串联而成 它的原理是通过改变串联电阻的个数 从而达到改变电阻的目的 请读出电阻箱上的电阻值 2 电阻箱的使用方法及注意事项 a 不要使通过电阻箱的电流超过其允许的最大电流 b 电阻箱使用电阻值的读数为 每档指示数值乘以相应倍率后相加的总和 c 需要调整电阻箱阻值时 先调大倍挡 后调小倍挡 例7 图乙中已画出进行实验所需器材 请按原理图甲要求连接成实验电路 并注意滑动变阻器滑片在电键闭合前的位置 示波器的使用 是用来显示和测量交直流信号幅度 频率 周期等多种物理量的仪器 种类繁多 但主要由以下三部分组成 垂直 y 放大器 水平 x 放大器和扫描系统 专题2 考试说明中基本实验复习 122 用描迹法画出电场中平面上的等势线 1 实验目的 2 实验原理 3 实验器材 4 实验步骤 主要考查 模拟电场 等势线的分布 用其他仪器代替电流计 基础练习 在做 电场中等势线的描绘 实验时 某同学做了如下的准备工作 1 在一块平整的木板上依次铺放白纸 复写纸 导电纸各一张 导电纸有导电物质的面向下 用图钉把三种纸固定在木块上 2 在导电纸上平放两个相距10cm且接触良好的电极 两电极与6伏交流电源相接 3 从一个量程为0 3a的电流表的两个接线柱引出两个探针 试指出上述三点存在的错误之处并加以改正 a b c 考查1 模拟电场 思考 如何利用同样的原理模拟一个点电荷的电场 平行板间的匀强电场 两个等量同种电荷的电场 考查2 等势线的分布情况 下图是 描绘电场中的等势线 的实验装置 图中导电纸上a c d e f h b间距相等 当电流由正接线柱进入灵敏电流表g时 其指针向正接线柱一侧偏转 实验中 当g表指针 时 说明探针 所接触的正是两个等势点 当探针 接在d点 探针 接r点时 g表指针偏向负接线柱一侧 这时应将探针 向 移 填 上 下 左 右 先后将探针 接d点 探针 接c点和将探针 接e点 探针 接d点 g表指针在 次偏转较大 填 前 或 后 考查3 用电压表代替电流计的测量原理 在 电场中等势线的描绘 的实验中 现备有器材 1 木板 2 白纸 3 导电纸 4 金属圆柱形电极 5 多用电表所用的表笔 6 细头探针 7 量程为ug 3v的电压表 8 干电池及导线 思考 如何利用电压表探测 描绘等电势点 伏特表的一个极连接正极或负极 测量读数相同的点就是等电势点 练习 在描绘电场中等势线的实验中有以下器材 电源e 电动势为12v 内阻不计 木板n 板上从下往上依次叠放白纸 复写纸 导电纸各一张 两个金属条a b 平行放置在导电纸上 与导电纸接触良好 用作电极 滑线变阻器r 其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻 直流电压表v 量程为6v 内阻很大 其负接线柱与b极相连 正接线柱与探针p相连 开关k 现要用图中仪器描绘两平行金属条ab间电场中的等势线 ab间的电压要求取为6v 求 在图中连线 并画出实验电路原理图 思考 如何利用学生示波器来代替电流计进行等电势点的检测 考查4 用示波器代替电流计的测量原理 实验时 将实验用的电流计换成示波器 它的y轴输入耦合开关放在 dc 位置 y轴增益旋钮顺时针方向转到底 衰减旋钮放在 10 挡 此时垂直方向坐标刻度每一大格所示电压值为0 5v 当光点移至刻度盘中间位置 即x轴 上时 其量程为 2v 测量中 当两探针不在同一等势线上时 光点将向上 下偏移 只有两探针在同一等势线上时 光点才停留在荧光屏的中心不动 实验方法与用灵敏电流计相同 123 测定金属的电阻率 练习使用螺旋测微器 实验仪器的选择测量电路的选择控制电路的选择 1 实验目的 2 实验原理 3 实验器材 4 实验步骤 测电阻 电流表是一个能测出流过自身电流的小电阻 电压表是一个能测出自身两端电压的大电阻 明确 被测量的电阻 一 定值电阻的测量方法 1 欧姆表测量 最直接测电阻的仪表 但是一般用欧姆表测量只能进行粗测 为下一步的测量提供一个参考依据 用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻 2 伏安法 伏安法的测量依据是欧姆定律 包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律 需要的基本测量仪器是电压表和电流表 当只有一个电表时 可以用标准电阻 电阻箱或给一个定值电阻 代替 当电表的内阻已知时 根据欧姆定律i u r电压表同时可以当电流表使用 同样电流表也可以当电压表用 3 替代法 替代法的测量思路是等效的思想 可以是利用电流等效 也可以是利用电压等效 替代法测量电阻精度高 不需要计算 方法简单 但必须有可调的标准电阻 一般给定的仪器中要有电阻箱 伏安法测电阻 主要需要解决几个问题 1 测量电路的选择 安培表是内接 外接 2 控制电路的选择 滑动变阻器限流 分压 3 仪器的选择 电流表 电压表 滑动变阻器 安培表外接法 安培表内接法 误差原因 电压表的分流 电流表的分压 测量结果 r测 r真 r测 r真 选择依据 rx rvra 1 2 rx rvra 1 2 测量电路的选择 当被测电阻的阻值不能估计时可采用这一种试触的办法估计电阻的大小 再选择 c 1000 练习 某同学用伏安法测未知电阻 他采用如图所示的方法 先把伏特表接在c点上 两表的读数分别为 u1 3 0v i1 3 0ma 然后把伏特表接在b点上 两表的读数分别为 u2 2 9v i2 4 0ma 为了尽可能减小测量误差 伏特表连线应接在b c中的点上 此时测得的电阻值r 控制电路的选择 滑动变阻器作限流器用 滑动变阻器作分压器用 用伏安法测电阻rx时 可供选择的电路 例题 有一个电阻rx 其阻值大约是25k 可供选择的器材是 电流表a1 0 100 a 2k 电流表a2 0 500 a 300 电压表v1 0 10v 100k 电压表v2 0 50v 500k 直流稳压电源e 15v 1a 滑动变阻器r 1k 1w 电键k和若干根导线 试选择适当的器材 选取适当的电路 使测量尽可能准确 并画出电路图 再将如图示的实物连线 仪器和电路的选择 解 1 电压表 电流表的选择 超过两表的量程 因此滑动变阻器必须用分压器接法 若电压表选v2 50v 因为电源电压15v不足其量程的1 3 所以电压表应选v1 10v 由于电阻rx中的最大电流为i 10 25000 400 a 若滑动变阻器用限流接法 电路中的最小电流为i 15 26000 0 577ma 577 a 所以电流表选a2 500 a 2 滑动变阻器的选择 滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用 为了使电流电压有较明显的变化 在限流电路中 一般滑动变阻器的阻值r 3 5 rx在分压器电路中 一般滑动变阻器的阻值r 1 3 1 5 rx 3 安培表内接法和外接法的选择因为rx 25k ra 300 所以采用安培表内接法 4 分压电路和限流电路的选择 分压电路可以使待测电阻上的电压从最大值调到零 限流电路却不可以 分压电路连线复杂 限流电路连线简单 分压电路消耗的额外功率大 限流电路消耗的额外功率小 我们可根据这两种电路的特点 按照实验要求进行选择 在上面例题中 如果用限流电路 因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍 所以变阻器对电流 电压的的调节作用很小 这里我们应该选用调节作用范围大的分压电路 根据以上分析 画出实验电路图如下 电流表a1 0 100 a 2k 电流表a2 0 500 a 300 电压表v1 0 10v 100k 电压表v2 0 50v 500k 实物图连线如图示 总结 1 安全性原则 不超过电表量程 2 精确性原则 尽量减小测量误差a 选择量程时 尽量使得在读数时 电流表 电压表指针的偏角超过满刻度的2 3 欧姆表指针尽量在表盘的中间附近 b 多次重复测量 求平均值 3 简便性原则 滑动变阻器的选择 在中学电学实验中 选择器材和电路的原则是 练习1 有一个阻值约为5k 的电阻 现用伏安法较准确的测定它的电阻值 可供选用的电流表量程为50ma 内阻为20 电压表量程为5v 内阻为10k 为减少误差 实验时应选用哪种电路为好 练习2 为了判断一种电阻丝是什么材料的 要测出电阻丝材料电阻率 电阻丝直径不到1mm 取下一段长度1m多的电阻丝 多用电表初步测出它的电阻r约5 然后再用伏安法精测 为此取来两节新的干电池还应在下列仪器中选取哪些 1 a 电压表0 3v 内阻10k b 电压表0 15v 内阻50k c 电流表0 0 6a 内阻0 05 d 电流表0 3a 内阻0 01 e 滑动变阻器 0 10 f 滑动变阻器 0 100 g 0 1mm的游标卡尺h 螺旋测微器i 1m长的木制米尺j 2m长的钢卷尺 另外还有导线 开关等 2 请画出你设计的电路图 练习3 已知电阻丝的电阻约为10 现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用 应选用的器材有 只填代号 画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图 a 量程是0 6a 内阻是0 5 的电流表 b 量程是3a 内阻是0 1 电流表 c 量程是3v 内阻是6k 电压表 d 量程是15v 内阻是30k 电压表e 阻值为0 1k 额定电流为0 5a的滑动变阻器 f 阻值为0 10 额定电流为2a的滑动变阻器 g 蓄电池 6v h 开关一个 导线若干 练习4 有一电阻rx 其阻值在100 200之间 额定功率为0 25w 要用伏安法较准确地测量它的阻值 实验器材有 安培表a1 量程为50ma ra1 100 安培表a2 量程为1a ra2 20 电压表v1 量程为5v rv1 10k 电压表v2 量程为15v rv2 30k变阻器r变1 变阻范围0 20 2a 变阻器r变2 变阻范围0 1000 1a 电源9v 电键 导线 1 实验中应选用的电流表 电压表 变阻器分别是 2 画出所用实验电路 伏安法测电阻的拓展 1 利用已知内阻的伏特表 代替电流表 例题 用以下器材测量一待测电阻rx的阻值 900 1000 电源e 具有一定内阻 电动势约为9 0v 电压表v1 量程为1 5v 内阻r1 750 电压表v2 量程为5v 内阻r2 2500 滑线变阻器r 最大阻值约为100 单刀单掷开关k 导线若干 测量中要求电压表的读数不小于其量程的2 3 试画出测量电阻rx的一种实验电路原理图 要测rx必须已知什么 还要测量什么 用两个伏特表测rx 能用两个电流表测rx吗 不能 请说明理由能 请你设计电路 伏安法测电阻的拓展 2 利用已知内阻的安培表 代替电压表 例题 用以下器材测量一待测电阻的阻值 器材 代号 与规格如下 电流表a1 量程250ma 内阻r1为5 标准电流表a2 量程300ma 内阻r2约为5 待测电阻rx 阻值约为100 滑动变阻器r 最大阻值10 电源e 电动势约为10v 内阻r约为1 单刀单掷开关s 导线若干 要求方法简捷 并能测多组数据 画出实验电路原理图 并标明每个器材的代号 实验中 需要直接测量的物理量是 用测的量表示待测电阻rx的阻值的计算公式是rx 解 实验电路图如图所示 两电流表a1 a2的读数为i1 i2和电流表a1的内阻为r1 待测电阻r1的阻值的计算公式是r1 替代法测电阻 练习 在学校开展的科技活动中 为了要测出一个未知电阻的阻值rx 现有如下器材 读数不准的电流表a 定值电r0 电阻箱r1 滑动变阻器r2 单刀单掷开关s1 单刀双掷开关s2 电源和导线 1 画出实验电路图 并在图上标出你所选用器材的代码 2 写出主要的实验操作步骤 解析 1 实验电路如图所示 2 将s2与rx相接 记下电流表指针所指位置 将s2与r1相接 保持r2不变 调节r1的阻值 使电流表的指针在原位置上 记下r1的值 则rx r1 如果没有电流表 而是电压表 画出实验的电路图 说明操作步骤 二 电表内阻的测量方法 必须明确的几点 1 将电表看成可以直接读出电流电压的电阻2 已知内阻的电流表相当于一个电压表即u ira3 已知内阻的电压表相当于一个电流表即i u rv 1 替换法 把电表看出一个纯电阻 1 用替代法测电流表的内阻 例 如果两个电表的规格如下a1 500uarg 200 a 标准表1mara 100 滑动变阻器 20 1a电阻箱 0 999 9 电源e 3v内阻忽略 定值电阻r3 1 设计测量a1内阻的实验电路2 写出操作步骤 2 用替代法测电压表的内阻 能否用替代法测电压表内阻 请设计实验电路 1 替换法 把电表看出一个纯电阻 练习 从下表中选出适当的实验器材 设计一电路来测量电流表a1的内阻r1 要求方法简捷 有尽可能高的测量精度 并能测得多组数据 画出电路图 标明所用器材的代号 例 利用图1所示的电路测量电流表ma的内阻ra 图中r1 r2为电阻 k1 k2为电键 b是电源 内阻可忽略 根据图1所给出的电路原理图 在图2的实物图上连线 已知r1 140 r2 60 当电键k1闭合 k2断开时 电流表读数为6 4ma 当k1 k2均闭合时 电流表读数为8 5ma 由此可以求出ra 保留2位有效数字 2 利用电流表自身和定值电阻测电表电阻 例 利用图中给定的器材测量电压表v的内阻rv 图中b为电源 内阻可忽略不计 r为电阻箱 k为电键 将图中实物连接为测量所用的电路 写出实验中必须记录的数据 用符号表示 并指出各符号的意义 用 中记录的数据表示rv的公式为rv 3 利用电压表自身和电阻箱测电压表电阻 解 连线如图所示 r1 r2 它们是电阻箱的两次读数 u1 u2 它们是相应的电压表的两次读数 4 半偏法测电流表内阻 例8 利用如图所示的电路测量电流表的内阻 图中电源的电动势e 4v 先闭合s1 调节r 使电流表指针偏转到满刻度 满偏电流ig 300 a 再闭合s2 保持r不变 调节r 使电流表指针偏转到满刻度的2 3 读出此时r 的阻值为200 则电流表内阻的测量值rg为多大 例9 现有一量程为3v的电压表 内阻约3k 为了较准确地测量其内阻 在没有电流表的情况下 某同学设计了如图所示的实验电路 1 他的主要操作步骤如下 a 按图所示连接电路图 变阻器滑片滑到 端 b 闭合开关s2和开关s1 调节使电压表指针指到 c 保持的滑片不动 断开开关s2 调节r 使电压表的指针指到 记下此时r的值 则所测电压表的内电阻rv为此时的r值 5 半偏法测电压表内阻 2 本实验中 若提供以下器材 a 电池组 电动势4v b 电阻箱 0 999 c 电阻箱 0 9999 d 滑动变阻器 0 20 1a e 滑动变阻器 0 1k 0 5a 为完成上述实验 电阻箱r应选 滑动变阻器r0应选 填代号 3 用上述方法测出的电压表内阻的测量值rv 填 大于 等于 或 小于 电压表内阻的真实值 6 其他方法 伏安法 测电表内阻 思考 可以测量哪一个电表的电阻 7 其他方法 比较法 测电表内阻 若已知一个电表的电阻 就可求另一个电表的电阻 滑动变阻器也可以按照情况使用分压接法 124 描绘小灯泡的伏安特性曲线 主要考查 测量电路的选择 控制电路的选择 特性曲线产生的原因 某电压下灯泡功率的计算等 1 实验目的 2 实验原理 3 实验器材 4 实验步骤 1 请画出实验电路图 2 为什么电流表采用外接法 3 滑动变阻器为什么要用分压器接法 练习1 描绘出一个 220v60w 灯泡的u i图象 肯定不符合实际的是下图中的 acd 上图中 若将i u对调 则选 abd 4 若测出一个热敏电阻的u i图线 正确的应是上图中的 c 5 画出的u i图象的斜率 不是切线 的物理意义是什么 6 为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大 描绘小灯泡的伏安特性曲线 练习2 某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组u和i的数据 在右图上画出i u图线 从图线上可以看出 当功率逐渐增大时 灯丝电阻的变化情况是 这表明导体的电阻随温度升高而 开始不变 后来逐渐增大 增大 练习3 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 某同学为研究小灯泡的伏安特性曲线 用实验得到小灯泡上的电流和电压的数据如下表所示 画出实验电路图 可用器材有 电压表 电流表 滑线变阻器 阻值10 电键 导线 画出小灯泡的u i曲线 并分析产生这种曲线的原因 若电源电动势是1 5v 内阻是2 将本题的小灯泡接在该电源的两端 小灯泡的实际功率是多少 分析 要求小灯泡的电压连续变化 则滑动变阻器应采用分压连接 灯泡电阻小 则采用电流表外接法 作小灯泡的u i曲线 由u e ir 1 5 2i 做出电源的伏安特性曲线 如图 这两条图线的交点即为小灯泡的工作电流为0 35a 工作电压为0 80v 因此小灯泡的实际功率为0 28w 练习 为了研究一个 2 5v 0 1w 的小灯泡的伏安特性 现有蓄电池一组 电键一个 导线若干 其他可供选择的器材如下 a 量程为0 3a 内阻为0 025 的电流表 b 量程为0 0 6a 内阻为0 2 的电流表 c 量程为0 l00ma 内阻为5 的电流表 d 量程为0 3v 内阻为10k 的电压表 e 量程为0 15v 内阻为50k 的电压表 f 0 5 的滑动变阻器 额定电流为1a 1 要正确地完成这个实验 电流表应选 电压表应选 填代号 2 画出电路原理图 解 i灯 0 1 2 5 0 04a 40mar灯 62 5 c d 滑动变阻器阻值太小 用分压器接法 安培表用外接法 练习5 为了测定一个 6 3v 1w 的小电珠正常发光时的电阻 a 电流表0 6a 0 2 b 毫安表200ma 0 5 c 电压表10v 1k d 电压表15v 1 5k e 电源6v 2af 电源9v 1ag 电源15v 0 1ah 可变电阻10 1wi 可变电阻20 0 8wj 可变电阻50 0 5wk 导线若干 电键一个 实验室提供了下列实验器材 实验时应选用的器材是 在右边的线框中画出实验的电路图 要求测量误差尽可能小 求出可变电阻及电灯的额定值i1 0 32ai灯 0 16ai2 0 2ar灯 40 i3 0 1a bcfik 不能用分压接法电阻较大内接法 125 把电流表改装为电压表 1 实验目的 2 实验原理 3 实验器材 4 实验步骤 主要考查 表头内阻的测量 改装电表时电阻的计算 改装表的校对等 一 表头内阻的测量 二 改装表原理及电阻的计算 1 安培表改装 注意 表盘的刻度改装 练习 如果要将图中的电流表g改装为量程为0 0 6a的安培表 方法是给电流表 联一只电阻箱 并把电阻箱阻值调节为 二 改装表原理及电阻的计算 2 伏特表改装 注意 表盘的刻度改装 练习 如果要将图中的电流表g改装为量程为0 3v的伏特表 方法是给电流表 联一只电阻箱 并把电阻箱阻值调节为 练习1 一量程为0 6安的电流表 其刻度盘如下图所示 今在此电流表的两端间并联一电阻 其阻值等于该电流表内阻的1 2 使之成为一新的电流表 则图示的刻度盘上的每一小格表示 安培 答案 0 06 练习2 a1 a2电流表均是由相同的微安表改装成的 且a1的量程比a2大 v1 v2电压表均是由相同的微安表改装的 且v1的量程比v2大 如图所示 试比较 1 a1 a2读数大小 指针偏角大小 2 v1 v2读数大小 指针偏角大小 思考 若将电表改为并联呢 练习3 将g改装成两量程电流表 现有两种备选电路 示于图1和图2 图为合理电路 另一电路不合理的理由是 图1图2 三 改装表的校对 1 改装后的安培表的校对 三 改装表的校对 2 改装后的伏特表的校对 练习 下图所示器材中 一部分是将电流表改装为伏特表所需的 其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的 在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图 要求从0 3v每0 5v刻度进行一次校对 然后在图中画出连线 将所示器材按以上要求连接成实验电路 126 测电源的电动势和内电阻 1 实验目的 2 实验原理 3 实验器材 4 实验步骤 主要考查 测量电路的选择 测量数据的处理方法 计算法或图像法等 可供选择的测量电路1 在a电路中 e测e真 r测r真 在b电路中 e测e真 r测r真 结论 本实验应该采用电路 思考 两个电路测量结果是否有误差 分别是由于什么原因引起的误差 填空 实验电路及其实物连线图 例 一位同学记录的6组数据见表 试根据这些数据在下图中画出u i图线 并根据图线读出电池的电动势e v 电池的内阻r 数据处理方法 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 例 一位同学记录的6组数据见表 试根据这些数据在下图中画出u i图线 并根据图线读出电池的电动势e v 电池的内阻r 1 46 0 75 数据处理方法 注意坐标标度的正确选取 可供选择的测量电路2 r1 r2 r 思考 实验步骤 记录哪些数据 数据如何处理 练习1 如图示的电路中 r1 r2为标准电阻 测定电源的电动势和内阻时 如果偶然误差可以忽略不计 则电动势的测量值真实值 内阻的测量值真实值 产生误差的原因是 等于 大于 电流表有内阻 可供选择的测量电路3 r 思考 实验步骤 记录哪些数据 数据如何处理 可供选择的测量电路4 r 思考 实验步骤 记录哪些数据 数据如何处理 练习2 在测定电源的电动势和内阻的实验中 待测电池 开关和导线配合下列哪组仪器 可以达到测定目的 a 一只电流表和一个滑动变阻器b 一只电流表和一只电压表c 一只电流表和一个电阻箱d 一只电压表和一个电阻箱 cd 练习3 如图是测量电源内电阻的电路 下列关于误差的说法 正确的是 a 由于电流表的分压作用 使内电阻的测量值小于真实值b 由于电流表的分压作用 使内电阻的测量值大于真实值c 由于电压表的分流作用 使内电阻的测量值小于真实值d 由于电压表的分流作用 使内电阻的测量值大于真实值 c 解 e u ir i ia u rv 由于电压表的分流作用 对于每个电压值u1 测得的电流ia小于总电流i1 u越大 ia跟i1相差越大 画出的图线应为虚线所示 所以内电阻的测量值小于真实值 练习4 现有器材 量程为10 0ma 内阻约30 40 的电流表一个 定值电阻r1 150 定值电阻r2 100 单刀单掷开关k 导线若干 要求利用这些器材测量一干电池 电动势约1 5v 的电动势 1 按要求在实物图上连线 2 用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为e 式中各直接测得量的意义是 1 连图 左图只用r1接入电路 右图用r1和r2串联接入电路 2 i1是外电阻为r1时的电流 i2是外电阻为r1和r2串联时的电流 测量原理 e i1 r1 rg r e i2 r1 r2 rg r 联立 解得 注意 若只用r2接在电路中 则电流将超过电流表的量程 所以用r1和r2串联接入电路 解答 127 用多用电表探索黑箱内的电学元件 对于一些不能直接打开观察的系统 可统称为 黑箱 对于 黑箱 问题 主要通过对输入 输出信息的分析比较 合理假设 来确定其内部结构 所以 黑箱 问题有利于考查学生发散思维 推理 灵活运用知识的能力 例题1 如图1所示的电学黑箱中 有两只电阻 定值电阻r0 8 另一为未知电阻rx 由箱内抽出三根引线a b c 当开关s与c闭合时 电流表的读数为1a 电压表的读数为8v 当开关s与d闭合时 电流表的读数仍为1a 电压表的读数为10v 请在黑箱中画出两个电阻和a b c的连接图 由图可知 rx 一 电阻黑箱问题 练习 如图3所示 电源电压为9v保持不变 r0 16 5 图中虚线框中有两个电阻 阻值分别是r1 6 r2 2 5 当开关s1和s2闭合 s3断开时 电流表a的读数为0 4a 当s1断开 s2和s3闭合时 电流表a的读数为0 36a 请通过计算 在图中虚线框内画出r1和r2接入电路的情况 二 电源黑箱问题 例题2 盒内有由导线和三节干电池组成的电池组 a b c d是四个接线柱 如图5 用伏特表测量任意两点间的电压 测量如果如下 试画出盒内电池是怎样连接的 练习1 盒内有一节电池 一个电阻 分别用导线与a b c d连接 现用一个1 5v的小灯泡的两个接线头a b依次接箱子上的各个接线柱 出现的现象如下 第一次 a与a接牢 b接b 灯不亮 b接c 灯正常发光 b接d 灯较暗 第二次 b与b接牢 a接a 灯不亮 a接c 灯正常发光 a接d 灯较暗 画出盒内的电路图 练习2 箱内有一个电压一定的电源和多个阻值相同的电阻组成的电路 箱外有a b c d四个接线柱 用电压表测得 uab 5v ucd 3v uac 2v ubd 0v 画内部电路 三 电池 电阻 二极管混合型黑箱子问题 例题3 黑盒子 表面有a b c三个接线柱 盒内总共有两个电子元件 每两个接线柱之间只可能连接一个元件 为了探明盒内元件的种类及连接方式 某位同学用多用电表进行了如下探测 第一步 用电压挡 对任意两接线柱正 反向测量 指针不发生偏转 第二步 用电阻 100挡 对任意两个接线柱正 反向测量 指针偏转情况如图9所示 图9 1 第一步测量结果表明盒内 2 图10示出了图9 1 和图9 2 中欧姆表指针所处的位置 其对应的阻值是 图11示出了图9 3 中欧姆表指针所处的位置 其对应的阻值是 128 练习使用示波器 实验目的 1 熟悉示波器的功能2 练习使用示波器的方法 构造和原理 是一种用途广泛的电子仪器 能用示波器可以直接观察交流电的波形 能测量电压的大小 凡是可以转化为电压的电学量和非电学两都可以用示波器进行直接测量或间接测量 如电流 电压 电阻 功率 温度 速度 位移 压强 频率等 示波器的面板 问题1 某同学在用示波器观察一个从y轴输入的正弦波信号时出现如图示的波形 为了在示波器上得到一个比较理想的波形 他应进行哪些调节 问题2 图中为示波器面板 屏上显示的是一亮度很低 线条较粗且模糊不清的波形 若要增大显示波形的亮度 应调节 旋钮 2 若要屏上波形线条变细且边缘清晰 应调节 旋钮 3 若要将波形曲线调至中央 应调节 旋钮 辉度 聚焦 垂直位移水平位移 1 用示波器观察频率为900hz的正弦电压信号 把电压信号接入示波器y输入 当屏幕上出现如图1所示的波形时 应调节 钮 如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围 应调节钮或钮 或这两个钮配合使用 以使正弦波的整个波形出现在屏幕内 如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形 应将 钮置于 位置 然后调节 钮 问题3 一 传感器的含义二 传感器的分类1 力电传感器 测物体的质量 测物体加速度 测物体角速度 测力 测位移 2 热电传感器3 光电传感器4 声电传感器5 电容式传感器6 电感传感器 129 传感器的简单应用 传感器