高考物理二轮专题复习 第1部分 专题知识攻略 1513 电学实验课件 新人教版

第第13讲电学实验讲电学实验 一、电学测量仪器的使用与读数 1电流表、电压表、欧姆表的比较 2.多用电表使用“四注意” (1)极性：从电表外部看，电流应从红表笔(“”极)流入电表，从黑表笔(“”极)流出电表 (2)功能：利用多用电表测电压和电流时，选择开关对应的是电表的量程；而测电阻时，选择开关对应的是倍率 (3)调零：测量电阻时，要进行两次调零：机械调零和欧姆调零“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮 (4)保护：测电阻时，应把被测电阻从电路中拆下测量；多用电表长期不用时，必须取出表内的电池 二、电流表内外接法的比较与选择 三、滑动变阻器接法的选择 四、实物连线注意事项 1画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去 2连线时要使导线接在接线柱上，两条导线不能交叉 3要注意电表的量程和正负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出. 例1如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 的电阻，测量步骤如下：热点热点1多用电表的使用及读数多用电表的使用及读数 (1)调节_，使电表指针对准_的“0”刻线(选填“电阻”或“电流”) (2)将选择开关旋转到“”挡的_位置(选填“1”“10”“100”或“1 k”) (3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节_，使电表指针对准_(选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线 (4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_. (5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置 解析(1)将选择开关拨到欧姆挡前，先进行机械调零方法是调节定位螺丝，使电表指针指在电流为零的刻线位置 (2)用多用电表测20 的电阻时，要把选择开关旋转到“”挡“1”的位置 (3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零调节欧姆调零旋钮，使指针指在“”挡的零刻线上 (4)由乙图读出该电阻的阻值为19 . 答案(1)定位螺丝电流(2)1(3)调零旋钮电阻(4)19 【借题发挥】 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，如估计值为200 就应该选10的倍率 (2)进行欧姆调零 (3)将红、黑表笔接在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，如果指针偏转角度太小(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 例2(2014年西安高三联考)牛小曼同学对纽扣锂电池的特性进行了实验探究，该电池的内阻约为1 k，电动势标称值为3 V为了测定其电动势和内阻，除待测电池外，还备有如下器材： A电压表V1：量程为3 V、内阻约为100 k B电压表V2：量程为4 V、内阻约为10 M C电流表A1：量程为3 A、内阻约为8 D电流表A2：量程为0.6 A、内阻约为50 E定值电阻R1：1 k F定值电阻R2：30 k G滑动变阻器：05 k H开关、导线若干热点热点2实验器材的选取和电路的设计实验器材的选取和电路的设计 (1)为了较准确测量，电表应选用_、_；定值电阻选用_；(填器材前的编号) (2)请在虚线框内画出实验电路 解析(1)因为纽扣锂电池短路电流I03 mA，两个电流表量程太大，电压表V1测R1的最大电流恰好为3 mA.所以电表采用电压表A和B；定值电阻R2的阻值太大，与两电表不匹配，所以定值电阻采用E； (2)量程大的电压表V2测路端电压，电压表V1接在滑动变阻器两端(电压表V1接在定值电阻两端也可)，电路如图所示 答案(1)ABE(2)图见解析(其他实验电路合理也可) 【借题发挥】 选择实验仪器的三大原则 (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，电阻类器件的电流不能超过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，精确程度达到要求即可，并不是精度越高越好 (3)方便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便 用分压式接法时，滑动变阻器应该选用阻值较小的，而额定电流较大的 用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测电阻的额定电流 例3在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值)热点热点3实物连接、数据处理及误差分析实物连接、数据处理及误差分析 (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：由以上实验数据可知，他们测量由以上实验数据可知，他们测量Rx采用的是采用的是_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”)图图 (3)图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端请根据(2)所选的电路图，补充完成图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏 (4)这个小组的同学在坐标纸上建立了U、I坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点请在图丁中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线由图线得到金属丝的阻值Rx_(保留两位有效数字) (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号) A1102 mB1103 m C1106 m D1108 m (6)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项) A用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D用UI图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差 (6)偶然误差是随机产生的，是不可预计的；系统误差是由一些固有的因素(如测量方法的缺陷)产生的，理论上说系统误差总是可以通过一定的手段来消除因此，读数造成的误差属于偶然误差，A错误；电表的内阻造成的误差属于系统误差，是可以消除的，所以B错误，C正确用UI图象处理数据，所作的图线对测量数据起到取平均值的作用，从而减小偶然误差的影响，D正确 答案(1)0.3950.399均可(2)甲(3)如图 (4)如图 434.7均可 (5)C(6)CD 【借题发挥】 1测定金属的电阻率的数据处理 (1)测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值 (2)用图象法求电阻，即作出UI图象，由图线的斜率求出电阻值在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑 2测定金属的电阻率的误差分析 (1)金属丝的直径测量是产生误差的主要来源之一 (2)采用伏安法测电阻时，电表的内阻会带来系统误差 (3)在测量长度、电流、电压过程中，测量工具读数时会带来偶然误差 (4)金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差 热点热点4创新设计实验探究创新设计实验探究 (1)在图中画线连接成实验电路图 (2)完成下列主要实验步骤中的填空： 按图接线 保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1. 闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D_；然后读出_，并用天平称出_ 用米尺测量_ (3)用测得的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B_. (4)判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里 【借题发挥】 (1)解决设计型实验问题的关键是确定实验原理，然后确定应当测量哪些物理量，如何安排实验步骤，如何处理数据等电学设计型实验常用的方法有： 转换法：将不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量，然后再反求待测物理量的量值，这种方法叫转换测量法(简称转换法)如在测量金属电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但通过测金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻，然后再计算出它的电阻率 替代法：用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量 控制变量法：研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中一个或几个物理量不变，分别研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结如探究电阻的决定因素实验 (2)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法，安安法等.