2012届高三物理第二轮专题讲座(51讲)7-3电学实验基础 新人教版

用心 爱心 专心 1 电学实验基础电学实验基础 温故自查 1 灵敏电流表 1 三个主要参数 内阻Rg 满偏电流Ig 满偏电压Ug 2 三个参数间的关系 由欧姆定律知Ug IgRg 2 电表的改装 1 电压表改装时所加电阻与电流表 G 起来 2 电流表改装时所加电阻与电流表 G 起来 串联 并联 考点精析 1 电压表的改装 电流表的电压量程Ug IgRg 当改装成量程为U的电压表时 应串联一个电阻R 如图所 示 因为串联电阻有分压作用 因此叫做分压电阻 电压扩大量程倍数n 用心 爱心 专心 2 由串联电路的特点 U IgRg IgR 即电压扩大量程倍数为n时 需要串联的分压电阻R n 1 Rg 电压表的内阻RV Rg R 即RV等于Rg与R串联时的总电阻 2 电流表的改装 电流表的电流量程Ig 当改装成量程为I的电流表时 应并联一个电阻R 如图所示 因为 并联电阻有分流作用 因此叫做分流电阻 电流扩大量程倍数n 由并联电路的特点 IgRg I Ig R 即电流扩大量程倍数为n时 需要并联的分流电阻R 电流表的内阻RA等于Rg与R并联时的总电阻 用心 爱心 专心 3 3 电表的读数方法 最小分度是 1 的电表 测量误差出现在下一位 下一位按 估读 如最小刻度是 1mA 的电流表 测量误差出现在毫安的十分位上 估读到十分之几毫安 最小分度是 2 或 5 的电表 测量误差出现在同一位上 同一位分别按 或 估 读 如学生用的电流表 0 6A 量程 最小分度为 0 02A 误差出现在安培的百分位 只读到安 培的百分位 估读半小格 不足半小格的舍去 超过半小格的按半小格估读 以安培为单位 读数时 百分位上数字可能是 0 1 2 9 学生用的电压表 15V 量程 最小分度为 0 5V 测量误差出现在伏特的十分位上 只读到伏特的十分位 估读五分之几小格 以伏特 为单位读数时 十分位上的数字可能为 0 1 2 9 温故自查 1 原理 部分电路欧姆定律 2 两种测量电阻的电路 如图所示 3 两种控制电路 如图所示 内接法 外接法 用心 爱心 专心 4 考点精析 1 伏安法测电阻的电路选择 1 阻值比较法 先将待测电阻的估计值与电压表 电流表的内阻进行比较 若Rx较小 宜 采用电流表外接法 若Rx较大 宜采用电流表内接法 2 临界值计算法 Rx 时 用电流表内接法 3 实验试探法 按图接好电路 让电压表一根接线柱P先后与a b处接触一下 如果电压 表的示数有较大的变化 而电流表的示数变化不大 则可采用电流表外接法 如果电流表的 示数有较大的变化 而电压表的示数变化不大 则可采用电流表内接法 2 伏安法测电阻的控制电路 供电电路是一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成 滑动变阻器在供电电路中有两 种接线方法 限流式和分压式 如图所示 限流式可省一个耗电支路 分压式电压调节范围 大 应根据需要选用 用心 爱心 专心 5 变阻器的分压与限流接法是高考的热点 虽然两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小 但在不同条件下 调节效果大不一样 1 负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R 须用分压式电路 2 要求负载上电压或电流变化范围较大 且从零开始连续可调 须用分压式电路 3 负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差不多 且电压 电流变化不要求从零调起 时 可采取限流接法 4 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为限流接法总功率较小 5 特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值反复推敲 以 能减小误差的连接方式为好 命题规律 根据电表改装原理确定电压表 电流表的量程 或改装成电流表 电压表需并联 串联多大电阻 考例 1 如果两个电流表的满偏电流均为Ig 3mA 内阻Rg 100 欲将其改装成量程分 别为 3V 和 15V 的电压表 则 1 分别串联的电阻R1和R2为多大 2 将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时 指针的偏角 1和 2有何关系 示 数U1和U2有何关系 解析 1 Ug IgRg 3 10 3 100V 0 3V 改装成 3V 应串电阻 R1 900 改装成 15V 应串电阻 R2 4900 用心 爱心 专心 6 2 将两只电压表串联后测电压 即如图所示连接 因流过表头的电流相同 故偏角 1 2 而电压表内阻RV1 RV2有关系RV1 RV2 1 5 故电压表示数之比为 U1 U2 1 5 答案 1 900 4900 2 1 2 1 5 总结评述 改装后电表中表头的满偏电流 电压并不改变 只要将灵敏电流表的表盘按扩 大量程后的倍数加以改换 即可从表盘上直接读出电路中的总电压或电路的总电流的数值 两个电压表甲 乙是由完全相同的电流表改装成的 它们的量程分别是 5V 15V 为了测量 15 20V 的电压 把甲 乙两个电压表串联使用 则两表的 A 读数相同 B 指针偏转角度相同 C 读数正比于表的内阻 D 指针偏转角度正比于表的内阻 解析 两电压表是由同一个电流表 表头 改装而成的 表头的内阻没有变化 其量程也没 有变化 两电压表由于通过的电流相同 所以两表指针偏转角度相同 而改装后的电压表的 内阻不同 它们又串联在电路中 根据串联电路的分压原理 两表的读数正比于表的内阻 答案 BC 命题规律 根据题设要求选择适当仪器 设计符合要求的电路 并求出待测电阻值 考例 2 如图所示为用伏安法测量一个定值电阻的实验所需的器材实物图 器材规格如下 用心 爱心 专心 7 1 待测电阻Rx 约 100 2 直流毫安表 量程 0 10mA 内阻 50 3 直流电压表 量程 0 3V 内阻 5k 4 直流电源 输出电压 4V 内阻不计 5 滑动变阻器 阻值范围 0 15 允许最大电流 1A 6 开关 1 个 导线若干 根据器材的规格和实验要求 在本题的实物图上连线 解析 解法一 先确定测量电路 由R0 500 Rx知 应选择外接法 再确 定控制电路 滑动变阻器值R 15 Rx 所 以Rx应认为其值较小 因此选用电流表的外接法测电阻 再确定控制电路 由 R 100 10Rx 应选择限流式电路 其电路如图所示 答案 A1 V1 限流式图见解析 命题规律 利用伏伏法 安安法 电阻箱和电压表 或电流表 法 代替法等 测电阻值并设 计电路 考例 3 用以下器材测量电阻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 用心 爱心 专心 11 r2 2500 滑动变阻器R 最大阻值约为 100 单刀单掷开关 S 导线若干 1 测量中要求电压表的读数不小于其量程的 试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图 原理图中的元件要用题目中相应的英文字母标注 2 若电压表 V1的读数用U1表示 电压表 V2的读数用 U2表示 则由已知量和测得量表示 Rx的公式为Rx 解析 很多考生解析此题 首先考虑的