高考物理二轮复习方案 专题13 电学实验课件 新课标.ppt

专题十三电学实验 专题十三电学实验 专题十三 主干知识整合 一 电学量的测量 专题十三 主干知识整合 专题十三 主干知识整合 专题十三 主干知识整合 专题十三 主干知识整合 二 电学实验备考要点 专题十三 主干知识整合 三 控制电路的设计技巧1 滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种 下列几种情况必须选用分压式接法 1 要求被控制电路的电流 或电压 从零开始可连续调节时 如 测绘导体的伏安特性曲线等实验 2 被控制电路的电阻rl远大于滑动变阻器的最大值r0时 3 实验要求的电压变化范围较大 或要求测量多组数据 时 4 若采用限流式接法 电路中实际电压 或电流 的最小值仍超过电表或电器的额定值时 专题十三 主干知识整合 2 若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节 只是小范围内测量 且被控制电路的电阻rl与滑动变阻器的最大值r0接近或rl略小于r0 则应该采用限流式接法 测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法 四 电学仪器的选择技巧电学实验器材和电路选择的原则是安全 精确和方便 器材的选择与实验所用的电路密切相关 因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确 安全可靠 操作方便的实验电路 再根据实验电路的需要选择器材 具体如下 专题十三 主干知识整合 1 电源的选择 一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源 2 电表的选择 一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表 根据待测电流的最大电流选择电流表 选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大 一般应使指针能达到半偏左右 以减小读数的偶然误差 提高精确度 3 变阻器的选择 所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流 以确保变阻器的安全 为满足实验中电流变化的需要和调节的方便 在分压式接法中 应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器 在限流式接法中 变阻器的阻值不能太小 专题十三 要点热点探究 探究点一测量性实验 电学测量性实验的核心是电阻的测量 如定值电阻 电流表和电压表内阻 电源内阻的测量 电阻测量的基本原理是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律 具体测量的主要方法有伏安法 半偏法 替换法等 专题十三 要点热点探究 例1现要测量某小量程电流表的内阻 其内阻在5 8 之间 可选用的器材如下 a 待测电流表a 量程10ma b 电压表v1 量程0 3v 内阻约500 c 电压表v2 量程3v 内阻约3k d 滑动变阻器r1 最大电阻10 e 滑动变阻器r2 最大电阻500 f 定值电阻r3 阻值10 g 电源e 电动势3v 专题十三 要点热点探究 h 开关s及导线若干 要求测量结果尽可能精确且电流表 电压表的示数能从零开始调节 1 器材应选用 填器材序号字母 2 在虚线框内画出实验电路图并标明符号 专题十三 要点热点探究 3 电流表a内阻的表达式为ra 式中各符号的物理意义为 例1 1 abdefgh 2 如图所示 3 r3u为电压表读数i为电流表读数 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 点评 本题通过给电流表串联一个定值电阻r3解决了电流表和电压表量程不匹配的问题 这是电学实验设计中一个常用的手法 另外 常见的解决量程不匹配问题的方法就是进行电表改装 本题是一道测电阻的题目 下面的变式题则是一道测电动势e和内阻r的题目 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 2 利用一个电阻箱 一只开关 若干导线和改装好的电压表 此表用符号v1 v2或v3与一个电阻串联来表示 且可视为理想电压表 在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图 3 根据以上实验原理电路图进行实验 读出电压表示数为1 50v时 电阻箱的阻值为15 0 电压表示数为2 00v时 电阻箱的阻值为40 0 则电源的电动势e v 内阻r 专题十三 要点热点探究 例1变式题 1 v3或c6 2 如图所示 3 7 510 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 探究点二探究性实验 例2某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性 现有器材 直流恒流电源 在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小 电压表 待测元件 保温容器 温度计 开关和导线等 1 若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性 请你用笔连线画出实物连接图 专题十三 要点热点探究 2 实验的主要步骤 正确连接电路 在保温容器中注入适量冷水 接通电源 调节并记录电源输出的电流值 专题十三 要点热点探究 在保温容器中添加少量热水 待温度稳定后 闭合开关 记录 和 断开开关 重复第 步操作若干次 测得多组数据 3 实验小组测得该元件在不同温度下的阻值 并据此绘得r t关系图线如图5 13 2所示 请根据图线写出该元件的r t关系式 r 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 4 由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏 5 如果实验室提供的恒定电流源的输出电流为65ma 但没有合适的电压表 测量热敏元件上的电压应选用的器材为 填序号 a 电压表v1 量程3v 内阻3k 定值电阻r1 6k b 电压表v2 量程5v 内阻5k 定值电阻r2 10k c 电压表v3 量程10v 内阻10k 定值电阻r3 1k 专题十三 要点热点探究 例2 1 如图所示 2 电压表示数温度计示数 3 100 1 6t 4 小 5 b 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 点评 本题是电学探究性实验 测量方法相当于伏安法测电阻的外接法 利用电源能显示电流的特性是本题的关键 下面的变式题也是一道电学探究性实验题目 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 1 将电阻箱接入a b之间 闭合开关 适当调节滑动变阻器r 后保持其阻值不变 改变电阻箱的阻值r 得到一组电压表的示数u与r的数据如下表 请根据实验数据在图5 13 4中作出u r关系图象 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 2 用待测电阻rx替换电阻箱 读得电压表示数为2 00v 利用 1 中测绘的u r图象可得rx 3 使用较长时间后 电池的电动势可认为不变 但内阻增大 若仍用本实验装置和 1 中测绘的u r图象测定某一电阻 则测定结果将 选填 偏大 或 偏小 现将一已知阻值为10 的电阻换接在a b之间 你应如何调节滑动变阻器 便仍可利用本实验装置和 1 中测绘的u r图象实现对待测电阻的准确测定 专题十三 要点热点探究 例2变式题 1 如图所示 2 20 3 偏小改变滑动变阻器阻值 使电压表读数为1 50v 专题十三 要点热点探究 解析 1 利用表格中的数据 采用描点作图法作图 2 根据所画出的图象 读出电压2v对应的电阻为20 3 由闭合电路欧姆定律可知 内阻增大 则干路电流减小 电路中电压表的读数就会减小 根据图象 可知测量值偏小 为了测量准确 需要增大电流 所以可减小滑动变阻器的阻值大小 根据实验数据表格 改变滑动变阻器阻值 使电压表读数为1 50v 就可以实现准确测量 专题十三 要点热点探究 探究点三实验创新与设计 1 实验设计的基本思路2 实验的创新与设计应注意 1 加强对实验思想方法 如模拟法 转换法 放大法 替代法等 的归纳 这样在新的实验情景下 才能设计合理的实验方案 专题十三 要点热点探究 2 克服思维定势影响 加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练 才能在新情境下进行迁移利用 3 树立创新意识 对教材中的实验要想方设法从其他途径去完成 专题十三 要点热点探究 例3 2011 全国卷 使用多用电表测量电阻时 多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源 一般为电池 一个电阻和一表头相串联 两个表笔分别位于此串联电路的两端 现需要测量多用电表内电池的电动势 给定的器材有 待测多用电表 量程为60ma的电流表 电阻箱 导线若干 实验时 将多用电表调至 1 挡 调好零点 电阻箱置于适当数值 完成下列填空 1 仪器连线如图5 13 5所示 a和b是多用电表的两个表笔 若两电表均正常工作 则表笔a为 选填 红 或 黑 色 专题十三 要点热点探究 2 若适当调节电阻箱后 图5 13 5中多用电表 电流表与电阻箱的示数分别如图5 13 6甲 乙 丙所示 则多用电表的读数为 电流表的读数为 ma 电阻箱的读数为 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 3 将图5 13 5中多用电表的两表笔短接 此时流过多用电表的电流为 ma 保留3位有效数字 4 计算得到多用电表内电池的电动势为 v 保留3位有效数字 专题十三 要点热点探究 例3 1 黑 2 14 053 04 6 3 102 4 1 54 解析 1 欧姆表的内部有电源 黑表笔与高电势端相连 红表笔与低电势端相连 所以与电流表 接线柱相连的一定是黑表笔 2 多用表指针与 14 正对 所以读数是14 0 毫安表指针与 53 正对 所以读数是53 0ma 电阻箱 100 10 对应的都是零 所以读数是4 1 6 0 1 4 6 3 多用表 1挡对应的中值电阻是15 则两表笔短接时总电阻为15 由 15 14 53 15i 则i 102ma 专题十三 要点热点探究 4 多用表 1挡对应的中值电阻是15 多用表内部电池的电动势为e 15 14 53 10 3v 1 54v 点评 本题为教材学生实验 测定电源的电动势和内阻 之