2019-2020年高三物理一轮复习 3 电学实验器材电路的选择导学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 3 电学实验器材电路的选择导学案【课题】电学实验器材、电路的选择和连接【目标】1、使学生掌握选择器材和电路的一般原则2使学生掌握选择电压表、电流表、滑动变阻器的方法3使学生会选择电流表内、外接法；分压电路和限流电路【导入】一、选择器材和电路的一般原则1安全性原则：实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程，又不能超过变阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值2精确性原则：在不违反安全性原则的前提下，尽量使测量结果更精确3简便性原则：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a bVAVA二、两种电路的选择（一）安培表的内、外接法1、伏安法测电阻有a、b两种接法 如图a叫(安培表)外接法：所测的电压为Rx两端电压的真实值，所测电流大于通过Rx的电流值（由于电压表Rv分流），故由RU/I算出的Rx值（测量值）小于真实值（实际上测量值等于Rx与RV的并联电阻值）RV比Rx大的越多，误差越小因此外接法适宜测量_图b叫（安培表）内接法：所测的电流为通过Rx的电流真实值，所测电压大于Rx两端的电压（由于电流表RA分压），故由R=U/I算出的Rx值（测量值）大于真实值（实际上测量值等于Rx与RA的串联电阻值），RA比Rx小的越多，误差越小因此内接法适宜测量_测量电路的正确选择：RxRA时（远大于一般是 100倍以上，即Rx100RA），采用_；当RxRv时，采用_2、试触法：VA b ca如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即I/I和U/U ）RRa b(二)滑动变阻器的分压式和限流式连接滑动变阻器在电路中也有a、b两种常用的接法：a叫限流接法，b叫分压接法。分压接法被测电阻上电压的调节范围大。 1、选择分压式的几种情况：（1）电压从零开始调节；（2）电压调节范围足够大；（3）滑动变阻器的阻值小于Rx（一般小于Rx的1/2）；（4）用限流接法时电路中的最小电流仍然超过电表量程。2、选择限流式的几种情况（1）滑动变阻器的阻值远大于Rx（一般大于Rx的10倍以上）；（2）限流、分压均可时，为了节能一般采用限流接法。三、四种器材的选择（一）电源的选择 1、一般根据实验要求来选择。如“电磁打点计时器”选用交流4-6V电源，“电火花计时器”则用220V交流电源；“电场中等势线的描绘”使用直流6V电源，而“测量电源电动势和内电阻”则用一节旧一些的干电池等等。 2、根据用电器的额定电压来选择。（二）电流表和电压表的选择 1、根据电源的参数来选择；2、根据电路中的最大电流（或者电压）来选择； 3、根据用电器的额定电流（或者电压）来选择。（三）滑动变阻器的选择1、用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；而额定电流大的。2、用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。 四、电路的实物连线 1、总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负。2、对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。3、对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。（注意滑动变阻器应调到阻值最小处） 另外，要特别注意滑动变阻器的连接，有以下三种典型错误接法：【导研】例1用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（a） 电流表（量程0.6A、3A）；（b） 电压表（量程3V、15V）（c） 定值电阻（阻值1、额定功率5W）（d） 定值电阻（阻值10，额定功率10W）（e） 滑动变阻器（阴值范围0-10、额定电流2A）（f） 滑动变阻器（阻值范围0-100、额定电流1A）那么（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择 V，电流表的量程应选择 A； R0应选择 的定值电阻，R应选择 的滑动变阻器。（2）引起该实验系统误差的主要原因是 。例2某同学测量阻值约为25k的电阻Rx，现备有下列器材：A电流表（量程100 A，内阻约为 2 k）；B电流表（量程500 A，内阻约为300 ）；C电压表（量程15 V，内阻约为100 k）；D电压表（量程50 V，内阻约为500 k）；E直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；F滑动变阻器（最大阻值1 k，额定功率1 W）；G电键和导线若干。电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）根据器材规格和实验要求，在实物图上连线【导练】1、用以下器材测量待测电阻Rx的阻值：待测电阻Rx：阻值约为100；电源E：电动势约为6.0V、内阻忽略不计；电流表1：量程50mA、内阻r1=20；A1RXR0ESRA2AB电流表2：量程300 mA、内阻r2约为4定值电阻R0：阻值为20；滑动变阻器R：最大阻值为10；单刀单掷开关S、导线若干.测量电阻Rx的电路图如右图所示（1）电路图中的电流表A1应该选择电流表 （填“1”或“2”），开关S闭合前，滑动变阻器R滑片应该移到 端(填“A”、“ B”或“无要求”) （4分）（2）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx= .2、某同学通过实验测定一个阻值约为5的电阻的阻值。（1）现有电源（4V，内阻可不计），滑动变阻器（050，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表A.电流表(03A，内阻约0.025)B.电流表(00.6A，内阻约0.125)C.电压表(03V，内阻约3k)D.电压表(015V，内阻约15k)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 ，电压表应选用 _(选填器材前的字母)；实验电路应采用图1中的 （选填“甲”或“乙”）3、要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2K。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1；电压表V2，量程5V，内阻为5K；定值电阻R1，阻值30；定值电阻R2，阻值为3K；滑动变阻器R3，最大阻值100，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5；开关S一个，导线若干。（1）有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1 的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是 （2）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确。试画出符合要求的实验电路图，并标出所选元件的相应字母代号。 4、一个电阻上标有“1/4W”字样用欧姆表粗测，知其电阻约为10k，现在要较准确地测定其额定电阻，已有器材是： A直流电源（50V）； B直流电源（3V）； C电压表（025V，25k）； D电压表（05V，5k）；E电流表（00.6A，2；03A，0. 05)； F电流表（3mA，50）；G滑动变阻器（10，1A）；H滑动变阻器（lk，0.1A），以及开关导线等，试设计出实验电路，指出选用的器材规格和实验开始前变阻器滑动键在电路图中的位置