2011高考物理一輪復(fù)習(xí) 9.5 電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題（二）總教案

1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題（二）-電路的測(cè)量電路設(shè)計(jì)的基本原則是：安全性好，誤差小，儀器少，耗電少，操作方便實(shí)驗(yàn)電路-可分為兩部分：測(cè)量電路和供電電路一、測(cè)量電路兩種方法(內(nèi)、外接法) 記憶決調(diào) “內(nèi)”字里面有一個(gè)“大”字類型電路圖R測(cè)與R真比較條件計(jì)算比較:知RvRA及Rx大致值時(shí)內(nèi)AVR大R測(cè)=RX+RA > RX適于測(cè)大電阻Rx >外AVRx小R測(cè)=<Rx適于測(cè)小電阻RX <測(cè)量電路( 內(nèi)、外接法 ) 有三種方法直接比較法：Rx與 Rv、RA粗略比較：當(dāng)Rx >>RA時(shí)用內(nèi)接法，當(dāng)Rx<<Rv時(shí)用外接法 臨界值計(jì)算法(計(jì)算比較法)： Rx 與(為臨界值)

2、比較： 當(dāng)時(shí)內(nèi)、外接法均可當(dāng),(即Rx為大電阻) 時(shí)用內(nèi)接法；當(dāng)時(shí)，用電流表內(nèi)接法當(dāng)(即Rx為小電阻) 時(shí)用外接法；當(dāng)時(shí)，用電流表外接法；測(cè)試判斷法(實(shí)驗(yàn)判斷法)：當(dāng)Rx，RA，Rv大約值都不清楚時(shí)用此法“誰變化大，電阻就與誰近”如圖所示，將單刀雙擲開關(guān)S分別接觸a點(diǎn)和b點(diǎn)，與a接時(shí)(I1；u1) ；與b接時(shí)(I2；u2)若I有較大變化（即）說明v有較大電流通過(分流影響較大)，采用內(nèi)接法若u有較大變化（即）說明A有較強(qiáng)的分壓作用(分壓影響較大)，采用外接法說明：在測(cè)定金屬電阻率電路中，由于電阻絲電阻較小，所以實(shí)驗(yàn)室采用電流表外接法；在測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，通常只采用電流表內(nèi)接法(對(duì)R來說)

3、二、供電電路( 限流式、調(diào)壓式 ) 電路由測(cè)量電路和供電電路兩部分組成,其組合以減小誤差,調(diào)整處理數(shù)據(jù)兩方便電路圖電壓變化范圍電流變化范圍優(yōu)勢(shì)選擇方法限流E電路簡(jiǎn)單附加功耗小Rx比較小、R滑 比較大，R滑全>n倍的Rx通電前調(diào)到最大調(diào)壓0E0電壓變化范圍大要求電壓連續(xù)可調(diào)并從0開始變化Rx比較大、R滑 比較小R滑全>Rx/2通電前調(diào)到最小以“供電電路”來控制“測(cè)量電路”：采用“以小控大、以大控小”的原則R滑唯一：比較R滑與Rx 控制電路 Rx<R滑<10 Rx 限流方式分壓接法R滑Rx兩種均可，從節(jié)能角度選限流R滑不唯一：實(shí)難要求確定控制電路R滑實(shí)驗(yàn)要求：負(fù)載兩端電壓變

4、化范圍大。負(fù)載兩端電壓要求從0開始變化。電表量程較小而電源電動(dòng)勢(shì)較大。有以上3種要求都采用調(diào)壓供電。無特殊要求都采用限流供電特殊問題中還要根據(jù)電壓表和電流表量程以及電阻允許通過的最大電流值來反復(fù)推敲,以便能減小誤差的連接方式為好電路設(shè)計(jì)具有培養(yǎng)和檢查創(chuàng)造性思維能力、分析綜合能力以及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ榷喾矫娴哪芰Φ奶攸c(diǎn)，它包括測(cè)量電阻值Rx、電阻率,電功率p和電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r.二、選實(shí)驗(yàn)試材(儀表)選用和電路實(shí)物圖連接,(1)儀器的選擇一般應(yīng)考慮三方面因素：（原則：表不超程、電器不超壓）安全因素，如通過電源和電阻的電流不能超過其允許的最大電流誤差因素,如選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測(cè)量值的相對(duì)誤差；

5、選量程的原則：電壓表、電流表盡可能使指針接近滿刻度的中間量程,其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/32/3之間；使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位便于操作，如選用滑動(dòng)變阻器時(shí)應(yīng)考慮對(duì)外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)用到大部分電阻線，否則不便于操作方法：先估算電路中最大值，初定儀器的規(guī)格和接法；再算的變化范圍，確定限流還是調(diào)壓供電，和滑動(dòng)變阻器規(guī)格。(2)選擇儀器的一般步驟是：根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路；根據(jù)電路選擇滑動(dòng)變阻器；選定電源，選擇電壓表和電流表以及所用的量程(3)連接實(shí)物圖的基本方法是：按題設(shè)實(shí)驗(yàn)要求先畫電路圖, 能把實(shí)物組裝連接

6、成實(shí)驗(yàn)電路。連接各元件(按先串再并的連線順序)；精心按排操作步驟,過程中需要測(cè)?物理量,結(jié)果表達(dá)式中各符號(hào)的含義.畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；分析各元件連接方式(先串再并的連線順序)，明確電表量程；畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，到開關(guān)，再到滑動(dòng)變阻器等，先畫主電路,正極開始按順序以單線連接方式將主電路元件依次串聯(lián),后把并聯(lián)無件并上。(按順序以單線連接方式將主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來；其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去)；畫線連接各元件,鉛筆先畫,查實(shí)無誤后,用鋼筆填。連接完畢，應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查電路也應(yīng)對(duì)照電路圖按照連線的方法和順序進(jìn)行(4)注意事項(xiàng)：表的量程選對(duì),正負(fù)極不能接錯(cuò)；導(dǎo)線應(yīng)接在接

7、線柱上,且不能分叉；不能用鉛筆畫用伏安法測(cè)小電珠的伏安特性曲線：測(cè)量電路用外接法，供電電路用調(diào)壓供電。(5)實(shí)物圖連線技術(shù)無論是分壓接法還是限流接法都應(yīng)該先把伏安法部分接好；即：先接好主電路(供電電路).對(duì)限流電路，只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程,滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。對(duì)分壓電路，應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的情況，將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。實(shí)物連線的總思

8、路 畫出電路圖 分壓(滑動(dòng)變阻器的下兩個(gè)接線柱一定連在電源和電鍵的兩端) 電表的正負(fù)接線柱連滑動(dòng)變阻器 限流(一般連上一接線柱和下一接線柱) 連接總回路： 總開關(guān)一定接在干路中(兩種情況合上電鍵前都要注意滑片的正確位 導(dǎo)線不能交叉a bA1 A A2PE r補(bǔ)充：滑動(dòng)變阻器的兩種特殊接法（要特別引起重視）：右圖電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從a端滑向b端的過程中，到達(dá)中點(diǎn)位置時(shí)外電阻最大，總電流最小。所以電流表A的示數(shù)先減小后增大；IRXa bUPIXI /r可以證明：A1的示數(shù)一直減小，而A2的示數(shù)一直增大。右圖電路中，設(shè)路端電壓U不變。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從a端滑向b端的過程中，總電

9、阻逐漸減??；總電流I逐漸增大；RX兩端的電壓逐漸增大，電流IX也逐漸增大（這是實(shí)驗(yàn)中常用的分壓電路的原理）；滑動(dòng)變阻器r左半部的電流I / 先減小后增大。電路故障問題的分類解析1.常見的故障現(xiàn)象斷路：是指電路兩點(diǎn)間（或用電器兩端）的電阻無窮大，此時(shí)無電流通過，若電源正常時(shí)，即用電壓表兩端并聯(lián)在這段電路（或用電器）上，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該段電路斷路，如電路中只有該一處斷路，整個(gè)電路的電勢(shì)差全部降落在該處，其它各處均無電壓降落（即電壓表不偏轉(zhuǎn)）。短路：是指電路兩點(diǎn)間（或用電器兩端）的電阻趨于零，此時(shí)電路兩點(diǎn)間無電壓降落，用電器實(shí)際功率為零（即用電器不工作或燈不亮，但電源易被燒壞）2.檢查電路故障的常

10、用方法電壓表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可以用電壓表測(cè)量各部分電路上的電壓，通過對(duì)測(cè)量電壓值的分析，就可以確定故障。在用電壓表檢查時(shí)，一定要注意電壓表的極性正確和量程符合要求。電流表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可以用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過對(duì)測(cè)量電流值的分析，就可以確定故障。在用電流表檢查時(shí)，一定要注意電流表的極性正確和量程符合要求。歐姆表檢查法：當(dāng)電路中斷開電源后，可以利用歐姆表測(cè)量各部分電路的電阻，通過對(duì)測(cè)量電阻值的分析，就可以確定故障。在用歐姆表檢查時(shí)，一定要注意切斷電源。試電筆檢查法：對(duì)于家庭用電線路，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用試電筆進(jìn)行檢查。在用試電筆檢查電路時(shí)，一定要用手接觸

11、試電筆的上金屬體。物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)技巧考生在應(yīng)試過程的缺陷通常表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一方面：平時(shí)缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)思想方法（如模擬法，轉(zhuǎn)換法，放大法，比較法，替代法等）進(jìn)行歸納，在全新的實(shí)驗(yàn)情景下，找不到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理，無法設(shè)計(jì)合理可行的方案.另一方面：受思維定勢(shì)影響，缺乏對(duì)已掌握的實(shí)驗(yàn)原理，儀器的使用進(jìn)行新情境下的遷移利用，缺乏創(chuàng)新意識(shí). 錦囊妙計(jì)一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路：明確目的選擇方案選定器材擬定步驟數(shù)據(jù)處理誤差分析二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法1.明確目的，廣泛聯(lián)系題目或課題要求測(cè)定什么物理量，或要求驗(yàn)證、探索什么規(guī)律，這是實(shí)驗(yàn)的目的，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn).實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_后，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，廣泛聯(lián)系，看看該物理量

12、或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過，與哪些物理現(xiàn)象有關(guān)，與哪些物理量有直接的聯(lián)系.對(duì)于測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，被測(cè)量通過什么規(guī)律需用哪些物理量來定量地表示；對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，怎樣的定量關(guān)系成立，才能達(dá)到驗(yàn)證規(guī)律的目的；對(duì)于探索型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中， 涉及哪些物理量這些都是應(yīng)首先分析的，以此來確定實(shí)驗(yàn)的原理.2.選擇方案，簡(jiǎn)便精確對(duì)于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，都可能存在多種實(shí)驗(yàn)原理，進(jìn)而形成多種(可供選擇的)設(shè)計(jì)方案.一般說來，依據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)原理選擇不同的實(shí)驗(yàn)方案主要遵循四條原則：(1)科學(xué)性：設(shè)計(jì)的方案有科學(xué)的依據(jù)和正確的方式，符合物理學(xué)的基本原理.(2)可行性：按設(shè)計(jì)方案實(shí)施時(shí)，應(yīng)安全可靠不會(huì)對(duì)人身、器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，且成功率高.(3)精確性：在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的方案.(4)簡(jiǎn)便、直觀性：設(shè)計(jì)方案應(yīng)便于實(shí)驗(yàn)操作，讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，便于實(shí)驗(yàn)者直觀、明顯地觀察.3.依據(jù)方案，選定器材實(shí)驗(yàn)方案選定后，考慮該方案需要哪些裝置，被測(cè)定量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系，分別需