2022-2023年高考物理一輪復習 以測量電阻為核心的電學實驗課件

1、1以測量電阻為核心的電學實驗電學實驗 測量電阻類實驗的基本思路1電阻測量首先要根據實驗目的、實驗原理、實驗器材的不同而靈活選用“伏安法”(又分為內接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等測量電路.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在高考電學設計性實驗中,常以定值電阻的合理使用為背景來命題.求解這類問題的關鍵是必須弄清定值電阻在設計電路中的主要作用,一般來說,定值電阻有三種作用： 電學儀器的選擇3(1)電源的選擇：一般可以根據待測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：一般根據電源電動勢或待測元件的額定電壓選擇電壓表,再估算待測電流的最大阻

2、值選擇電流表.注意測量時要使電表的指針偏轉角較大.(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電阻差不多的. 滑動變阻器兩種連接方式的選擇4(1)當題中要求負載上電壓或電流從零開始調節(jié)時,應采用分壓式接法.(2)當題中要求測量精確度高且調節(jié)范圍大時,一般用分壓式接法.(3)當滑動變阻器的總電阻比待測電阻阻值的一半還小時,一般用分壓式接法.(4)負載電阻的阻值小于滑動變阻器的總電阻或相差不多,且電壓、電流不要求從零可調時,一般用限流式接法.(5)兩種接法均可使用時,優(yōu)先用限流式接法(節(jié)能).【例1】 (電阻的測量) 某同學用伏安法測量一阻值為幾十

3、歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內阻為1 k,電流表內阻為0.5 .該同學采用兩種測量方案,一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的O、P兩點之間,另一種是跨接在O、Q兩點之間.測量得到如圖(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.回答下列問題：(a)(b)(1)圖(b)中標記為的圖線是采用電壓表跨接在_(填“O、P”或“O、Q”)兩點的方案測量得到的.(2)根據所用實驗器材和圖(b)可判斷,由圖線_(填“”或“”)得到的結果更接近待測電阻的真實值,結果為_(保留1位小數).(3)考慮到實驗中電表內阻的影響,需對(2)中得到的結果進行修正,修正后待測電阻的阻值為_(保留1位小數

4、).O、P I 50.5 50.0 【例2】 (電表的改裝)某同學要將一量程為250 A的微安表改裝為量程為20 mA的電流表.該同學測得微安表內阻為1 200 ,經計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接,進行改裝.然后利用一標準毫安表,根據圖(a)所示電路對改裝后的電表進行檢測(虛線框內是改裝后的電表).(1)根據圖(a)和題給條件,將圖(b)中的實物連線.(2)當標準毫安表的示數為16.0 mA時,微安表的指針位置如圖所示.由此可以推測出所改裝的電表量程不是預期值,而是_.(填正確答案標號)A18 mA B21 mA C25 mA D28 mAC (3)產生上述問題的原因可能是_.(填正確

5、答案標號)A微安表內阻測量錯誤,實際內阻大于1 200 B微安表內阻測量錯誤,實際內阻小于1 200 CR值計算錯誤,接入的電阻偏小DR值計算錯誤,接入的電阻偏大(4)要達到預期目的,無論測得的內阻值是否正確,都不必重新測量,只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可,其中k_.AC 【例3】 (伏安特性曲線)某同學要研究一小燈泡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,內阻Rg110.0 )、電流表A2(量程500 mA,內阻Rg21.0 )、定值電阻R0(阻值R010.0 )、滑動變阻器R1(最大阻值10 )、電源E(電動勢4.5 V,內阻

6、很小)、開關S和若干導線.該同學設計的電路如圖a所示.(1)根據圖a,在圖b的實物圖中畫出連線.(2)若I1、I2分別為流過電流表A1和A2的電流,利用I1、I2、Rg1和R0寫出：小燈泡兩端的電壓U_,流過小燈泡的電流I_.為保證小燈泡的安全,I1不能超過_mA.(3)實驗時,調節(jié)滑動變阻器,使開關閉合后兩電流表的示數為零.逐次改變滑動變阻器滑片位置并讀取相應的I1和I2.所得實驗數據在下表中給出.I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470根據實驗數據可算得,當I1173 mA時,燈絲電阻R_(保留1位小數).(4)如果用另一個電阻替代定值電阻R0

7、,其他不變,為了能夠測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).I1(Rg1R0)I2I118011.68.01某同學要測量某圓柱體的電阻率.(1)用游標卡尺和螺旋測微器分別測量其長度和直徑,如圖所示,則其長度L_ cm,直徑d_mm.(2)該同學先用指針式多用電表粗測其電阻.他將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔中,將選擇開關置于“1”擋位置,然后_,直至指針指在“0 ”處,繼續(xù)實驗.7.0204.5984.602將紅、黑表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕(3)歐姆表粗測其電阻約為5 ,現(xiàn)要進一步精確測量其電阻,實驗室提供了下列可選用的器材：A電壓表V1(量程03 V,內阻約3 k

8、)B電壓表V2(量程015 V,內阻約15 k)C電流表A1(量程03 A,內阻約0.01 )D電流表A2(量程00.6 A,內阻約0.1 )E滑動變阻器R1(020 )F滑動變阻器R2(0500 )G電源E(電動勢為3.0 V)及開關和導線若干該同學從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進行測量,則電壓表應選擇_,電流表應選擇_,滑動變阻器應選擇_.(選填各器材前的字母)ADE要求在流過圓柱體的電流相同情況下,電源消耗功率最小,并能較準確地測出圓柱體的電阻,實驗電路應選用圖中的_.(4)利用(3)所選電路測量,電流表讀數為_A,電壓表讀數為_V.丁0.502.602某同學利用圖(a)所示電路測

9、量電壓表的內阻.可供選擇的器材有：電源E,電壓表V,電阻箱R(09 999 ),滑動變阻器R1(最大阻值10 ),滑動變阻器R2(最大阻值5 k),開關S,導線若干.實驗步驟如下：按電路原理圖(a)連接線路；將滑動變阻器的滑片滑至最左端,同時將電阻箱阻值調為0; 將開關閉合,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表滿偏；回答下列問題：(1)實驗中應選擇滑動變阻器_(填“R1”或“R2”)；(2)根據圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連接完整；(3)實驗步驟中記錄的電阻箱阻值為_ ,計算可得電壓表的內阻為_ ；(4)通過上述方法得到電壓表的內阻測量值_(填“大于”或“小于”)真實值.R119873974大

10、于3某同學利用電流計改裝成一個電壓表并進行校準,其改裝過程如下：(a)測電流計G的內阻Rg.按照圖甲所示連接電路,將滑動變阻器R調到最大阻值并接入電路.閉合開關S1,調節(jié)R接入電路的阻值,使電流計指針偏轉到滿刻度；然后保持R接入電路的電阻不變,閉合開關S2,調節(jié)電阻箱R的阻值,使電流計指針達到半偏(中間刻度),記下此時電阻箱R的阻值.(b)計算出改裝電壓表應串聯(lián)的電阻R0的阻值,將該電阻與電流計串聯(lián),則R0與電流計共同構成一個新的電壓表.(c)將改裝的電壓表與標準電壓表接入如圖乙所示的校準電路,對改裝的電壓表進行校準.回答下列問題：(1)請根據圖甲所示電路,將圖所示的實物圖補充完整.(2)已知電流計的滿偏電流為200 A,當電流計指針半偏時,R的阻值是500 .若要求改裝后的電壓表的量程為02 V,則必須給電流計串聯(lián)一個阻值為R0_的電阻.