资源描述
,专题十三 电学实验,-2-,知识脉络梳理,-3-,规律方法导引,1.知识规律 (1)电学仪器的使用与读数。 电流表、电压表、欧姆表的比较:,-4-,-5-,电学仪器的选择: a.电源的选择:一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。 b.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;选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大,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。 (2)电流表内外接法的区分与选择。,-6-,(3)分压式电路与限流式电路的区分与选择。 控制电路的比较:,控制电路的选择: a.从节能的角度考虑,优先选用限流式。 b.以下三种情况必须用分压式:要求待测电路的U、I从0变化。R滑Rx。选用限流式,Ux、Ix过大(超过电流表量程,烧坏电表、电源或用电器等)。,-7-,2.思想方法 (1)物理思想:等效思想、控制变量思想。 (2)物理方法:等效替代法、控制变量法、累积法。,-8-,命题一,命题二,命题三,以测电阻为核心的实验 主要考查仪器的选择、实验操作及欧姆定律。 例1(1)用多用电表欧姆挡粗略测量某元件的电阻,选用1挡,测量结果如图甲所示,则测得的电阻为 ; (2)为描绘该元件的U-I图线,提供了如下器材: A.电流表A(量程0.6 A,内阻约0.9 ) B.电压表V(量程3 V,内阻约3 k) C.滑动变阻器R1(10 ,2 A) D.滑动变阻器R2(1 000 ,1 A) E.电源E(电动势6 V,内阻约0.1 ) F.开关S及导线若干,甲,实验中滑动变阻器应该选择 (填写器材序号即可),以保证实验过程中调节方便; 设计合适电路,在虚线框内画出实验电路图; 如图乙所示中、图线,一条为元件真实的U-I图线,另一条是本次实验中测得的U-I图线,其中 是本次实验中测得的图线。,答案,解析,命题一,命题二,命题三,-10-,思维导引,命题一,命题二,命题三,-11-,例2(2015浙江丽水一模)小潘同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,所用小灯泡的规格为“2.5 V,0.3 A”。 (1)用实验室的“高中学生电源”作为电源,应该选用图甲中 (选填“稳压2 A”或“交流3 A”)的两个接线柱; (2)滑动变阻器应该选 (选填R1“5 ,2 A”或R2“50 ,1 A”);,甲,命题一,命题二,命题三,-12-,(3)小潘同学连接电路之后,闭合开关(如图乙所示),移动滑动变阻器,灯泡发光、电流表和电压表都有正示数。但同桌指出还有一处错误,这处错误是 ; (4)实验结束之后,他描绘了如图丙的伏安特性曲线,老师一看就判定是错误的,老师判定的依据是 。,命题一,命题二,命题三,乙,丙,答案,解析,-13-,思维导引,命题一,命题二,命题三,-14-,规律方法 1.“测金属丝的电阻率”“测绘小灯泡的伏安特性曲线”均属于以测电阻为核心的电学实验,属于测量性实验,主要考查学生的实验分析、理解能力,要求学生有选择仪器、设计电路的能力。 2.测量电路设计:,3.控制电路:以小控大用分压,相差无几用限流,即当滑动变阻器的阻值较小时,常采用分压式接法;当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时,常采用限流式接法。另外滑动变阻器必须接为分压式的情况有三种:(1)电压要求从零开始变化;(2)滑动变阻器阻值太小,不能起到限流的作用;(3)限流式不能获取有区分度的多组数据。若两种接法均可,则采用限流式,因为限流式损耗功率小。,命题一,命题二,命题三,-15-,命题一,命题二,命题三,-16-,拓展训练1(2015全国理综)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下: 待测电压表V(量程3 V,内阻约为3 000 ),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 ),滑动变阻器R1(最大阻值 100 ,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干。,命题一,命题二,命题三,(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 (选填“”“=”或“”)RV,主要理由是 。,答案,-17-,命题一,命题二,命题三,-18-,命题一,命题二,命题三,-19-,命题一,命题二,命题三,-20-,命题一,命题二,命题三,-21-,思维导引,命题一,命题二,命题三,规律方法 测量电源电动势和内电阻的方法拓展,-22-,命题一,命题二,命题三,-23-,拓展训练2(2015安徽理综)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100 A、内阻为2 500 的表头,一个开关,两个电阻箱(0999.9 )和若干导线。 (1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表,则应将表头与电阻箱 (选填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为 。 (2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。,图1,命题一,命题二,命题三,-24-,根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画IR-I图线; 根据图线可得电池的电动势E是 V,内阻r是 。,答案,解析,命题一,命题二,命题三,-25-,以多用电表的使用为核心的实验 主要考查多用电表的使用方法和读数特点。 例4(2015安徽合肥高三质检)图甲为正在测量中的多用电表表盘,请完成下列问题: (1)如果用直流“50 V”挡测量电压,指针位置如图甲所示,读数为 V; (2)用图甲多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一电池、一个可变电阻和一表头相串联,如图乙所示,电源电动势E=1.5 V,选择开关在“1”挡,把它的两表笔短接,旋转可变电阻R1的旋钮,当指针指向“0 ”时,流过多用电表的电流为 mA; (3)图乙是测量Rx阻值时的电路,欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能进行欧姆调零,按正确使用方法再测Rx的值,其测量结果与原结果相比将较 (选填“变大”“变小”或“不变”);,命题一,命题二,命题三,-26-,(4)图丙是将表头G改装成两个倍率挡(如“1”“10”)的欧姆表电路原理图,则当开关S合向 (选填“a”或“b”)端时,欧姆表是较大倍率挡。,甲,乙,丙,命题一,命题二,命题三,答案,解析,-27-,思维导引,命题一,命题二,命题三,-28-,规律方法 欧姆表使用六注意 (1)选挡接着调零;(2)换挡重新调零;(3)待测电阻与电路、电源要断开;(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近;(5)读数之后要乘以倍率得阻值;(6)测量结束后,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压的最高挡。,命题一,命题二,命题三,-29-,拓展训练3为确定某电子元件的电气特征,做如下测量。 (1)用多用表测量该元件的电阻,选用“100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,因此需选择 (选填“10”或“1 k”)倍率的电阻挡,并 再进行测量,多用表的示数如图甲所示,测量结果为 。 (2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、开关及若干导线连接成电路如图乙所示。添加连线,使电路能测量该元件完整的伏安特性。 本实验中使用多用表测电压,多用表的选择开关应调到 (选填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)挡。,答案,解析,命题一,命题二,命题三,-30-,1.用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 ),实验室提供如下器材。 电池组E:电动势3 V,内阻不计 电流表A1:量程015 mA,内阻约为100 电流表A2:量程0300 A,内阻为1 000 电压表V:量程015 V,内阻约为15 k 滑动变阻器R1:阻值范围020 定值电阻R2,阻值为9 000 开关S、导线若干 请回答下列问题: (1)在实验中要求尽可能准确地测量Rx的阻值,选择的电表为 (填写器材代号);,1,2,3,-31-,(2)在方框中画出测量Rx阻值的完整电路图,并在图中标明器材代号; (3)调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是 mA,电流表A2的示数是 A。,答案,解析,1,2,3,-32-,2.(2015广东江门统考)某同学想测量电压表03 V挡的内阻,他从实验室拿来一个多用电表、3节干电池、50 的滑动变阻器1个、开关和若干导线。 (1)先用多用表粗测其内阻,把选择开关旋到欧姆挡的“100”倍率,将 (选填“红”或“黑”)表笔接电压表的“-”接线柱,另一只表笔接“3 V”的接线柱,多用表的指针位置如图甲所示,则电压表的内阻为 ; (2)再用伏安法测量其内阻,把多用表的选择开关旋到直流电流的 (选填“100”“10”或“1”)mA挡,请在图乙完成其余的连线; (3)实验中多用表的示数为I,电压表的示数为U,则电压表的内阻为RV= 。,答案,解析,1,2,3,-33-,3.(1)如图甲是“测电池的电动势和内阻”的实验电路,如果采用新电池进行实验,实验时会发现,当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时,电压表变化 (选填“明显”或“不明显”); (2)为了较精确地测量一节新电池的内阻,可用以下给定的器材和一些导线来完成实验, 器材:量程3 V的理想电压表V,量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R0(R0=1.50 ),滑动变阻器R1(010 ),滑动变阻器R2(0200 ),开关S。相比于图甲,图乙中的电阻R0有哪些作用? (3)为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”); (4)用笔画线代替导线在图丙中完成实物连接图;,1,2,3,-34-,(5)实验中,改变滑动变阻器的阻值,测出当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2,则新电池内阻的表达式r= (用I1、I2、U1、U2和R0表示); (6)处理实验数据时,测出两组U、I值,便可计算出电池的电动势和内阻,这样做虽然简单,但误差可能较大。处理数据时如何减少实验误差,请你提出一种处理方法:,1,2,3,-35-,1,2,3,-36-,1,2,3,-37-,怎样得高分,电学创新实验分析技巧 【典例示范】 为了测量某电池的电动势E(约为3 V)和内阻r,选用的器材如下: A.电流表G1(量程为2 mA,内电阻为100 ) B.电流表G2(量程为1 mA,内电阻为200 ) C.电阻箱R1(099.99 ) D.电阻箱R2(09 999 ) E.滑动变阻器R3(01 000 ,允许最大电流1 A) F.待测电池 G.开关一个、导线若干 (1)某同学利用上述器材,采用图甲所示的电路测量该电池的电动势和内阻,请按照图甲将图乙所示的实物图连线。,-38-,怎样得高分,(2)图甲中利用电阻箱R1,将电流表G1改装成了量程为0.5 A 的电流表,利用电阻箱R2将电流表G2改装成了量程为3 V 的电压表,则电阻箱R1的阻值调到 。 (3)以G2示数I2为纵坐标,G1示数I1为横坐标,作出I2-I1图象如图所示,结合图象可得出电源的电动势为 V,电源的内阻为 (结果均保留两位有效数字)。,答案,解析,-39-,怎样得高分,思维导引,-40-,怎样得高分,以题说法 电学创新实验需要特别注意: 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。,-41-,怎样得高分,针对训练 (2015全国理综)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1 mA;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3 mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10 mA。由题给条件和数据,可以求出R1= ,R2= 。,-42-,怎样得高分,(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表A对改装电表的3 mA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1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300 和1 000 ;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750 和3 000 。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 (选填“b”或“c”)相连。判断依据是 。,答案,解析,
展开阅读全文