高考物理总复习（基础知识+方法探究+考点集训）电学实验基础精讲课件 新人教版.ppt

电学实验基础 一 电流表 电压表的使用和读数 串 百分 并 高 低 二 滑动变阻器的使用 控制电路的选择 1 滑动变阻器示意图 2 滑动变阻器的使用a 作限流用时 把滑动变阻器串联在被限电流的电路中 可以接同一端的两个接线柱或 也可以接对角线上的两接线柱或 开始时 应使接入的电阻 b 作分压用时 先把电阻丝串上电键 接到电源两极上 再在电阻丝的一端与滑键之间接上用电器 如下图所示 开始时 应使用电器上的电压为 a c b d a d b c 最大 0 3 两种接法的比较 选用滑动变阻器时 先要确保电路中电流不超过变阻器允许通过的最大电流 若用 限流式 一般选阻值适当大一点的 但不是越大越好 因阻值太大时 在实验中 可能只用到其阻值较小的一部分 滑动触头只能在很短的距离内移动 使用起来很不方便 一般是选变阻器总阻值与用电器的阻值比较接近的 若用 分压式 应选择总阻值适当小一些的滑动变阻器 这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动距离成正比例改变 调节起来比较方便 2 选用器材的一般步骤 a 先找出实验中必须应用的器材b 画出实验电路图c 估算待测电路中i和u的最大值 d 考虑能否使电表指针在半偏以上 e 选择合适量程的电压表 电流表 合适的滑动变阻器和电源 1 电流表的内接法和外接法的比较 四 伏安法测电阻 题型一 实际电表对电路的影响 例1如图甲所示 电压表v1 v2串联接入电路中时 示数分别为6v和4v 当只有电压表v2接入电路中时 如图乙所示 示数为9v 电源的电动势为 a 9 8vb 10vc 10 8vd 11 2v 思路点拨 实际的电压表是有一定的内阻的 其电压读数跟其内阻的比值即为通过电压表的电流 再运用闭合电路路端电压公式u e ir即可求解 答案 c 方法与知识感悟 1 理想电表 1 理想电压表的内阻看作无穷大 故视为断路 2 理想电流表的内阻看作为零 故视为短路2 实际电表 不能忽略电表内阻对电路的影响 1 电表在电路中的作用是能够显示电流 电压的定值电阻 2 已知内阻的电流表可当电压表使用 已知内阻的电压表可当电流表使用 例2图为用伏安法测量电阻的原理图 图中 v为电压表 内阻为4000 ma为电流表 内阻为50 e为电源 r为电阻箱 rx为待测电阻 s为开关 1 当开关闭合后 电压表读数u 1 6v 电流表读数i 2 0ma 若将rx 作为测量值 所得结果的百分误差是 题型二 电阻测量电路的选取 思路点拨 伏安法测电阻时 电流表外接法的测量值是待测电阻rx的真实值与电压表内阻并联的总阻值 内接法的测量值是待测电阻rx的真实值与电流表内阻串联的总阻值 答案 1 20 2 5 实验试探法 按右图接好电路 让电压表接线柱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 本章两个测电阻实验的测量电路的选取本章实验 测定金属丝的电阻率 和 描绘小灯泡的伏安特性曲线 中由于所测金属丝和小灯泡的电阻都较小 故都采用了电流表的外接法 例3某同学若采用伏安法测量某待测电阻 约10 其能够使用的器材如下 电源 电动势约6v 电压表 量程3v 内阻约5k 电流表 量程0 6a 内阻约0 5 滑动变阻器 0 10 开关一个 导线若干 他采用了如图所示的实验电路图 他的实验是否可行 若不可行 请你设计一个更好的实验电路图 思路点拨 计算限流接法的最小调节电压 电压表的量程是否够用 题型三 控制电路的选取 察和操作 若采用限流接法 电路中实际电压 或电流 的最小值仍超过rl的额定值时 只能采用分压接法 2 下列情况可选用限流式接法 测量时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rl与r0接近或rl略小于r0 采用限流式接法 电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小 不能满足分压式接法的要求时 采用限流式接法 没有很高的要求 仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时 可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法 3 本章两个有关伏安法测电阻的实验中控制电路的选取 1 实验 测定金属丝的电阻率 中采用滑动变阻器的限流式接法 2 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 中由于电压要从零开始调节测多组数据 故采用滑动变阻器的分压式接法 1 读出下列电表的示数 接0 3v量程时读数为v 接0 15v量程时 读数为10 7v 接0 0 6a量程时读数a 接0 3a量程时 读数为0 80a 2 13 2 17 0 16 2 有一待测电阻r 其阻值在1000 1100 之间 实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有 电压表v 量程0 15v 内电阻约20k 电流表a1 量程0 10ma 内电阻约20 电流表a2 量程0 300ma 内电阻约40 滑动变阻器r1 最大阻值为20 额定电流为1a 滑动变阻器r2 最大阻值为300 额定电流为0 1a 直流电源e 电动势为9v 内电阻约为0 5 开关及导线若干实验要求电表读数从零开始变化 并能多测几组电流 电压值 以便画出电流 电压的关系图线 为了实验能正常进行 减少测量误差 还要求滑动变阻器便于调节 则 1 电流表应选用 填实验器材的代号 2 滑动变阻器应选用 填实验器材的代号 3 甲 乙 丙 丁四个电路图中符合要求的电路图是 图 a1 r1 丙 3 某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值 他先将电压表接在a点 读得两表示数分别为u1 3 0v i1 3 0ma 然后将电压表改接在b点 读得两表示数分别为u2 2 9v i2 4 0ma 如图所示 由此可知电压表应接到 点误差较小 测得r值应为 a 1000 巩固基础 1 用伏安法测电阻 可采用下图所示的甲乙两种接法 如所用电压表内阻为5000 电流表内阻为0 5 1 当测量100 左右的电阻时 宜采用 电路 2 现采用乙电路测量某电阻的阻值时 两电表的读数分别为10v 0 5a 则此电阻的测量值为 真实值为 甲 20 20 08 2 如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路 以下分析正确的是 a 此接法的测量值大于真实值b 此接法的测量值小于真实值c 此接法要求待测电阻值小于电流表内阻d 开始实验时滑动变阻器动头p应处在最左端 a 3 用伏安法测金属电阻rx 约为5 的值 已知电流表内阻为1 量程为0 6a 电压表内阻为几千欧 量程为3v 电源电动势为9v 滑动变阻器的阻值为0 6 额定电流为5a 试画出测量rx的原理图 提升能力 4 测一个阻值约为25k 的电阻 备有下列器材 a 电流表 量程100 a 内阻2k b 电流表 量程500 a 内阻300 c 电压表 量程10v 内阻100k d 电压表 量程50v 内阻500k e 直流稳压电源 电动势15v 允许最大电流1a f 滑动变阻器 最大电阻1k 额定功率1w g 电键 导线若干 1 电流表应选 电压表应选 2 画出测量rx的量程图 b c 电流表内接 分压式如图所示 5 一直流电压表 量程为1v 内阻为1000 现将一阻值大约为5000 7000 之间的固定电阻r1与此电压表串联 以扩大电压表的量程 为求得扩大后量程的准确值 再给定一直流电源 电动势e约为6 7v 内阻可忽略不计 一阻值r2 2000 的固定电阻 两个单刀开关s1 s2及若干导线 1 为达到上述目的 把下图连成一个完整的实验电路图 答案如下图 2 连线完成以后 当s1与s2均闭合时 电压表的示数为0 90v 当s1闭合 s2断开时 电压表的示数为0 70v 由此可以计算出改装后电压表的量程为v 电源电动势为v 7 6 3 6 某研究性学习小组设计了图所示的电路 用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系 图中e为直流电源 k为开关 k1为单刀双掷开关 v为电压表 a为多量程电流表 r为滑动变阻器 rx为待测稀盐水溶液液柱 1 实验时 闭合k之前将r的滑片p置于 填 c 或 d 端 当用电流表外接法测量rx的阻值时 k1应置于位置 填 1 或 2 2 在一定条件下 用电流表内 外接法得到rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如图4所示 不计由于通电导致的化学变化 实验中rx的通电面积为20cm2 长度为20cm 用内接法测量rx的阻值是3500 则其电阻率为 m 由图中对应曲线 填 1 或 2 可得此时溶液浓度约为 结果保留2位有效数字 d 1 35 1 0 012 7 如图所示是有两个量程的电流表 当使用a b两个端点时 量程为1a 当使用a c两个端点时 量程为0 1a 已知表头的内阻rg为200 满偏电流ig为2ma 求电阻r1 r2的值 解析 当使用a b两个端点时 有ig rg r2 i1 ig r1 其中i1 1a当使用a c两个端点时 有igrg i2 ig r1 r2 其中i2 0 1a代入数据整理解得r1 0 4 r2 3 6 8 为了测定电流表a1的内阻 采用如右图所示的电路 其中 a1是待测电流表 量程为300 a 内阻约为100 a2是标准电流表 量程是200 a r1是电阻箱 阻值范围是0 999 9 r2是滑动变阻器 r3是保护电阻 e是电池组 电动势为4v 内阻不计 s1是单刀单掷开关 s2是单刀双掷开关 再上台阶 1 根据电路图甲所示 请在图乙中画出连线 将器材连接成实验电路 答案如下图 2 连接好电路 将开关s2扳到接点a处 接通开关s1 调整滑动变阻器r2 使电流表a2的读数是150 a 然后将开关s2扳到接点b处 保持r2不变 调整变阻箱r1 使电流表a2的读数仍是150 a 若此时电阻箱各旋钮的位置如图丙所示