2016年高考物理增分策略五2电学实验课件(精)

增分策略,2016年高考物理,（五）物理实验,2.电学实验,1.如图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图(1)根据图1画出实验电路图；,(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的、所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V所示读数为：_、_、_、_.两组数据得到的电阻分别为_和_,(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整,(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”、“”或“，原因是断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在的支路总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RVRV.答案：见解析,3图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路,(1)已知毫安表表头的内阻为100，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA.由题给条件和数据，可以求出R1_，R2_.(2)现用一量程为3mA、内阻为150的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA.电池的电动势为1.5V；内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300和1000；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750和3000.则R0应选用阻值为_的电阻，R应选用最大阻值为_的滑动变阻器,(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻图(b)中的R为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路则图中的d点应和接线柱_(填“b”或“c”)相连判断依据是：_.,(3)d点应接在c点因d点接在c点，若毫安表有示数，则R1损坏，若毫安表无示数，则R2损坏答案：(1)1535(2)3003000(3)d接c点原因见解析,1分析近几年的高考，考查的方向基本不变，主要体现在基本仪器的使用、实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计方面2基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点，同时注重对实验操作过程的考查和创新设计实验的考查,1.基本仪器的使用及读数,电流表、电压表、欧姆表的比较,典例1某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3k)、电流表(内阻约为1)、定值电阻等,图1,使用多用电表粗测元件X的电阻选择“1”欧姆挡测量，示数如图1(a)所示，读数为_.据此应选择图1中的_(填“b”或“c”)电路进行实验连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐_(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验,图2,图2(a)是根据实验数据作出的UI图线，由图可判断元件_(填“X”或“Y”)是非线性元件该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R21的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如图2(b)所示闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开S2，读数为1.00V利用图2(a)可算得E_V，r_(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表),多用电表使用“五步”法1选倍率：一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计量为200，就应该选“10”的倍率2进行欧姆调零3将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量4将指针示数乘以倍率，得测量值,5测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度大小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新调零后再测量,1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,(2)若适当调节电阻箱后，图中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图(a)、(b)、(c)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_.,(3)将图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)答案：(1)黑(2)14.053.04.6(3)106,2.以测电阻为核心的电学实验,1仪器的选择(1)电源的选择：一般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；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,2伏安法测电阻的常规设计实验需要一个电流表和一个电压表，利用欧姆定律求其电阻但有时题目中缺少电压表或缺少电流表，或电压表、电流表的量程不符，这时可以把已知内阻的电流表当作电压表来使用，把已知内阻的电压表当作电流表来使用，甚至可以把已知内阻的电流表(或电压表)和电阻箱改装成符合要求的电压表(或电流表),3定值电阻作为保护电阻，是定值电阻最常见的应用但近几年考题当中，经常出现用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电压表，或用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电流表,典例2用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧可选用的实验器材有：电流表A1(量程030mA)；电流表A2(量程0100mA)；电压表V(量程06V)；滑动变阻器R1(阻值05)；滑动变阻器R2(阻值0300)；开关S一个，导线若干条,某同学的实验过程如下：.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路,图甲,.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线,.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变重复的步骤，得到另一条UI图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)回答下列问题：电流表应选用_，滑动变阻器应选用_；由图乙的图线，得电源内阻r_；,图乙,用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx_，代入数值可得Rx；若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_，电压表示数变化范围_(选填”相同”或”不同”),解析因为电源电动势约为6V，待测电阻及电源内阻都数十欧，可估算电流约为百毫安级，电流表选A2.滑动变阻器为限流式，因此需选择较大的滑动变阻器，或者根据图乙中(20mA,5.5V)来判断此时内阻分压约为0.5V，根据分压原理，串联电路电阻之比等于电压之比，此时滑动变阻器和电阻阻值和为百欧姆级别，因此选R2.,1器材选取三原则(1)安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标另外还要注意测量仪器的量程，电器元件的电流不能超过其允许通过的最大电流等,(2)精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度合适即可，并不是精度越高越好,(3)方便性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作是否调节方便的问题,2器材选取三要求(1)根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程务必使指针有较大偏转(一般取满偏的1/32/3左右)，以减少测量和读数的误差(2)根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不能超过它的额定值对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用(3)应根据实验的基本要求来选择仪器对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能做出恰当的选择,3器材选取的一般步骤(1)找出唯一且必需的器材；(2)画出电路图(暂不把电表接入)；(3)估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值)或估算最小值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最大值)；(4)考虑能否使电压表、电流表都达到满偏的1/3以上,2某实验小组的同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，实验室提供了如下的实验器材：A小灯泡(额定电压为4V、额定功率为2W)；B电压表(量程为5V、内阻为10k)；C电压表(量程为10V、内阻为20k)；D电流表(量程为0.3V、内阻为1)；E电流表(量程为0.6V、内阻为0.4)；,F滑动变阻器(05、10A)；G滑动变阻器(0500、0.2A)；H蓄电池(电动势为5V，内阻不计)；I电键、导线若干,请回答下列问题：(1)为了更精确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，该小组的同学在完成实验时，电压表应选_，电流表应选_，实验中电压以及电流要求从零开始调节，则滑动变阻器应选_(填器材前面的字母代号)(2)选择好合适的实验器材后，请设计符合实验要求的电路图，并用笔画线代替导线将图所示实物图连接完整(3)闭合电键前，滑动变阻器的滑动触头应置于最_端(填“左”或“右”),答案：(1)B；E；F(2)如解析图甲、乙所示(3)左,3.以测电源电动势为核心的电学实验,1测量电源的电动势和内阻的方法很多，如伏安法、安阻法、伏阻法等任何一种实验方法一定要紧扣闭合电路欧姆定律EUIr，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I，这也是命题专家命题时的入手点,2在测量电源电动势和内阻的实验中，利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图象时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图象中的斜率与截距求解当电流表或电压表量程不符合实验要求时，要考虑改装电表进行测量，所以有时也会用两个电流表或两个电压表来进行测量,典例3用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A电流表：量程0.6A，内电阻约1B电流表：量程3A，内电阻约0.2C电压表：量程3V，内电阻约30kD电压表：量程6V，内电阻约60kE滑动变阻器：01000，额定电流0.5AF滑动变阻器：020，额定电流2A,为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号),实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标,测电源电动势和内阻的三种方法1用电压表、电流表和可变电阻(如滑动变阻器)测量，如图甲所示，测出两组U、I值，根据EUIr，通过计算或利用图象就能求出电源的电动势和内阻,2用电流表、电阻箱测量，如图乙所示，测出两组I、R值，根据EI(Rr)通过计算或利用图象就能求出电源的电动势和内阻,丙,3新能源汽车是今后汽车发展的主流方向，如图(a)所示为车载动力电池，其技术参数是额定容量约120Ah，额定电压约3.3V，内阻约0.03，现有一个用了很长时间已经老化的这种电池，某研究小组想测量这个电池的电动势和内阻，但实验器材仅有一个电流表(量程100mA、内阻90)、一个定值电阻R010、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图(b)所示电路进行实验，测得的数据如下表所示,图(a)图(b),(1)实验中将电流表与定值电阻并联实质上是把电流表改装成了大量程的电流表，则改装后的电流表的测量值I与原电流表的读数I0的关系为_；,(3)利用测得的数据在坐标纸上作出适当的图象；(4)由图象可知，该电池的电动势E_V，内阻r_.,4.创新探究设计实验,解决这类题主要抓住两点：一是选择好合适的实验原理，求解电学设计性实验考题的关键是在弄清原理的基础上将基本方法灵活迁移，从方法迁移中寻找问题的突破口二是设计合理的电路应先依据题意确定电流表、电压表和滑动变阻器等仪器，然后确定电流表的接法，再选择控制电路并画出实验电路图,典例4同学们测量某电阻丝的电阻Rx，所用电流表的内阻与Rx相当，电压表可视为理想电压表若使用如图甲所示电路图进行实验，要使得Rx的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的_点(选填“b”或“c”)测得电阻丝的UI图如图乙所示，则Rx为_(保留两位有效数字),图乙,图甲,实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态，某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻Rx随风速v(用风速计测)的变化关系如图丙所示由图可知当风速增加时，Rx会_(选填“增大”或“减小”)在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器RW的滑片向_端调节(选填“M”或“N”),为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图丁所示的电路其中R为两只阻值相同的电阻，Rx为两根