专题：电学实验综合应用课件

2024/7/11专题：电学实验综合应用专题：电学实验综合应用2023/8/141电学实验是高考必考内容，考查的重点包括仪器的选择、电学实验是高考必考内容，考查的重点包括仪器的选择、读数、实验器材的连接、实验数据处理、误差分析，以及多读数、实验器材的连接、实验数据处理、误差分析，以及多用电表的使用、测电阻的方法、滑动变阻器的使用、电流表用电表的使用、测电阻的方法、滑动变阻器的使用、电流表和电压表的使用等。和电压表的使用等。高考电学实验考查的重点是测量性实验和探究性实验，而实高考电学实验考查的重点是测量性实验和探究性实验，而实验的创新与设计是当前高考对实验考查的一项核心能力。验的创新与设计是当前高考对实验考查的一项核心能力。2024/7/11电学实验是高考必考内容，考查的重点包括仪器的选择、读数、电学实验是高考必考内容，考查的重点包括仪器的选择、读数、2二、控制电路的确定方法二、控制电路的确定方法 滑动变阻器控制电路的方式有分压和限流两种，下列几种情况滑动变阻器控制电路的方式有分压和限流两种，下列几种情况必须选用分压接法：必须选用分压接法：(1)(1)要求被控制电路的电流要求被控制电路的电流(或电压或电压)从零开始可连续调节时从零开始可连续调节时(如：如：测定导体的伏安特性电路测定导体的伏安特性电路)；(2)(2)被控制电路的电阻被控制电路的电阻RxRx远大于滑动变阻器的最大值远大于滑动变阻器的最大值R R0 0时；时；(3)(3)实验要求的电压变化范围较大实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据或要求测量多组数据)时；时；(4)(4)若采用限流接法，电路中实际电压若采用限流接法，电路中实际电压(或电流或电流)的最小值仍超的最小值仍超过电表或电器的额定值时。过电表或电器的额定值时。2024/7/11二、控制电路的确定方法二、控制电路的确定方法 滑动变阻器控制电路的方式有分滑动变阻器控制电路的方式有分3 电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便。具体如电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便。具体如下：下：(1)(1)电源的选择电源的选择 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。直流电源。(2)(2)电表的选择电表的选择 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；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以上，以减小读的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度。数的偶然误差，提高精确度。三、电学仪器的选择三、电学仪器的选择2024/7/11 电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便。具体电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便。具体4 (3)(3)变阻器的选择变阻器的选择 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，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。变阻器的阻值不能太小。2024/7/11 (3)变阻器的选择变阻器的选择2023/8/145探究一测量性实验探究一测量性实验 电学测量性实验的核心是电阻的测量，其基本原理是欧姆电学测量性实验的核心是电阻的测量，其基本原理是欧姆定律。具体问题中涉及纯电阻阻值的测量、电表内阻的测量、定律。具体问题中涉及纯电阻阻值的测量、电表内阻的测量、电源内阻的测量，其主要方法是伏安法、替换法等。电源内阻的测量，其主要方法是伏安法、替换法等。2024/7/11探究一测量性实验探究一测量性实验 电学测量性实验的核心是电阻的测电学测量性实验的核心是电阻的测62024/7/112023/8/1472024/7/112023/8/148 【点拨】【点拨】(1)(1)电流表可以显示其电流情况，只要能测得其电流表可以显示其电流情况，只要能测得其两端电压即可得到电流表内阻，但本题电流表两端的电压很小，两端电压即可得到电流表内阻，但本题电流表两端的电压很小，电压表量程较大，如何解决这一问题呢？电压表量程较大，如何解决这一问题呢？(2)(2)电流表、电压表的电流表、电压表的示数能从零开始调节，这对滑动变阻器的连接有什么要求呢？示数能从零开始调节，这对滑动变阻器的连接有什么要求呢？2024/7/11 【点拨】【点拨】(1)电流表可以显示其电流情况，只要能测得电流表可以显示其电流情况，只要能测得92024/7/112023/8/14102024/7/112023/8/14112024/7/112023/8/14122024/7/11变式题变式题2023/8/14132024/7/11变式题变式题2023/8/14142024/7/112023/8/1415探究点二验证性实验探究点二验证性实验 电电学学实实验验中中涉涉及及的的验验证证性性实实验验一一般般是是通通过过电电压压、电电等等电电学学参参量的直接测量达到相应的验证目的。量的直接测量达到相应的验证目的。2024/7/11探究点二验证性实验探究点二验证性实验 电学实验中涉及的验证性实验电学实验中涉及的验证性实验16 例例2 2 发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件，发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件，二极管的特性是只有电流从标有二极管的特性是只有电流从标有“”号的一端流入，从标号的一端流入，从标有有“”号的一端流出时，它才能发光，这时可将它视为一号的一端流出时，它才能发光，这时可将它视为一个纯电阻。现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安个纯电阻。现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线，如图特性曲线，如图5 512122 2所示。所示。(1)(1)已知该型号的发光二极管的正常工已知该型号的发光二极管的正常工作电压为作电压为4.0 V4.0 V。若用电动势为。若用电动势为9 V 9 V，内阻，内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使该二可以忽略不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为串联一只阻值为_的定值电阻的定值电阻(计计算结果保留两位有效数字算结果保留两位有效数字)。2024/7/11 例例2 发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件172024/7/112023/8/1418 【点拨】【点拨】(1)(1)由图象可以得到什么信息？由图象可以得到什么信息？(2)(2)如何选取电压如何选取电压表和电流表？依据是什么？表和电流表？依据是什么？【答案】【答案】(1)71(1)71(2)V2(2)V2 A2A2(3)(3)如图所示如图所示2024/7/11 【点拨】【点拨】(1)由图象可以得到什么信息？由图象可以得到什么信息？(2)19 【点评】描绘某种元件的伏安特性曲线，方法的实质是伏安法【点评】描绘某种元件的伏安特性曲线，方法的实质是伏安法测电阻，所以关于电流表内外接的确定方法与伏安法测电阻相同。测电阻，所以关于电流表内外接的确定方法与伏安法测电阻相同。2024/7/11 【点评】描绘某种元件的伏安特性曲线，方法的【点评】描绘某种元件的伏安特性曲线，方法的20探究点三探究点三 探究性实验探究性实验 某某实实验验小小组组探探究究一一种种热热敏敏元元件件的的电电阻阻随随温温度度变变化化的的特特性性。现现有有器器材材：直直流流恒恒流流电电源源(在在正正常常工工作作状状态态下下输输出出的的电电流流恒恒定定并并且且可可读读出出其其大大小小)、电电压压表表、待待测测元元件件、保保温温容容器器、温温度度计计、开关和导线等。开关和导线等。2024/7/11探究点三探究点三 探究性实验探究性实验 某实验小组探究一种热敏元件某实验小组探究一种热敏元件21 2024/7/11 2023/8/1422 (1)(1)若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，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。请你用笔连线画出实物连接图。(2)(2)实验的主要步骤：实验的主要步骤：a a正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通正确连接电路，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；电源，调节并记录电源输出的电流值；b b在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录开关，记录_和和_，断开开关；，断开开关；c c重复第重复第b b步操作若干次，测得多组数据。步操作若干次，测得多组数据。2024/7/11 (1)若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的232024/7/112023/8/1424 【点拨】注意本题中电源的特性【点拨】注意本题中电源的特性能显示电流。能显示电流。【答案】【答案】(1)(1)如图所示如图所示 (2)(2)电压表示数温度计示数电压表示数温度计示数 (3)100(3)1001.6t(1.6t(其中其中1001,1.60.11001,1.60.1均可均可)(4)(4)小小 (5)B(5)B2024/7/11 【点拨】注意本题中电源的特性【点拨】注意本题中电源的特性能显示电流。能显示电流。【答【答25 【点评】本题是一道电学探究性实验题目，测量方法相当【点评】本题是一道电学探究性实验题目，测量方法相当于伏安法测电阻。于伏安法测电阻。2024/7/11 【点评】本题是一道电学探究性实验题目，测量方法【点评】本题是一道电学探究性实验题目，测量方法26探究点四探究点四 实验的创新与设计实验的创新与设计 2024/7/11探究点四探究点四 实验的创新与设计实验的创新与设计 2023/8/14272024/7/112023/8/1428 (1)(1)请对照电路图连接实物请对照电路图连接实物(导线不得交叉导线不得交叉)(2)(2)请推导被测电阻请推导被测电阻RxRx的表达式的表达式(用物理符号表示用物理符号表示)。2024/7/11 (1)请对照电路图连接实物请对照电路图连接实物(导线不得交叉导线不得交叉)229 【点拨】根据题意，本题中不能把电压表视为理想电表。【点拨】根据题意，本题中不能把电压表视为理想电表。2024/7/11 【点拨】根据题意，本题中不能把电压表视为理想电表。【点拨】根据题意，本题中不能把电压表视为理想电表。230 【点评】本实验电路设计的成功之处就是巧妙地消去了电【点评】本实验电路设计的成功之处就是巧妙地消去了电压表内阻对测量结果的影响，避免了实验原理上的误差，所以凡压表内阻对测量结果的影响，避免了实验原理上的误差，所以凡是没有考虑电压表内阻的推导过程不可。是没有考虑电压表内阻的推导过程不可。2024/7/11 【点评】本实验电路设计的成功之处就是巧妙地消去【点评】本实验电路设计的成功之处就是巧妙地消去312024/7/11变式题变式题2023/8/14322024/7/112023/8/1433 其主要实验步骤如下：其主要实验步骤如下：A A选取器材选取器材，按图，按图5 512126 6连接电路连接电路 B B用伏安法测定电阻丝的阻值用伏安法测定电阻丝的阻值R R；C C用刻度尺测出电阻丝的长度用刻度尺测出电阻丝的长度L L；D D依次减小电阻丝的长度，依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变保持电路其他部分不变，重复步，重复步骤骤B B、C C；E E处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝值与长度的关处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝值与长度的关系。系。2024/7/11 其主要实验步骤如下：其主要实验步骤如下：B用伏安法测定电阻丝的用伏安法测定电阻丝的342024/7/112023/8/14352024/7/112023/8/1436探究点五探究点五 常见的测量电阻的方法常见的测量电阻的方法测量电阻的实验题经常在高考题中出现，下表供参考。测量电阻的实验题经常在高考题中出现，下表供参考。2024/7/11探究点五探究点五 常见的测量电阻的方法测量电阻的实验题经常常见的测量电阻的方法测量电阻的实验题经常372024/7/112023/8/14382024/7/112023/8/14392024/7/112023/8/1440【答案】【答案】(1)(1)电路图如图所示电路图如图所示2024/7/11【答案】【答案】(1)电路图如图所示电路图如图所示2023/8/1441 【点评】【点评】分析题意可知需测量电流表分析题意可知需测量电流表A A1 1的内阻，按的内阻，按常规方法应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但常规方法应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析可知即使该电流表满偏，其两端的电压也仅为经分析可知即使该电流表满偏，其两端的电压也仅为0.4 V0.4 V，远小于量程，远小于量程10 V10 V。这恰恰就是本题设计考核学生应变能力。这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的的“陷阱陷阱”。此题也可理解为此题也可理解为“将已知内阻的电流表将已知内阻的电流表 当成电压表使用当成电压表使用”，这实际也是伏安法的一种推广形式。，这实际也是伏安法的一种推广形式。2024/7/11 【点评】【点评】分析题意可知需测量电流表分析题意可知需测量电流表A1的内阻，按常的内阻，按常422024/7/112023/8/14432024/7/112023/8/14442024/7/112023/8/14452024/7/112023/8/14462024/7/112023/8/1447 回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)根据图根据图1 1所示的电路，在图所示的电路，在图2 2所示的实物图上连线所示的实物图上连线2024/7/11 回答下列问题：回答下列问题：2023/8/14482024/7/112023/8/14492024/7/112023/8/14502024/7/112023/8/14512024/7/112023/8/14522024/7/112023/8/14532024/7/112023/8/14542024/7/112023/8/14552024/7/112023/8/14562024/7/112023/8/14572024/7/112023/8/14582024/7/112023/8/14592024/7/112023/8/1460专题十二专题十二 教师备用题教师备用题2024/7/11专题十二专题十二 教师备用题教师备用题2023/8/14612024/7/112023/8/14622024/7/112023/8/14632024/7/112023/8/1464 (5)(5)写出一条提高测量准确度的建议：写出一条提高测量准确度的建议：_。2024/7/11 (5)写出一条提高测量准确度的建议：写出一条提高测量准确度的建议：_652024/7/112023/8/1466