高考物理大二轮总复习与增分策略 专题十四 必考 电学实验课件.ppt

专题十四必考电学实验 1 实验原理和实验电路图 如图1所示 实验九测绘小灯泡的伏安特性曲线 1 测多组小灯泡的U I的值 并绘出I U图象 2 由图线的斜率反映电流与电压和的关系 图1 答案 温度 2 电流表内接法与外接法的比较 答案 大于 小于 3 滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较 答案 4 滑动变阻器两种接法的适用条件 答案 1 限流式接法适合测量阻值较的电阻 跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小 2 分压式接法适合测量阻值较的电阻 一般比滑动变阻器的最大电阻要大 5 实验器材 小灯泡 3 8V0 3A 电压表 0 3V 15V 电流表 0 0 6A 3A 学生电源 开关 导线若干 坐标纸 铅笔 小 大 滑动变阻器 6 实验器材选取 答案 1 原则 安全 精确 操作方便 2 具体要求 电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流 干电池中电流一般不允许超过0 6A 用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流 电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值 电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上 从便于操作的角度来考虑 限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器 分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器 7 实验步骤 1 画出电路图 如图2甲所示 图2 答案 2 将小灯泡 电流表 电压表 滑动变阻器 学生电源 开关用导线连接成如图乙所示的实物电路 3 测量与记录移动滑动变阻器触头位置 测出12组左右不同的电压值U和电流值I 并将测量数据填入自己设计的表格中 4 数据处理 在坐标纸上以U为横轴 I为纵轴 建立直角坐标系 在坐标纸上描出各组数据所对应的点 将描出的点用的曲线连接起来 就得到小灯泡的伏安特性曲线 平滑 8 注意事项 答案 1 电路的连接方式 电流表应采用接法 因为小灯泡 3 8V 0 3A 的电阻很小 与量程为0 6A的电流表串联时 电流表的分压影响很大 滑动变阻器应采用接法 目的是使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化 外 分压式 2 闭合开关S前 滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为零的一端 使开关闭合时小灯泡的电压能从零开始变化 同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝 3 I U图线在U0 1 0V左右将发生明显弯曲 故在U 1 0V左右绘点要密 以防出现较大误差 解析答案 例1 2016 浙江4月选考模拟 在 测绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 小灯泡额定电压为2 5V 电流为0 3A 图3 1 部分连线的实物照片如图3甲所示 请在图中完成实物连接图 解析如图所示 答案见解析图 解析答案 2 某次实验中 当电流表的示数为0 18A 电压表的指针如图乙所示 则电压为 V 此时小灯泡的功率是 W 解析电压表的示数为1 50V 功率P UI 0 27W 1 50 0 27 3 正确测量获得的伏安特性曲线是下列图象中的 填字母 ABCD 解析温度变高 电阻率变大 所以答案为C 解析 1 小亮同学为研究某电学元件 最大电压不超过2 5V 最大电流不超过0 55A 的伏安特性曲线 在实验室找到了下列实验器材 A 电压表 量程3V 内阻6k B 电压表 量程15V 内阻30k C 电流表 量程0 6A 内阻0 5 D 电流表 量程3A 内阻0 1 E 滑动变阻器 阻值范围0 5 额定电流为0 6A F 滑动变阻器 阻值范围0 100 额定电流为0 6A G 直流电源 电动势E 3V 内阻不计 H 开关 导线若干 1 2 变式题组 答案 该同学设计电路并进行实验 通过实验得到如下数据 I和U分别表示电学元件上的电流和电压 1 2 1 为了提高实验结果的准确程度 电流表选 电压表选 滑动变阻器选 以上均填写器材代号 C A E 解析 解析从表格中的实验数据可知 电流测量值I的范围为0 0 50A 电压测量值U的范围为0 2 00V 因此电流表应选C 电压表应选A 因为本实验要测量多组 U I 值 需使电压U连续变化 因此 滑动变阻器应接成分压式 故选阻值较小的滑动变阻器E 1 2 解析答案 2 请在虚线框中画出实验电路图 1 2 答案见解析图 图4 答案 2 2016 浙江10月学考 18 做 测绘小灯泡的伏安特性曲线 实验 要求采用分压电路 电流表外接 小王的连接如图4甲所示 闭合开关S前请老师检查 老师指出图中标示的 两根连线有一处错误 错误连线是 填 或 图中标示的 和 三根连线有一处错误 错误连线是 填 或 小王正确连线后 闭合开关S前 应将滑动变阻器滑片C移到 处 填 A 或 B 闭合开关S 此时电压表读数为 V 缓慢移动滑片C至某一位置时 电流表指针如图乙所示 电流表的示数为 A 解析 甲 乙 A 0 0 32 1 2 1 2 解析本实验的电路图如下 应该采用分压式 外接法 所以 两根导线有问题 实验开始时为了保证实验仪器的正常使用 需要将C拨到最左端 即A处 开关闭合后 电压表读数为0V 图乙中电流表的读数为0 32A 不需要估读 一 欧姆表原理 多用电表测电阻原理 1 构造 如图5所示 欧姆表由电流表G 电池 调零电阻R和红 黑表笔组成 实验十练习使用多用电表 图5 欧姆表内部 电流表 电池 调零电阻串联 外部 接被测电阻Rx 全电路电阻R总 Rg R r Rx 2 工作原理 闭合电路欧姆定律I 答案 3 刻度的标定 红 黑表笔短接 被测电阻Rx 0 时 调节调零电阻R 使I Ig 电流表的指针达到满偏 这一过程叫欧姆调零 1 当I Ig时 Rx 0 在满偏电流Ig处标为 图甲 2 当I 0时 Rx 在I 0处标为 图乙 3 当I 时 Rx Rg R r 此电阻值等于欧姆表的内阻值 Rx叫电阻 图丙 0 中值 二 多用电表 1 多用电表可以用来测量电流 电压 电阻等 并且每一种测量都有几个量程 2 外形如图6所示 上半部为表盘 表盘上有电流 电压 电阻等多种量程的刻度 下半部为选择开关 它的四周刻有各种测量项目和量程 图6 3 多用电表面板上还有 欧姆表的欧姆调零旋钮 使电表指针指在右端零欧姆处 指针定位螺丝 使电表指针指在左端的 0 位置 表笔的正 负插孔 表笔插入 插孔 表笔插入 插孔 答案 红 黑 三 多用电表的使用 1 多用电表测电流的方法及读数 1 选择直流电流挡合适的量程 2 将被测电路导线卸开一端 把多用电表串联在电路中 注意使电流从红表笔流入电表 3 读数时 首先要认清刻度盘上的最小刻度 2 多用电表测电压的方法及读数 1 选择直流电压挡合适的量程 2 将电表与被测电路并联 注意红表笔接触点的电势要比黑表笔高 3 读数时 首先要认清刻度盘上的最小刻度 2 选挡时若无法估计待测电阻的大小 则应将选择开关旋到 100 挡 欧姆调零后 将红 黑表笔分别接到电阻两端 若指针偏角太小 则逐渐增大量程 直到指针指到中值电阻附近为止 6 测量二极管的正反向电阻 二极管是一种半导体元件 如图7所示 它的特点是电流从正极流入时电阻很小 而从正极流出时电阻较大 图7 四 数据处理 1 测电阻时 电阻值等于指针的示数与倍率的乘积 指针示数的读数一般读两位有效数字 2 测电压和电流时 如果所读表盘的最小刻度为1 0 1 0 01等 读数时应读到最小刻度的下一位 若表盘的最小刻度为0 2 0 02 0 5 0 05等 读数时只读到与最小刻度位数相同即可 五 注意事项 1 多用电表使用 七注意 1 使用前要机械调零 2 两表笔在使用时 电流总是 红入黑出 3 选择开关的功能区域 要分清是测电压 电流还是电阻 还要分清是交流还是直流 4 电压 电流挡为量程范围挡 欧姆挡为倍率挡 5 刻度线有三条 上为电阻专用 中间为直流电压 交流 共用 下为交流2 5V专用 6 测电阻时 待测电阻与电路 电源一定要断开 两手一定不要同时接触两笔金属杆 指针指中值附近较准 否则换挡 每换一挡必须重新欧姆调零 读出示数要乘以倍率 7 使用完毕 选择开关要置于 OFF 挡或交流电压最高挡 长期不用应取出电池 2 表内电源正极接黑表笔 负极接红表笔 但是红表笔插入 孔 黑表笔插入 孔 注意电流的实际方向 3 区分 机械零点 与 欧姆零点 机械零点是表盘刻度左侧的 0 位置 调整的是表盘下边中间的定位螺丝 欧姆零点是指刻度盘右侧的 0 位置 调整的是欧姆挡的调零旋钮 4 在研究二极管的单向导电性时 切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器 不能只连接一个二极管 否则极易烧坏二极管 例2 1 用如图8所示的多用电表测量电阻 要用到选择开关K和两个部件S T 请根据下列步骤完成电阻测量 解析 图8 旋动部件 使指针对准电流的 0 刻线 将K旋转到电阻挡 100 的位置 将插入 插孔的两表笔短接 旋动部件 使指针对准电阻的 填 0刻线 或 刻线 S T 0刻线 答案 解析用多用电表测量电阻时 在测量之前就要观察指针是否在零刻度线上 若指针不在零刻度线上 则用螺丝刀小心转动调零螺丝S 使指针对准电流的 0 刻线 然后转动选择开关K 选择量程 再将两表笔短接 调整调零旋钮T 使得指针对准满偏刻度 即电阻的 0 刻线 接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 测量被测电阻的阻值 若在测量过程中 发现指针偏转角度过小 表明被测的电阻阻值很大 这时要换用更高倍率的挡位 例如 本题就要从 100 挡位更换到 1k 的位置 2 用多用电表进行了几次测量 指针分别处于a和b的位置 如图9所示 若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位 a和b的相应读数是多少 请填在表格中 解析答案 图9 解析直流电流100mA挡读中间部分 0 10 一排 最小分度值为2mA估读到1mA就可以了 直流电压2 5V挡读 0 250 一排 最小分度值为0 05V估读到0 01V就可以了 电阻 100 挡读第一排 测量值等于表盘上读数 3 7 乘以倍率 100 答案 3 2015 浙江选考模拟 某实验小组在 练习使用多用电表 实验中 3 4 变式题组 图10 1 用多用电表测量某一电学元件 多用电表的选择开关旋至如图10所示 操作正确 表盘指针如图11所示 则该电学元件阻值为 3 4 图11 解析答案 解析根据指针所指位置及选择开关所选挡位 可得该电学元件的阻值为30 100 3000 3000 2 单选 该电学元件可能是 A 一个阻值未知的电阻B 220V 15W 的白炽灯C 220V 100W 的白炽灯 3 4 解析 4 2016 绍兴市9月选考 在 练习使用多用电表 实验中 1 某同学欲测量一节干电池的电压 下述操作正确的是 填字母 A 欧姆调零 选择挡位 表笔接触电池两极 其中红表笔接触正极 读数B 机械调零 选择挡位 表笔接触电池两极 其中红表笔接触正极 读数C 选择挡位 机械调零 表笔接触电池两极 其中黑表笔接触正极 读数D 选择挡位 欧姆调零 表笔接触电池两极 其中黑表笔接触正极 读数 3 4 解析 解析多用电表测电压 应先机械调零 再选择电压挡位 还需使电流从红表笔流入电压表 黑表笔流出 所以应选择B 解析答案 2 该同学欲测量如图甲所示插座的电压 则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的 位置 选填A B C Q字母 3 4 解析插座电压大约为220V 且是交流电 所以多用电表选择开关应打到交流250V 即应打到图乙所示的H位置 答案见解析 3 经过正确操作后 电表指针指向如图丙所示 则插座的电压为 V 3 4 图12 解析根据电压表的读数规则 电压表示数 即插座电压应为200 0V 答案见解析 解析答案 1 实验原理和实验电路图 1 实验电路 如图13所示 实验十一测定电池的电动势和内阻 图13 2 实验依据 闭合电路欧姆定律 4 用作图法处理数据 如图14所示 图14 图线与纵轴交点为 图线与横轴交点为I短 图线的斜率表示r E 答案 2 实验器材电池 电压表 电流表 开关 导线 坐标纸和刻度尺 3 基本操作 1 电流表用A的量程 电压表用V的量程 按实验原理图连接好电路 2 把滑动变阻器的滑片移到使阻值最的一端 3 闭合开关 调节滑动变阻器 使电流表有明显示数并记录一组数据 I1 U1 用同样的方法再测量几组I U值 填入表格中 4 断开开关 拆除电路 整理好器材 答案 滑动变阻器 0 6 3 大 4 实验数据求E r的处理方法 1 列多个方程组求解 再求E r的平均值 2 图象法处理 以路端电压U为纵轴 干路电流I为横轴 建坐标系 描点 连线 纵轴截距为电动势E 直线斜率k的绝对值为内阻r 5 注意事项 1 为了使路端电压变化明显 可使用内阻较的旧电池 2 电流不要过大 应小于0 5A 读数要快 3 要测出不少于6组的 I U 数据 变化范围要大些 4 若U I图线纵轴刻度不从零开始 则图线和横轴的交点不再是短路电流 内阻应根据r 确定 5 电流表要内接 因为r很小 答案 大 例3采用如图15所示的电路 测定电池的电动势和内阻 1 除了选用图16中的部分器材外 填选项 解析 图15 图16 A 还需要电压表B 还需要电流表C 还需要学生电源D 不再需要其他器材 解析根据所给的电路图知所给的器材中缺少电压表 故A项正确 2 测量所得数据如下 解析答案 用作图法求得电池的内阻r 答案如图所示 0 75 0 10 3 根据第5次所测得的实验数据 求得电流表内阻RA 解析电压表测得的是电阻箱和电流表消耗的电压和 因此电流表的电阻等于电压表示数除电流表示数再减去电阻箱的阻值 即为0 22 0 22 解析答案 解析答案 5 2015 浙江10月选考 18 某实验小组做 测定电池的电动势和内阻 的实验电路如图17所示 1 电流表示数如图18所示 则电流为 A 5 6 变式题组 图17 图18 解析由图可知 电流表示数约为0 2A 0 02 2 5A 0 25A 0 25 2 根据实验数据获得U I图象如图19所示 则电动势E V 内阻r 图19 解析答案 1 43 0 75 5 6 6 在测定电池的电动势和内阻的实验中 由于所用电压表 视为理想电压表 的量程较小 某同学设计了如图20所示的实物电路 5 6 图20 1 实验时 应先将电阻箱的电阻调到 填 最大值 最小值 或 任意值 解析答案 解析实验时 为保护电压表 应将电阻箱阻值调到最大 此时电压表两端电压最小 最大值 5 6 2 改变电阻箱的阻值R 分别测出阻值R0 10 的定值电阻两端的电压U 下列两组R的取值方案中 比较合理的方案是 填 1 或 2 解析答案 解析电压表的量程为3V 故电阻箱两端的最小电压约为6V 根据串联电路的特点可知 电阻箱阻值的最小值为20 在实验时 为减小读数误差 所用电表的指针偏角一般不小于其量程的 当电压表量程为1V时 由 得R 80 所以选择方案2较合理 2 5 6 解析答案 5 6