2014屆高考物理（廣東專用）二輪專題復(fù)習(xí)課件：第11講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)中?？嫉?個問題（2014高考）

1、第11講電學(xué)實(shí)驗(yàn)中?？嫉?個問題一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)1電流表、電壓表、歐姆表的比較2.使用多用電表“四忌(1)忌不調(diào)零就使用多用電表(2)忌搞錯連接方式，測電壓需并聯(lián)測電流需串聯(lián)(3)忌用手接觸測試筆的金屬桿(4)忌用多用電表測不是50 Hz的交流電普通多用電表的交流擋位是按照50 Hz設(shè)計的，不能準(zhǔn)確測量其他頻率的交流電3電學(xué)儀器的選擇(1)電源的選擇一般可以根據(jù)待測電路的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源(2)電表的選擇一般根據(jù)電源的電動勢或待測電器的額定電壓選擇電壓表；根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針擺動的幅度較大，一般應(yīng)使指針能到達(dá)半偏以上

2、，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度二、電流表內(nèi)外接法的比較與選擇三、控制電路(滑動變阻器的接法)的比較與選擇1控制電路的比較命題特點(diǎn)近幾年高考試卷中沒有電表讀數(shù)題目，預(yù)計今后試卷中考查電表讀數(shù)與多用電表使用的可能性較大，應(yīng)該重視?？紗栴}一 電表的讀數(shù)及多用電表的使用(2021新課標(biāo)全國卷，23)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖5111所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“1k擋內(nèi)部電路的總電阻使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5 V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5 k；導(dǎo)線假設(shè)干【典例1】圖5111答復(fù)以下問題：(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“1k擋，再將紅表筆和黑表筆_，調(diào)零點(diǎn)(2)將圖51

3、11中多用電表的紅表筆和_(填“1或“2)端相連，黑表筆連接另一端(3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖5112甲所示，這時電壓表的示數(shù)如圖乙所示多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_k和_ V.圖5112(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0 k和4.00 V從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為_ k. (5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖5113 所示根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為_V，電阻“1k擋內(nèi)部電路的總電阻為_ k.圖5113答案(1)短

4、接(2)1為了測量某一個電阻Rx的阻值：某同學(xué)先用多用電表粗測其電阻用已經(jīng)調(diào)零且選擇開關(guān)指向歐姆擋“100擋位的多用電表測量，發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，這時他應(yīng)將選擇開關(guān)換成歐姆擋“_擋位(填“1 000或“10)，然后_，再次測量電阻Rx的阻值，其表盤及指針?biāo)肝恢萌鐖D5114所示，那么此段電阻Rx的電阻值為_ .測量完畢，斷開紅、黑表筆，將選擇開關(guān)指向_【預(yù)測1】 圖5114答案10把紅、黑表筆對接進(jìn)行歐姆調(diào)零110“OFF擋或交流電壓最高擋(1)圖5115甲用0.6 A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，表針的示數(shù)是_A；當(dāng)使用3 A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表_A，圖中表針示數(shù)為_

5、A.圖乙使用較小量程時，每小格表示_V，圖中指針的示數(shù)為_V假設(shè)使用的是較大量程，那么這時表盤刻度每小格表示_ V，圖中表針指示的是_V.【預(yù)測2】圖5115(2)旋鈕式電阻箱如圖5116所示，電流從接線柱A流入，從B流出，那么接入電路的電阻為_.今欲將接入電路的電阻改為2 087，最簡單的操作方法是_假設(shè)用兩個這樣的電阻箱，那么可得到的電阻值范圍為_圖5116解析(1)使用0.6 A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02 A，指針的示數(shù)為0.44 A；當(dāng)換用3 A量程時，每一小格為0.1 A，指針示數(shù)為2.20 A.電壓表使用3 V量程時，每小格表示0.1 V，指針示數(shù)為1.70 V；使用15

6、 V量程時，每小格為0.5 V，指針示數(shù)為8.5 V. (2)電阻為1 987 .最簡單的操作方法是將“1 k旋鈕調(diào)到2，再將“100旋鈕調(diào)到0.每個電阻箱的最大阻值是999 9 ，用這樣兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻29 999 19 998 .故兩個這樣的電阻箱，那么可得到的電阻值范圍為019 998 .答案(2)1 987將“1 k旋鈕調(diào)到2，再將“100旋鈕調(diào)到0019 998 命題特點(diǎn) “測量金屬的電阻率和“描繪小燈泡的伏安特性曲線兩實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上均與“伏安法測電阻無多大區(qū)別，考查的重點(diǎn)是儀器的選擇、電路設(shè)計、實(shí)物連線和數(shù)據(jù)處理四個方面，近幾年高考試卷只在2021年考查了用替代法測電流

7、表的內(nèi)阻，其他考查工程沒有出現(xiàn)，估計今后高考試卷對這兩個實(shí)驗(yàn)考查應(yīng)是重點(diǎn)之一?？紗栴}二 測量電阻率和描繪伏安特性曲線應(yīng)考必備1選擇儀器時，關(guān)鍵是會根據(jù)題中所給電源、待測元件估計出待測電壓、電流的最大值2設(shè)計電路時，主要是選擇電流表內(nèi)、外接法和滑動變阻器的分壓或限流接法3實(shí)物連線時，特別注意滑動變阻器的連接和電表正負(fù)極的連接4作小燈泡伏安特性曲線時，應(yīng)用平滑曲線連接各點(diǎn)，既不要連成折線也不要作成直線(2021廣東卷，34(2)圖5117(a)是測量電阻Rx的原理圖，學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6 A(內(nèi)阻不計)，標(biāo)有長度刻度的均勻電阻絲ab的總長為30.0 cm.【典例2】圖5117根

8、據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖斷開S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時，單位長度電阻絲的電壓u_ V/cm，記錄此時電流表A1的示數(shù)保持S1閉合，合上S2；滑動c點(diǎn)改變ac的長度L，同時調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟記錄的值相同，記錄長度L和A2的示數(shù)I，測量6組L和I值，測量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出，寫出Rx與L、I、u的關(guān)系式Rx_；根據(jù)圖(c)用作圖法算出Rx_ .解析實(shí)物圖如下圖1實(shí)物圖連接注意(1)一般先從電源正極開始，須看電流的方向，將干路元件依次連線；(2)最后并接電壓表；(3)連線時要注意電表的正、負(fù)接線柱，要使電流從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

9、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是對原始實(shí)驗(yàn)記錄的科學(xué)加工通過數(shù)據(jù)處理，往往可以從一堆外表難以覺察的、似乎毫無關(guān)系的數(shù)據(jù)中找出內(nèi)在的規(guī)律，好的數(shù)據(jù)處理方法可以減小實(shí)驗(yàn)誤差常見的處理方法有：(1)列表法；(2)圖象法；(3)平均值法3用圖象分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有以下的要求：(1)需要的數(shù)據(jù)至少為6組(2)可以根據(jù)物理規(guī)律、公式的計算，分析應(yīng)該得到圖線是直線還是曲線(3)描點(diǎn)、連線、取點(diǎn)、得數(shù)據(jù)把實(shí)驗(yàn)獲取的各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)描在坐標(biāo)系內(nèi)，在剔除不符合規(guī)律的“點(diǎn)后，用一條平滑的細(xì)線把各有效的點(diǎn)連接起來，切記不能連接成折線從所連的線上取需要的點(diǎn)，從而得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)4幾種常用的測量電阻的方法(1)歐姆表測電阻最直接測量電阻的

10、儀表但是一般用歐姆表測量時只能進(jìn)行粗測，為下一步的測量提供一個參考依據(jù)(2)伏安法測電阻伏安法測電阻是最典型的測量方法兩種電路：內(nèi)接法和外接法(3)等效替代法測電阻等效替代法就是在測量的過程中，讓通過待測電阻的電流(或電壓)和通過電阻箱的電流(或電壓)相等那么電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的數(shù)值使用電流表和電壓表等效替代法測電阻的兩種電路如圖甲、乙所示(4)半偏法測電阻測量電流表內(nèi)阻(如圖丙所示)和測量電壓表內(nèi)阻(如圖丁所示)常用半偏法某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測量一未知電阻Rx的阻值，他按照如下步驟進(jìn)行(1)他將多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零后，先把選擇開關(guān)置于如圖5118乙所示的擋位進(jìn)行測量，按照正確的步驟操作后，表

11、針的指示情況如圖5118甲所示，那么電阻的阻值是_ ，但他覺得這種情況測量誤差較大，為了使多用電表測量的結(jié)果更準(zhǔn)確，應(yīng)將選擇開關(guān)旋至歐姆檔的_檔位(選10或1 k)，換檔結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)操作上首先要進(jìn)行的步驟是：_.【預(yù)測3】圖5118(2)該同學(xué)用伏安法繼續(xù)測該電阻的阻值，除被測電阻外，還備有如下實(shí)驗(yàn)器材：直流電源(電動勢為4 V，內(nèi)阻不計)電壓表V1(量程為3 V，內(nèi)阻為4 k)電壓表V2(量程為15 V，內(nèi)阻為20 k)電流表A1(量程為20 mA，內(nèi)阻為5 )電流表A2(量程為100 mA，內(nèi)阻為1 )滑動變阻器R(阻值020 )開關(guān)S，導(dǎo)線假設(shè)干請正確的選擇器材，在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)所用的電

12、路圖(在電路圖中注明所選擇的器材)答案(1)200 “10將紅黑表筆短接，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零(2)電路圖如下圖(2021湛江模擬)(1)有一個小燈泡上標(biāo)有“4 V，2 W的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的UI圖線，有以下器材供選用：A電壓表(05 V，內(nèi)阻10 k)B電壓表(010 V，內(nèi)阻20 k)C電流表(00.3 A，內(nèi)阻1 )D電流表(00.6 A，內(nèi)阻0.4 )E滑動變阻器(5 ，1 A)F滑動變阻器(500 ，0.2 A)【預(yù)測4】實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_，電流表應(yīng)選用_為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)選用_(用序號字母表示)請在方框內(nèi)畫出滿足實(shí)

13、驗(yàn)要求的電路圖，并把圖5119中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖根據(jù)UI圖象，當(dāng)燈泡兩端所加電壓為3.2 V時，電功率為_ W.圖5119圖51110答案(1)ADE電路圖連線如下圖命題特點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)是閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，全面考查電流表、電壓表和滑動變阻器的使用，是高中物理中最典型的實(shí)驗(yàn)之一近幾年高考試卷中雖然沒有考查，但預(yù)計將是今后命題的重點(diǎn)內(nèi)容考查的重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)原理的研究、電路的設(shè)計、電表選擇、實(shí)物連線和數(shù)據(jù)處理等方面常考問題三 測量電源的電動勢和內(nèi)阻應(yīng)考必備1實(shí)驗(yàn)原理和電路設(shè)計：測量電源的電動勢和內(nèi)阻的方法有多種，有三種實(shí)驗(yàn)電路，用電阻箱和電壓表測量、用電阻箱和電流表測量，也可

14、以用電壓表和電流表測量2數(shù)據(jù)處理可以用計算平均值法，也可以用圖象法，此實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)研究圖象法的應(yīng)用，電壓坐標(biāo)可以不從零開始，延長圖線用外推法得到電動勢，利用一個點(diǎn)的坐標(biāo)可以求得內(nèi)阻(2021浙江卷，22)采用如圖51111所示的電路“測定電池的電動勢和內(nèi)阻 圖51111【典例3】(1)除了選用圖51112照片中的局部器材外，_(填選項)； 圖51112A還需要電壓表 B還需要電流表C還需要學(xué)生電源 D不再需要其他器材(2)測量所得數(shù)據(jù)如下：用作圖法求得電池的內(nèi)阻r_；(3)根據(jù)第5次所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA_答案(1)A(2)(0.750.10)用如圖51113的電路圖測電源的電動勢

15、和內(nèi)電阻，提供的器材如圖51114所示，根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的UI圖線如圖51115所示【預(yù)測5】圖51113圖51114圖51115(1)實(shí)驗(yàn)時應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)旋至_擋(填“、“V或“mA)，根據(jù)圖象電流表的量程應(yīng)選擇_(填“00.6 A或“03 A)(2)用實(shí)線代表導(dǎo)線把圖51115所示的實(shí)物連接成完整的測量電路(3)由此圖線求得的電源內(nèi)電阻r_ .(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)解析實(shí)驗(yàn)中還需要測電壓，所以要選“V擋(電壓擋)；由圖51115知道電流要測到1.2 A，所以電流表量程要選擇“03 A；根據(jù)電路圖連線，注意電流表的量程(03 A)，多用電表的紅表筆為正極，圖51115的斜率為電

16、源的內(nèi)阻，可以解得r0.71 .答案(1)V“03 A(2)如圖(注意電流表的量程，多用表的紅表筆為正極，不能有一處接錯)均可)某實(shí)驗(yàn)小組想通過實(shí)驗(yàn)測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：A待測干電池(電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約為4 )B直流電流表A1(量程00.6 A，內(nèi)阻約0.5 )C直流電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻約0.1 )D電壓表V1(量程02 V，內(nèi)阻約為2 000 )E電壓表V2(量程06 V，內(nèi)阻約為6 000 )F滑動變阻器R1(最大電阻20 ，額定電流2 A)G滑動變阻器R2(最大電阻200 ，額定電流1 A)H電阻箱R3(最大電阻99.9 ，額定電流1

17、 A)I開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干【預(yù)測6】(1)假設(shè)用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻，要求測量有盡可能高的精確度且便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇的電流表是_，電壓表是_，滑動變阻器是_(填代號)(2)請將圖51116中實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路 圖51116圖51117(3)假設(shè)用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻時，電流表出了故障，實(shí)驗(yàn)小組如想方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，需將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，只需去掉電流表，將上述器材中的_換成_即可(填寫器材前面的字母)(4)請畫出改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)電路圖(5)實(shí)驗(yàn)小組在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中得到了多組路端電壓和外電阻的數(shù)據(jù)，對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，在坐標(biāo)紙上作出了如圖51117所示圖線由圖線得出：干電池的電動勢E_ V

18、，內(nèi)阻r_ .(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)答案(1)BDF(2)如下圖(3)FH(4)如下圖命題特點(diǎn)從近幾年高考試卷中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)來看，沒有考查考試說明中要求的具體實(shí)驗(yàn)，全部是創(chuàng)新型試題.2021年為一道關(guān)于熱敏電阻特性的試題，2021年考查了用替代法測微安表內(nèi)阻，2021年是磁感應(yīng)強(qiáng)度測量問題試題的考查重點(diǎn)仍是電阻的測量，屢次出現(xiàn)電阻測量或描繪伏安特性曲線；另外還考查電路設(shè)計，根據(jù)要求，設(shè)計合理的電路；實(shí)物連線和數(shù)據(jù)處理也是重點(diǎn)考查的對象?？紗栴}四 創(chuàng)新拓展實(shí)驗(yàn)應(yīng)考必備掌握根本的恒定電流的物理規(guī)律，最常用儀器使用規(guī)那么，考試說明中的每個電學(xué)實(shí)驗(yàn)的根本要求和典型的電路是做好電學(xué)創(chuàng)新試題的根底根本規(guī)律

19、是歐姆定律，常用儀器是電壓表、電流表和滑動變阻器，典型電路是測量電阻的內(nèi)接與外接法，滑動變阻器的分壓與限流法，測量電源電動勢的三種電路等在掌握根本知識的根底上，能將自己學(xué)過的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理的方法技巧遷移應(yīng)用到創(chuàng)新型試題的解決過程中2021重慶卷，6(2)某同學(xué)對有故障的電熱毯進(jìn)行探究圖51118是電熱毯的電路示意圖，其中電熱線和導(dǎo)線通過金屬接線片連接圖51119為測試電路實(shí)物圖，A、B為測試表筆，電壓表內(nèi)阻很大，可視為理想電表 圖51118【典例4】 圖51119請在虛線框內(nèi)畫出與圖51119對應(yīng)的電路圖斷開K1，用上述測試電路在1和1之間檢測得知電熱線無故障，然后測得電熱線的UI曲線如圖51120所示，電熱線材料的電阻率為2.8107 m，電熱線的直徑為0.200 mm.可求得此電熱線的電阻為_ k，總長度為_ m(結(jié)果均保存兩位有效數(shù)字)圖51120為了進(jìn)一步檢查故障，該同學(xué)閉合開關(guān)K1和K2，用表筆A和B分別對圖51118中所示的各點(diǎn)進(jìn)行測試，局部測試結(jié)果如下表所示由此測試結(jié)果可判斷出電路有斷路，位置在_之間(在“1和2、“1和2、“2和3、“2和3中選填一項).測試點(diǎn)3和31和11和31和22和3電表指針有無偏轉(zhuǎn)電壓表有有無有無電流表無有有無有答案見解析圖之間)