2022-2023年高考物理一輪復(fù)習(xí) 以測(cè)量電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)課件

1、1以測(cè)量電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)電學(xué)實(shí)驗(yàn) 測(cè)量電阻類(lèi)實(shí)驗(yàn)的基本思路1電阻測(cè)量首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材的不同而靈活選用“伏安法”(又分為內(nèi)接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等測(cè)量電路.從供電方式上又可分為限流電路和分壓電路. 定值電阻的作用2在高考電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,常以定值電阻的合理使用為背景來(lái)命題.求解這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是必須弄清定值電阻在設(shè)計(jì)電路中的主要作用,一般來(lái)說(shuō),定值電阻有三種作用： 電學(xué)儀器的選擇3(1)電源的選擇：一般可以根據(jù)待測(cè)元件的額定電流或額定電壓選擇符合需要的電源.(2)電表的選擇：一般根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)或待測(cè)元件的額定電壓選擇電壓表,再估算待測(cè)電流的最大阻

2、值選擇電流表.注意測(cè)量時(shí)要使電表的指針偏轉(zhuǎn)角較大.(3)變阻器的選擇：在安全條件下,分壓式選最大阻值較小、額定電流較大的,限流式選最大阻值與待測(cè)電阻差不多的. 滑動(dòng)變阻器兩種連接方式的選擇4(1)當(dāng)題中要求負(fù)載上電壓或電流從零開(kāi)始調(diào)節(jié)時(shí),應(yīng)采用分壓式接法.(2)當(dāng)題中要求測(cè)量精確度高且調(diào)節(jié)范圍大時(shí),一般用分壓式接法.(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的總電阻比待測(cè)電阻阻值的一半還小時(shí),一般用分壓式接法.(4)負(fù)載電阻的阻值小于滑動(dòng)變阻器的總電阻或相差不多,且電壓、電流不要求從零可調(diào)時(shí),一般用限流式接法.(5)兩種接法均可使用時(shí),優(yōu)先用限流式接法(節(jié)能).【例1】 (電阻的測(cè)量) 某同學(xué)用伏安法測(cè)量一阻值為幾十

3、歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內(nèi)阻為1 k,電流表內(nèi)阻為0.5 .該同學(xué)采用兩種測(cè)量方案,一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的O、P兩點(diǎn)之間,另一種是跨接在O、Q兩點(diǎn)之間.測(cè)量得到如圖(b)所示的兩條UI圖線,其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù).回答下列問(wèn)題：(a)(b)(1)圖(b)中標(biāo)記為的圖線是采用電壓表跨接在_(填“O、P”或“O、Q”)兩點(diǎn)的方案測(cè)量得到的.(2)根據(jù)所用實(shí)驗(yàn)器材和圖(b)可判斷,由圖線_(填“”或“”)得到的結(jié)果更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值,結(jié)果為_(kāi)(保留1位小數(shù)).(3)考慮到實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻的影響,需對(duì)(2)中得到的結(jié)果進(jìn)行修正,修正后待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)(保留1位小數(shù)

4、).O、P I 50.5 50.0 【例2】 (電表的改裝)某同學(xué)要將一量程為250 A的微安表改裝為量程為20 mA的電流表.該同學(xué)測(cè)得微安表內(nèi)阻為1 200 ,經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接,進(jìn)行改裝.然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表,根據(jù)圖(a)所示電路對(duì)改裝后的電表進(jìn)行檢測(cè)(虛線框內(nèi)是改裝后的電表).(1)根據(jù)圖(a)和題給條件,將圖(b)中的實(shí)物連線.(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0 mA時(shí),微安表的指針位置如圖所示.由此可以推測(cè)出所改裝的電表量程不是預(yù)期值,而是_.(填正確答案標(biāo)號(hào))A18 mA B21 mA C25 mA D28 mAC (3)產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因可能是_.(填正確

5、答案標(biāo)號(hào))A微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)際內(nèi)阻大于1 200 B微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)際內(nèi)阻小于1 200 CR值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏小DR值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏大(4)要達(dá)到預(yù)期目的,無(wú)論測(cè)得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測(cè)量,只需要將阻值為R的電阻換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可,其中k_.AC 【例3】 (伏安特性曲線)某同學(xué)要研究一小燈泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性.所用器材有：電流表A1(量程200 mA,內(nèi)阻Rg110.0 )、電流表A2(量程500 mA,內(nèi)阻Rg21.0 )、定值電阻R0(阻值R010.0 )、滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10 )、電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5 V,內(nèi)阻

6、很小)、開(kāi)關(guān)S和若干導(dǎo)線.該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖a所示.(1)根據(jù)圖a,在圖b的實(shí)物圖中畫(huà)出連線.(2)若I1、I2分別為流過(guò)電流表A1和A2的電流,利用I1、I2、Rg1和R0寫(xiě)出：小燈泡兩端的電壓U_,流過(guò)小燈泡的電流I_.為保證小燈泡的安全,I1不能超過(guò)_mA.(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使開(kāi)關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零.逐次改變滑動(dòng)變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的I1和I2.所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表中給出.I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得,當(dāng)I1173 mA時(shí),燈絲電阻R_(保留1位小數(shù)).(4)如果用另一個(gè)電阻替代定值電阻R0

7、,其他不變,為了能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線,所用電阻的阻值不能小于_(保留1位小數(shù)).I1(Rg1R0)I2I118011.68.01某同學(xué)要測(cè)量某圓柱體的電阻率.(1)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量其長(zhǎng)度和直徑,如圖所示,則其長(zhǎng)度L_ cm,直徑d_mm.(2)該同學(xué)先用指針式多用電表粗測(cè)其電阻.他將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔中,將選擇開(kāi)關(guān)置于“1”擋位置,然后_,直至指針指在“0 ”處,繼續(xù)實(shí)驗(yàn).7.0204.5984.602將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕(3)歐姆表粗測(cè)其電阻約為5 ,現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其電阻,實(shí)驗(yàn)室提供了下列可選用的器材：A電壓表V1(量程03 V,內(nèi)阻約3 k

8、)B電壓表V2(量程015 V,內(nèi)阻約15 k)C電流表A1(量程03 A,內(nèi)阻約0.01 )D電流表A2(量程00.6 A,內(nèi)阻約0.1 )E滑動(dòng)變阻器R1(020 )F滑動(dòng)變阻器R2(0500 )G電源E(電動(dòng)勢(shì)為3.0 V)及開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干該同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進(jìn)行測(cè)量,則電壓表應(yīng)選擇_,電流表應(yīng)選擇_,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_.(選填各器材前的字母)ADE要求在流過(guò)圓柱體的電流相同情況下,電源消耗功率最小,并能較準(zhǔn)確地測(cè)出圓柱體的電阻,實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖中的_.(4)利用(3)所選電路測(cè)量,電流表讀數(shù)為_(kāi)A,電壓表讀數(shù)為_(kāi)V.丁0.502.602某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)

9、量電壓表的內(nèi)阻.可供選擇的器材有：電源E,電壓表V,電阻箱R(09 999 ),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10 ),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5 k),開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)步驟如下：按電路原理圖(a)連接線路；將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至最左端,同時(shí)將電阻箱阻值調(diào)為0; 將開(kāi)關(guān)閉合,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表滿偏；回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器_(填“R1”或“R2”)；(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連接完整；(3)實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的電阻箱阻值為_(kāi) ,計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為_(kāi) ；(4)通過(guò)上述方法得到電壓表的內(nèi)阻測(cè)量值_(填“大于”或“小于”)真實(shí)值.R119873974大

10、于3某同學(xué)利用電流計(jì)改裝成一個(gè)電壓表并進(jìn)行校準(zhǔn),其改裝過(guò)程如下：(a)測(cè)電流計(jì)G的內(nèi)阻Rg.按照?qǐng)D甲所示連接電路,將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到最大阻值并接入電路.閉合開(kāi)關(guān)S1,調(diào)節(jié)R接入電路的阻值,使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；然后保持R接入電路的電阻不變,閉合開(kāi)關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流計(jì)指針達(dá)到半偏(中間刻度),記下此時(shí)電阻箱R的阻值.(b)計(jì)算出改裝電壓表應(yīng)串聯(lián)的電阻R0的阻值,將該電阻與電流計(jì)串聯(lián),則R0與電流計(jì)共同構(gòu)成一個(gè)新的電壓表.(c)將改裝的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表接入如圖乙所示的校準(zhǔn)電路,對(duì)改裝的電壓表進(jìn)行校準(zhǔn).回答下列問(wèn)題：(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲所示電路,將圖所示的實(shí)物圖補(bǔ)充完整.(2)已知電流計(jì)的滿偏電流為200 A,當(dāng)電流計(jì)指針半偏時(shí),R的阻值是500 .若要求改裝后的電壓表的量程為02 V,則必須給電流計(jì)串聯(lián)一個(gè)阻值為R0_的電阻.