高三物理二轮复习 第1部分 专题6 物理实验与创新 第2讲 电学实验与创新课件

第第2讲电学实验与创新讲电学实验与创新核心考点聚焦一、电学测量仪器的使用与读数一、电学测量仪器的使用与读数1电流表、电压表、欧姆表的比较电流表、电压表、欧姆表的比较热点考向例析2015天津卷天津卷(3)用电流表和电压表测定由三节干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池串联组成的电池组(电动势约电动势约4.5 V，内电阻约，内电阻约1 )的电动的电动势和内电阻，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：选用：A电流表：量程电流表：量程0.6 A，内电阻约，内电阻约1 B电流表：量程电流表：量程3 A，内电阻约，内电阻约0.2 C电压表：量程电压表：量程3 V，内电阻约，内电阻约30 kD电压表：量程电压表：量程6 V，内电阻约，内电阻约60 k考向一基本仪器的使用及选择考向一基本仪器的使用及选择E滑动变阻器：滑动变阻器：01 000 .额定电流额定电流0.5 AF滑动变阻器：滑动变阻器：020 ，额定电流，额定电流2 A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电，电压表应选用压表应选用_，滑动变阻器应选用，滑动变阻器应选用_(均填仪器均填仪器的字母代号的字母代号)(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测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量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和和_相连、相连、_和和_相连、相连、_和和_相连相连(均填仪器上接线柱的字母代号均填仪器上接线柱的字母代号)(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余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，则可以图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以为纵坐标，以_为横坐标为横坐标多用电表的使用多用电表的使用“五注意五注意”(1)选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为级的倍率，如估计值为200 就应该选就应该选10的倍率；的倍率；(2)进行欧姆调零；进行欧姆调零；(3)将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量；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；将指针示数乘以倍率，得测量值；(5)使用多用电表测电压和电流时，应尽量使指针超过满使用多用电表测电压和电流时，应尽量使指针超过满偏量程的一半；测电阻时，应尽量使指针指向表盘刻度中央偏量程的一半；测电阻时，应尽量使指针指向表盘刻度中央题组训练题组训练1(1)利用多用电表测电压、电阻，若选择开关处在利用多用电表测电压、电阻，若选择开关处在“直直流电压流电压2.5 V”挡时指针位于图丙位置，则被测电压是挡时指针位于图丙位置，则被测电压是_V；若选择开关处在；若选择开关处在“10”欧姆挡时指针位于图甲欧姆挡时指针位于图甲位置，则被测电阻是位置，则被测电阻是_.(2)图乙用图乙用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，表针的示数是，表针的示数是_ A；当使用；当使用3 A量程时，对量程时，对应刻度盘上每一小格代表应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为，图中表针示数为_A.(2)红表笔接红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图后，多用表指示仍然和图2相同，可判断发生故障的器件是相同，可判断发生故障的器件是_(选填选填“蓄电池蓄电池”、“保险丝保险丝”、“开关开关”或或“小小灯灯”)解析：解析：(1)因用直流因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在图示位置时，读数为刻度均匀，在图示位置时，读数为11.5(11.211.8之间均之间均可可)V，说明蓄电池正常，说明蓄电池正常(2)红表笔接红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯器件只能为小灯答案：答案：(1)11.5(11.211.8的值均可的值均可)蓄电池蓄电池(2)小灯小灯实验室在测定金属丝电阻率的实验中，提供的器实验室在测定金属丝电阻率的实验中，提供的器材除多用电表、螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还材除多用电表、螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还有：有：A粗细均匀的待测金属丝粗细均匀的待测金属丝RxB直流电流表直流电流表A(05 mA，内阻约为，内阻约为5 )C直流电压表直流电压表V(03 V，内阻约为，内阻约为5 k)D滑动变阻器滑动变阻器R(阻值范围为阻值范围为020 ，额定电流为，额定电流为1 A)E电源电源(3 V，内阻不计，内阻不计)考向二以伏安法测电阻为核心的电学实验考向二以伏安法测电阻为核心的电学实验(4)某物理学习小组的两位同学在实验中，根据同一组数某物理学习小组的两位同学在实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图条图线，如图4中甲、乙所示，根据你对实验的理解，你认为中甲、乙所示，根据你对实验的理解，你认为_同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为电阻为_.并联电路中小电阻并联电路中小电阻“控制控制”着大电阻，串联电路中大电阻着大电阻，串联电路中大电阻“控制控制”着小电阻所以，阻值较小和阻值较大的滑动变阻器着小电阻所以，阻值较小和阻值较大的滑动变阻器一般分别采用分压式接法和限流式接法，方能方便调节测量电一般分别采用分压式接法和限流式接法，方能方便调节测量电路的电压和电流若分压式接法和限流式接法都可以时应采用路的电压和电流若分压式接法和限流式接法都可以时应采用限流式接法，以节约电能限流式接法，以节约电能题组训练题组训练1(2015浙江理综浙江理综22)图图1是小红同学在做是小红同学在做“描绘小灯泡描绘小灯泡的伏安特性曲线的伏安特性曲线”实验的实物连接图实验的实物连接图考向三以测电源电动势和内阻为核心的电学实验考向三以测电源电动势和内阻为核心的电学实验测量电源的电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定测量电源的电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定律，数据处理的主要思想方法是律，数据处理的主要思想方法是“化曲为直化曲为直”，常用的方法有，常用的方法有三种：三种：(1)伏安法伏安法利用电压表和电流表闭合电路方程为利用电压表和电流表闭合电路方程为EUIr，利用两组数据，联立方程求解，利用两组数据，联立方程求解E和和r；也可作出；也可作出UI图图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻的内阻题组训练题组训练1(2015潍坊模拟潍坊模拟)为测定一节干电池为测定一节干电池(电动势约电动势约1.5 V，内阻约内阻约1.0 )的电动势和内阻，实验室备有电流计的电动势和内阻，实验室备有电流计G(满偏电流满偏电流为为3 mA，内阻为，内阻为25 )、定值电阻、定值电阻R00.126 、开关和若干导、开关和若干导线及以下器材：线及以下器材：A量程量程03 V，内阻约，内阻约1 000 的电压表的电压表B量程量程015 V，内阻约，内阻约1 500 的电压表的电压表C总阻值为总阻值为10 、额定电流为、额定电流为2 A的滑动变阻器的滑动变阻器D总阻值为总阻值为100 、额定电流为、额定电流为1 A的滑动变阻器的滑动变阻器(1)因电流表量程太小，需将因电流表量程太小，需将R0与电流计与电流计_以扩大量程以扩大量程(2)电压表应选择电压表应选择_；滑动变阻器应选择；滑动变阻器应选择_(填填代号代号)(3)请在虚线框内完成实验电路图请在虚线框内完成实验电路图(4)根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的主根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的主要原因是要原因是_解析：解析：本题中给出了电压表，虽没有电流表，但给了电本题中给出了电压表，虽没有电流表，但给了电流计，且内阻已知，同时还给出了定值电阻，因此需考虑将电流计，且内阻已知，同时还给出了定值电阻，因此需考虑将电流计改装成电流表，即将电流计与定值电阻并联，然后用伏安流计改装成电流表，即将电流计与定值电阻并联，然后用伏安法测量电源电动势和内阻，根据实验可画出电路图；根据电源法测量电源电动势和内阻，根据实验可画出电路图；根据电源电动势的大约值，可选择使用量程为电动势的大约值，可选择使用量程为3 V的电压表；又因为电的电压表；又因为电源内阻很小，若滑动变阻器的总阻值远大于电源内阻，则在减源内阻很小，若滑动变阻器的总阻值远大于电源内阻，则在减小滑动变阻器阻值时，开始电压表示数几乎不变，最后电压表小滑动变阻器阻值时，开始电压表示数几乎不变，最后电压表和电流表会突然变化，造成读数误差很大，故应选用总阻值为和电流表会突然变化，造成读数误差很大，故应选用总阻值为10 的滑动变阻器；本实验中由于电压表的分流作用，使得改的滑动变阻器；本实验中由于电压表的分流作用，使得改装后的电流表测得的电流偏小装后的电流表测得的电流偏小(读数只是通过滑动变阻器的电读数只是通过滑动变阻器的电流流)，造成测得的电动势和内阻均偏小，造成测得的电动势和内阻均偏小123456R()95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表量电流表A1的内阻的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据度，并能测得多组数据.考向四创新设计实验考向四创新设计实验器材器材(代号代号)规格规格电流表电流表(A1)电流表电流表(A2)电压表电压表(V)电阻电阻(R1)滑动变阻器滑动变阻器(R2)电池电池(E)开关开关(S)导线若干导线若干量程量程010 mA，内阻，内阻r1待测待测(约约40 )量程量程0500 A，内阻，内阻r2750 量程量程010 V，内阻，内阻r310 k阻值约阻值约100 ，作保护电阻用，作保护电阻用总阻值约总阻值约50 电动势电动势1.5 V，内阻很小，内阻很小解决这类题主要抓住三点解决这类题主要抓住三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关键是在弄清原理的基础上将基本方法灵活迁移二是设计合理的电路应先依据题意确定电流表、电压表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路并画出实验电路图三是在电表内阻已知的条件下，其测量功能可以拓展转三是在电表内阻已知的条件下，其测量功能可以拓展转换，即电流表可以用来测电压，电压表也可以用来测电流实换，即电流表可以用来测电压，电压表也可以用来测电流实验的创新设计要充分利用电表功能本题将欧姆表中值电阻及验的创新设计要充分利用电表功能本题将欧姆表中值电阻及对应的电流进行了功能拓展，用来测定表头的满偏电流对应的电流进行了功能拓展，用来测定表头的满偏电流题组训练题组训练1用伏安法测一节干电池的电动势用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻和内阻r，所给的器，所给的器材有：材有：A电压表电压表V；010 VB电流表电流表A；00.6 AC滑动变阻器滑动变阻器R1(总阻值总阻值20 )D定值电阻定值电阻R2(阻值阻值10 )E定值电阻定值电阻R3(阻值阻值4 )F定值电阻定值电阻R4(阻值阻值3 )G单刀双掷开关单刀双掷开关S和导线若干和导线若干(1)根据以上器材，在误差尽可能小的情况下，组成一个根据以上器材，在误差尽可能小的情况下，组成一个测量电路，画出测量电路的原理图测量电路，画出测量电路的原理图(要求电路中各器材用题要求电路中各器材用题中给定的符号标出中给定的符号标出)(2)用已知的量和实验中测的量表示待测干电池的电动势用已知的量和实验中测的量表示待测干电池的电动势E_和内阻和内阻r_.2实验小组准备了以下器材：实验小组准备了以下器材：A多用电表，欧姆表电源电动势约多用电表，欧姆表电源电动势约1.5 V，表盘刻度和指，表盘刻度和指针位置如图针位置如图(a)所示所示B电流表电流表A1，量程，量程50 mA，内阻约，内阻约10 C电流表电流表A2，量程，量程0.6 A，内阻约，内阻约0.5 D电压表电压表V，量程，量程2 V，内阻约，内阻约2 000 E定值电阻定值电阻R0，阻值，阻值25 F电阻箱电阻箱R，阻值，阻值0199.9 G开关一只，导线若干开关一只，导线若干真题高效演练(2)现用一量程为现用一量程为3 mA、内阻为、内阻为150 的标准电流表对改装的标准电流表对改装电表的电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA.电池的电动势为电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不，内阻忽略不计；定值电阻计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为有两种规格，阻值分别为300 和和1 000 ；滑；滑动变阻器动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为有两种规格，最大阻值分别为750 和和3 000 .则则R0应选用阻值为应选用阻值为_的电阻，的电阻，R应选用最大阻值为应选用最大阻值为_ 的滑动变阻器的滑动变阻器(3)若电阻若电阻R1和和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图图(b)的电路可以判断出损坏的电阻图的电路可以判断出损坏的电阻图(b)中的中的R为保护电为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路则图中虚线框内的电路则图中的的d点应和接线柱点应和接线柱_(填填“b”或或“c”)相连判断依据是：相连判断依据是：_.谢谢观看！谢谢观看！