高三物理二轮复习 专题十一 电学实验课件.ppt

专题十一电学实验 展示考纲 明晰考向 方法归纳 重点点拨 锁定考点 高效突破 阅卷评析 剑指满分 展示考纲 明晰考向 方法归纳 重点点拨 一 基本仪器及其使用1 基本仪器 2 使用 1 电学测量仪器的使用和读数 2 多用电表的使用 注意电流的流向 由于使用多用电表时不管测量项目是什么 电流都要从电表的 插孔 红表笔 流入 从 插孔 黑表笔 流出 所以使用欧姆挡时 多用电表内部电池的正极接的是黑表笔 负极接的是红表笔 要区分开 机械零点 与 欧姆零点 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指针定位螺丝 欧姆零点 在表盘刻度的右侧电阻刻度 0 位置 调整的是欧姆挡的调零旋钮 利用欧姆挡时正确选择倍率 测量前应根据估计阻值选用适当的挡位 由于欧姆挡刻度的非线性 使用欧姆挡测电阻时 表头指针偏转过大过小都有较大误差 通常只使用表盘中间一段刻度范围 指针偏转角度在1 3满偏到2 3满偏之间为测量的有效范围 例如 J0411型多用电表欧姆挡的R中 15 当待测电阻约为2k 时 则应采用R 100挡 二 实验数据的分析和处理方法 锁定考点 高效突破 考点一 电表的工作原理及改装 多用电表的使用 典例 2015合肥市二模 图1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 50V 挡测量电压 指针位置如图1所示 读数为V 2 用图1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2所示 电源电动势E 1 5V 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 解析 1 如果是用直流 50V 挡测量电压 由题图1所示表盘可知 其分度值为1V 则读数为23 0V 答案 1 23 0 2 100 3 图2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较将 选填 变大 变小 或 不变 4 图3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合向端 选填 a 或 b 时 欧姆表是较大倍率挡 答案 3 变大 4 b 4 图3是将表头G改装成两个倍率挡的欧姆表电路原理图 由图知 当开关S合向b端时 通过欧姆表的电流较小 根据闭合电路欧姆定律知 欧姆表的倍率较大 以例说法多用电表中欧姆挡的使用总结 1 欧姆表测量电阻 换挡时一定要使红 黑表笔短接 重新调零 欧姆表红 黑表笔短接调零是使指针指欧姆表刻度的 0 2 欧姆表测量电阻读数时一定要将读数乘以所选的倍率 3 欧姆表内阻阻值是指表内电池内阻 电流表内阻 调零电阻等的阻值之和 大小等于测量电阻时欧姆表指针指在刻度盘正中央时被测电阻的阻值 4 欧姆表测量电阻时 若指针偏角过小 过大 就换用大 小 倍率 5 欧姆表测量电阻问题的分析 处理 会用到闭合电路的欧姆定律等规律 因为这时被测电阻已经和表内的电池 电流表以及调零电阻构成了闭合电路 针对训练 C 2 为确定某电子元件的电气特性 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 填 10 或 1k 倍率的电阻挡 并再进行测量 多用表的示数如图 a 所示 测量结果为 解析 1 多用电表 100 倍率测电阻时 指针偏转角度过大 示数太小 应换小倍率 即选择 10 倍率 欧姆挡调零后重新测量 测量结果为7 10 70 答案 1 10欧姆调零70 2 将待测元件 额定电压9V 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 b 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 填 直流电压10V 或 直流电压50V 挡 解析 2 实物连接如图所示 由于待测元件额定电压为9V 因此多用表的选择开关应调到直流电压10V挡 答案 2 电路图见解析直流电压10V 考点二 以测电阻为核心的电学实验 典例 2015杭州模拟 某科技创新小组在小制作中需要1 00 的定值电阻 由于实验室没有合适的电阻 他们打算用一段导线代替 他们在实验室找到了两圈长度均为100m的粗细均匀的导线圈a b 他们用螺旋测微器测出b线圈导线的直径和用多用电表 R 100 挡粗测b线圈的总电阻示数如图 甲 乙 所示 1 线圈b的直径d mm 由多用电表得线圈b的总电阻约为Rb 解析 1 螺旋测微器读数 固定刻度读数 可动刻度读数 0 0 01mm 23 9 0 239mm 欧姆表读数 表盘读数 倍率 24 100 2 4 103 答案 1 0 2392 4 103 2 接着测出线圈a b的I U图象如图 丙 所示 实验室提供如下器材可选 A 电流表A1 600mA 1 0 B 电流表A2 40mA 10 0 C 电压表V1 3V 6k D 电压表V2 50V 20k E 滑动变阻器R1 100 1 0A F 滑动变阻器R2 10 2A G 直流电源E 50V 0 05 H 开关一个 带夹子的导线若干要求测b线圈的伏安特性曲线 且在实验时需测出多组有关数据和尽可能高的测量精度 则电流表选用 电压表选用 滑动变阻器选用 只填仪器前的字母代号 请在图 丁 的方框中画出实验的电路图 答案 2 BDE见解析 3 最后 他们决定用线圈a的一段导线来替代1 00 的电阻 他们应将长度L m的导线接入电路 答案 3 0 2 以例说法器材选取三原则 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 各类用电器实际通过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 精确程度够用即可 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 针对训练 1 2015福建理综 某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小 实验器材如图 甲 所示 现已完成部分导线的连接 1 实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中 电流表的示数从零开始逐渐增大 请按此要求用笔画线代替导线在图 甲 实物接线图中完成余下导线的连接 解析 1 根据题意 实验电路为分压电路 电流表外接 按照电流流向即可完成连线 在连线时要注意电表的极性 并注意接线要连到接线柱上 答案 1 见解析 2 某次测量 电流表指针偏转如图 乙 所示 则电流表的示数为A 3 该小组描绘出的伏安特性曲线如图 丙 所示 根据图线判断 将 只相同的小电珠并联后 直接与电动势为3V 内阻为1 的电源组成闭合回路 可使小电珠的总功率最大 其总功率的值约为W 保留两位小数 答案 2 0 44 3 42 22 2 28 解析 2 电流表示数为0 44A 2 2015舟山5月仿真 解析 1 螺旋测微器的固定刻度读数为0 5mm 可动刻度读数为11 5 0 01 0 115mm 所以最终读数为0 615mm 游标卡尺的主尺读数为106mm 游标尺读数为0 05 14mm 0 70mm 所以最终读数为106 70mm 10 670cm 答案 1 0 61510 670 某同学为测定某柱形电子元件的电阻率 先做如下测量 1 用螺旋测微器测量它的直径 示数如图 甲 所示 读数为d mm 用游标为20分度的游标卡尺测量它的长度 示数如图 乙 所示 读数为L cm 2 用多用电表粗测该元件的电阻 选用 10 倍率的电阻挡后 应先 再进行测量 之后多用电表的示数如图 丙 所示 测得该元件电阻为 解析 2 用多用电表测量该元件的电阻 选用 10 倍率的电阻挡后 应先进行欧姆调零 再进行测量 由题图 丙 可知 测量结果为7 10 70 答案 2 进行欧姆调零70 3 为了精确测得上述待测元件的电阻Rx的阻值 实验室提供了如下器材 A 电流表A1 量程50mA 内阻r1 10 B 电流表A2 量程200mA 内阻r2约为2 C 定值电阻R0 30 D 滑动变阻器R 最大阻值约为10 E 电源E 电动势约为4V F 开关S 导线若干该同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理图如图 丁 所示 N处的电流表应选用 填器材选项前相应的字母 开关S闭合前应将滑动变阻器的滑片置于 选填 a 或者 b 端 若M N电表的读数分别为IM IN 则Rx的计算式为Rx 用题中字母表示 考点三 以测电源电动势为核心的电学实验 典例 2015台州高三调研 为了测量一节新干电池的内阻 1 A同学准备采用图 甲 的实验器材 用欧姆表直接粗测电池的内阻 你觉得是否可行 填 行 或 不行 解析 1 因电池的电动势会对欧姆表内电动势的效果产生严重的影响 无法正确测出电池的内阻 答案 1 不行 2 B同学采用图 乙 的实验电路图 实验时会发现 当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时 电压表示数变化 填 明显 或 不明显 解析 2 由于内电阻r很小 即使电流变化较大内电压变化也很小 由闭合电路欧姆定律可知 路端电压的变化范围不明显 答案 2 不明显 3 C同学改进了B同学的电路图 准备用以下给定的器材和一些导线来完成实验 器材如下 a 量程3V的电压表Vb 量程0 6A的电流表Ac 定值电阻R0 1 5 d 滑动变阻器 0 100 e 开关 请用笔画线代替导线在图 丙 中完成实物连接图 实验中 改变滑动变阻器的阻值 得到了如下的六组实验数据 表中数据已在坐标图中描点 请作出U I图象 并根据图象得出该节电池的内阻为 结果保留两位有效数字 答案 3 见解析 见解析0 25 以例说法实物图的连接方法及注意的问题 1 连接方法看图连接 即根据题给电路中用电器的连接方式 串 并联 用笔画线代替导线将实物图中的电源与用电器 开关等连成正确的闭合电路 若题目没有给定电路 可依据题意在草纸上画出实验所需要的电路图 然后再看图连接 2 注意问题 注意直流电流表和电压表的 接线柱 保证电流从 接线柱流入 从 接线柱流出 根据题给数据或计算得到的数据 对于多量程电表 一定要将相应量程的接线柱接入电路 接线不能交叉 实验连线时 开关一定处于断开状态 实物图的连接应以实验电路图为依据 必要时先画出电路图 用 线 连图时 应将 线 连在正确的位置 即连接在各仪器的接线柱上 不能错连 记住一些常规性的结论 如在描绘电学元件的伏安特性曲线的实验中 若电学元件两端的电压要从零开始逐渐增大 则滑动变阻器采用分压式接法 若被测电学元件的电阻阻值和电流表内阻阻值相差不大时 电流表采用外接法 再如 在测定金属电阻率的实验中 电流表采用的也是外接法 针对训练 1 2015四川理综 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0 30mA 电流表A2 量程0 100mA 电压表V 量程0 6V 滑动变阻器R1 阻值0 5 滑动变阻器R2 阻值0 300 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 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U I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 1 电流表应选用 滑动变阻器应选用 2 由图 乙 的图线 得电源内阻r 解析 1 由闭合电路欧姆定律 要想调节时电流表和电压表的读数有明显变化 起限流作用的滑动变阻器应选用R2 由题图 乙 可知 电流表应选A2 2 根据U I图线的斜率求得电源内阻为25 答案 1 A2R2 2 25 3 用I0 U0和r表示待测电阻的关系式Rx 代入数值可得Rx 4 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 4 Rx所接位置的改变并不影响干路电流的测量 故电流表示数变化范围相同 但是改接前后电压表测量的分别是路端电压与滑动变阻器两端的电压 故电压表示数变化范围不同 2 2015诸暨市质检 小王同学用电压表和电流表测定某蓄电池的电动势和内阻 实验电路如图 甲 所示 电压表和电流表均可视为理想电表 1 图 乙 是部分连接好的实物电路图 请你完成余下导线的连接 要求滑动触片P从左向右移动时滑动变阻器接入电路的阻值在不断增大 解析 1 根据实验原理图可得出对应的实物图 注意变阻器应接左下接线柱 如图 a 所示 2 小王同学在实验时记录滑动触片P在不同位置的x值以及对应的电压表读数U和电流表读数I 并作出如图 丙 所示的I x图象和U x图象 则根据图象数据可求得蓄电池的电动势为V 内阻为 滑动变阻器的最大阻值为 3 请在图 丁 中作出该蓄电池的U I图象 解析 3 电源的电动势为2 0V 短路电流为1 0A 对应的伏安特性曲线如图 b 所示 答案 见解析 阅卷评析 剑指满分 电学实验 考题精选 2015浙江理综 图 甲 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 甲 画出实验电路图 解析 1 如图所示 答案 1 图见解析 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 乙 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 答案 2 0 10A 0 24A 2 00V 0 27V2 7 0 1 8 3 0 1 如填为8 3 0 1 2 7 0 1 也行 评分细则 画电路图4分 每空1分 失分警示 1 实物图的结构认知错误 误认为电流表是内接 2 读数时未估读到精度的下一位 抢分策略 1 画电路图时要认清电流表是内接还是外接 滑动变阻器是限流还是分压 2 计算电阻时 大电流对应大电压 小电流对应小电压