高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題十一 電學(xué)實(shí)驗(yàn)課件.ppt

1、專題十一電學(xué)實(shí)驗(yàn),展示考綱明晰考向,方法歸納重點(diǎn)點(diǎn)撥,鎖定考點(diǎn)高效突破,閱卷評(píng)析劍指滿分,展示考綱明晰考向,方法歸納重點(diǎn)點(diǎn)撥,一、基本儀器及其使用 1.基本儀器,2.使用 (1)電學(xué)測(cè)量儀器的使用和讀數(shù),(2)多用電表的使用 注意電流的流向:由于使用多用電表時(shí)不管測(cè)量項(xiàng)目是什么,電流都要從電表的“+”插孔(紅表筆)流入,從“-”插孔(黑表筆)流出,所以使用歐姆擋時(shí),多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆,負(fù)極接的是紅表筆. 要區(qū)分開“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”:“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置.調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲;“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)

2、零旋鈕. 利用歐姆擋時(shí)正確選擇倍率:測(cè)量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線性,使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),表頭指針偏轉(zhuǎn)過大過小都有較大誤差,通常只使用表盤中間一段刻度范圍,指針偏轉(zhuǎn)角度在1/3滿偏到2/3滿偏之間為測(cè)量的有效范圍.例如,J0411型多用電表歐姆擋的R中=15 ,當(dāng)待測(cè)電阻約為2 k時(shí),則應(yīng)采用R100擋.,二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理方法,鎖定考點(diǎn)高效突破,考點(diǎn)一,電表的工作原理及改裝、多用電表的使用,典例 (2015合肥市二模)圖1為正在測(cè)量中的多用電表表盤,請(qǐng)完成下列 問題:,(1)如果用直流“50 V”擋測(cè)量電壓,指針位置如圖1所示,讀數(shù)為 V; (2)用圖1多用電

3、表測(cè)量電阻時(shí),多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一電池、 一個(gè)可變電阻和一表頭相串聯(lián),如圖2所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,選擇開關(guān)在“1”擋,把它的兩表筆短接,旋轉(zhuǎn)可變電阻R1的旋鈕,當(dāng)指針指向“0 ”時(shí),流過多用電表的電流為 mA;,解析:(1)如果是用直流“50 V”擋測(cè)量電壓,由題圖1所示表盤可知,其分度值為1 V,則讀數(shù)為23.0 V.,答案:(1)23.0(2)100,(3)圖2是測(cè)量Rx阻值時(shí)的電路,歐姆表使用一段時(shí)間后,電池電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大,但此表仍能進(jìn)行歐姆調(diào)零,按正確使用方法再測(cè)Rx的值,其測(cè)量結(jié)果與原結(jié)果相比較將(選填“變大”“變小”或“不變”). (4)圖3是將表頭G改裝

4、成兩個(gè)倍率擋(如“1”“10”)的歐姆表電路原理圖,則當(dāng)開關(guān)S合向端(選填“a”或“b”)時(shí),歐姆表是較大倍率擋.,答案:(3)變大(4)b,(4)圖3是將表頭G改裝成兩個(gè)倍率擋的歐姆表電路原理圖,由圖知,當(dāng)開關(guān)S合向b端時(shí),通過歐姆表的電流較小,根據(jù)閉合電路歐姆定律知,歐姆表的倍率較大.,以例說法 多用電表中歐姆擋的使用總結(jié) (1)歐姆表測(cè)量電阻,換擋時(shí)一定要使紅、黑表筆短接,重新調(diào)零,歐姆表紅、黑表筆短接調(diào)零是使指針指歐姆表刻度的“0”; (2)歐姆表測(cè)量電阻讀數(shù)時(shí)一定要將讀數(shù)乘以所選的倍率; (3)歐姆表內(nèi)阻阻值是指表內(nèi)電池內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻、調(diào)零電阻等的阻值之和,大小等于測(cè)量電阻時(shí)歐姆表

5、指針指在刻度盤正中央時(shí)被測(cè)電阻的阻值; (4)歐姆表測(cè)量電阻時(shí),若指針偏角過小(過大),就換用大(小)倍率; (5)歐姆表測(cè)量電阻問題的分析、處理,會(huì)用到閉合電路的歐姆定律等規(guī)律,因?yàn)檫@時(shí)被測(cè)電阻已經(jīng)和表內(nèi)的電池、電流表以及調(diào)零電阻構(gòu)成了閉合電路.,針對(duì)訓(xùn)練,C,2.為確定某電子元件的電氣特性,做如下測(cè)量. (1)用多用表測(cè)量該元件的電阻,選用“100”倍率的電阻擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過大,因此需選擇(填“10”或“1 k”)倍率的電阻擋,并再進(jìn)行測(cè)量,多用表的示數(shù)如圖(a)所示,測(cè)量結(jié)果為.,解析:(1)多用電表“100”倍率測(cè)電阻時(shí),指針偏轉(zhuǎn)角度過大,示數(shù)太小,應(yīng)換小倍率,即選擇“10

6、”倍率,歐姆擋調(diào)零后重新測(cè)量,測(cè)量結(jié)果為710 =70 .,答案: (1)10歐姆調(diào)零70,(2)將待測(cè)元件(額定電壓9 V)、蓄電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、多用表、開關(guān)及若干導(dǎo)線連接成電路如圖(b)所示.添加連線,使電路能測(cè)量該元件完整的伏安特性. 本實(shí)驗(yàn)中使用多用表測(cè)電壓,多用表的選擇開關(guān)應(yīng)調(diào)到(填“直流電壓10 V”或“直流電壓50 V”)擋.,解析:(2)實(shí)物連接如圖所示.由于待測(cè)元件額定電壓為9 V,因此多用表的選擇開關(guān)應(yīng)調(diào)到直流電壓10 V擋.,答案:(2)電路圖見解析直流電壓10 V,考點(diǎn)二,以測(cè)電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn),典例 (2015杭州模擬)某科技創(chuàng)新小組在小制作中需要1.00

7、的定值電阻.由于實(shí)驗(yàn)室沒有合適的電阻,他們打算用一段導(dǎo)線代替.他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室找到了兩圈長度均為100 m的粗細(xì)均勻的導(dǎo)線圈a,b,他們用螺旋測(cè)微器測(cè)出b線圈導(dǎo)線的直徑和用多用電表“R100”擋粗測(cè)b線圈的總電阻示數(shù)如圖(甲)、(乙)所示.,(1)線圈b的直徑d= mm,由多用電表得線圈b的總電阻約為Rb= .,解析:(1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)=0+0.01 mm 23.9=0.239 mm;歐姆表讀數(shù)=表盤讀數(shù)倍率=24100 =2.4103 .,答案:(1)0.2392.4103,(2)接著測(cè)出線圈a,b的I-U圖象如圖(丙)所示,實(shí)驗(yàn)室提供如下器材可選: A.電流表A1

8、(600 mA,1.0 ) B.電流表A2(40 mA,10.0 ) C.電壓表V1(3 V,6 k) D.電壓表V2(50 V,20 k) E.滑動(dòng)變阻器R1(100 ,1.0 A) F.滑動(dòng)變阻器R2(10 ,2 A) G.直流電源E(50 V,0.05 ) H.開關(guān)一個(gè),帶夾子的導(dǎo)線若干 要求測(cè)b線圈的伏安特性曲線,且在實(shí)驗(yàn)時(shí)需測(cè)出多組有關(guān)數(shù)據(jù)和盡可能高的測(cè)量精度,則電流表選用,電壓表選用,滑動(dòng)變阻器選用(只填儀器前的字母代號(hào)).請(qǐng)?jiān)趫D(丁)的方框中畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖.,答案: (2)BDE見解析,(3)最后,他們決定用線圈a的一段導(dǎo)線來替代1.00 的電阻,他們應(yīng)將長度L= m的導(dǎo)線接入

9、電路.,答案: (3)0.2,以例說法 器材選取三原則 (1)安全性原則:要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的儀器,使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行,能達(dá)到預(yù)期目標(biāo).另外還要注意測(cè)量儀器的量程,各類用電器實(shí)際通過的電流不能超過其允許通過的最大電流等. (2)精確性原則:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要,選用精度合適的測(cè)量工具,但對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講,精確程度夠用即可,并不是精度越高越好. (3)方便性原則:實(shí)驗(yàn)時(shí)需考慮調(diào)節(jié)方便,便于操作,如滑動(dòng)變阻器的選擇,既要考慮它的額定電流,又要考慮它的阻值范圍,在二者都能滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下,還要考慮阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作是否調(diào)節(jié)方便的問題.,針對(duì)訓(xùn)練,1.(2015福建理綜)某學(xué)習(xí)小組探究一小電

10、珠在不同電壓下的電功率大小,實(shí)驗(yàn)器材如圖(甲)所示,現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接. (1)實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過程中,電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大,請(qǐng)按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖(甲)實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接;,解析: (1)根據(jù)題意,實(shí)驗(yàn)電路為分壓電路,電流表外接,按照電流流向即可完成連線,在連線時(shí)要注意電表的極性,并注意接線要連到接線柱上.,答案: (1)見解析,(2)某次測(cè)量,電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖(乙)所示,則電流表的示數(shù)為A; (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖(丙)所示,根據(jù)圖線判斷,將 .只相同的小電珠并聯(lián)后,直接與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為1 的電源組成閉合回路,可使

11、小電珠的總功率最大,其總功率的值約為 W(保留兩位小數(shù)).,答案: (2)0.44(3)42.222.28,解析: (2)電流表示數(shù)為0.44 A.,2.(2015舟山5月仿真),解析: (1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為0.5 mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為11.50.01=0.115 mm,所以最終讀數(shù)為0.615 mm. 游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為106 mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為0.0514 mm=0.70 mm,所以最終讀數(shù)為106.70 mm=10.670 cm.,答案: (1)0.61510.670,某同學(xué)為測(cè)定某柱形電子元件的電阻率,先做如下測(cè)量: (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量它的直徑,示數(shù)如圖(甲)所示,讀

12、數(shù)為d= mm;用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量它的長度,示數(shù) 如圖(乙)所示,讀數(shù)為L= cm.,(2)用多用電表粗測(cè)該元件的電阻,選用“10”倍率的電阻擋后,應(yīng)先 ,再進(jìn)行測(cè)量,之后多用電表的示數(shù)如圖(丙)所示,測(cè) 得該元件電阻為 .,解析: (2)用多用電表測(cè)量該元件的電阻,選用“10”倍率的電阻擋后,應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零,再進(jìn)行測(cè)量,由題圖(丙)可知,測(cè)量結(jié)果為710 =70 .,答案: (2)進(jìn)行歐姆調(diào)零70,(3)為了精確測(cè)得上述待測(cè)元件的電阻Rx的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材: A.電流表A1(量程50 mA,內(nèi)阻r1=10 ) B.電流表A2(量程200 mA,內(nèi)阻r2約為2 ) C.

13、定值電阻R0=30 D.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約為10 ) E.電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4 V) F.開關(guān)S、導(dǎo)線若干 該同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖(丁)所示,N處的電流表應(yīng)選用(填器材選項(xiàng)前相應(yīng)的字母).開關(guān)S閉合前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于(選填“a”或者“b”)端.若M,N電表的讀數(shù)分別為IM,IN,則Rx的計(jì)算式為Rx=.(用題中字母表示),考點(diǎn)三,以測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn),典例 (2015臺(tái)州高三調(diào)研)為了測(cè)量一節(jié)新干電池的內(nèi)阻: (1)A同學(xué)準(zhǔn)備采用圖(甲)的實(shí)驗(yàn)器材,用歐姆表直接粗測(cè)電池的內(nèi)阻,你覺得是否可行?(填“行”或“不行”).,解析: (1)因電池的電動(dòng)

14、勢(shì)會(huì)對(duì)歐姆表內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的效果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,無法正確測(cè)出電池的內(nèi)阻.,答案:(1)不行,(2)B同學(xué)采用圖(乙)的實(shí)驗(yàn)電路圖,實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)滑動(dòng)變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí),電壓表示數(shù)變化(填“明顯”或“不明顯”).,解析: (2)由于內(nèi)電阻r很小,即使電流變化較大內(nèi)電壓變化也很小,由閉合電路歐姆定律可知,路端電壓的變化范圍不明顯.,答案:(2)不明顯,(3)C同學(xué)改進(jìn)了B同學(xué)的電路圖,準(zhǔn)備用以下給定的器材和一些導(dǎo)線來完成實(shí)驗(yàn),器材如下: a.量程3 V的電壓表V b.量程0.6 A的電流表A c.定值電阻R0=1.5 d.滑動(dòng)變阻器(0100 ) e.開關(guān) 請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖(丙)中完

15、成實(shí)物連接圖. 實(shí)驗(yàn)中,改變滑動(dòng)變阻器的阻值,得到了如下的六組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):,表中數(shù)據(jù)已在坐標(biāo)圖中描點(diǎn),請(qǐng)作出U-I圖象,并根據(jù)圖象得出該節(jié)電池的內(nèi)阻為 (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).,答案:(3)見解析見解析0.25,以例說法 實(shí)物圖的連接方法及注意的問題 (1)連接方法 看圖連接,即根據(jù)題給電路中用電器的連接方式(串、并聯(lián)),用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖中的電源與用電器、開關(guān)等連成正確的閉合電路.若題目沒有給定電路,可依據(jù)題意在草紙上畫出實(shí)驗(yàn)所需要的電路圖,然后再看圖連接. (2)注意問題 注意直流電流表和電壓表的“+”“-”接線柱,保證電流從“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出; 根據(jù)題給數(shù)據(jù)或計(jì)算

16、得到的數(shù)據(jù),對(duì)于多量程電表,一定要將相應(yīng)量程的接線柱接入電路; 接線不能交叉; 實(shí)驗(yàn)連線時(shí),開關(guān)一定處于斷開狀態(tài);,實(shí)物圖的連接應(yīng)以實(shí)驗(yàn)電路圖為依據(jù),必要時(shí)先畫出電路圖; 用“線”連圖時(shí),應(yīng)將“線”連在正確的位置,即連接在各儀器的接線柱上,不能錯(cuò)連; 記住一些常規(guī)性的結(jié)論,如在描繪電學(xué)元件的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中,若電學(xué)元件兩端的電壓要從零開始逐漸增大,則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,若被測(cè)電學(xué)元件的電阻阻值和電流表內(nèi)阻阻值相差不大時(shí),電流表采用外接法.再如,在測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中,電流表采用的也是外接法.,針對(duì)訓(xùn)練,1.(2015四川理綜)用實(shí)驗(yàn)測(cè)一電池的內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻的阻值Rx.已知電池的

17、電動(dòng)勢(shì)約6 V,電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻阻值都為數(shù)十歐.可選用的實(shí)驗(yàn)器材有: 電流表A1(量程030 mA); 電流表A2(量程0100 mA); 電壓表V(量程06 V); 滑動(dòng)變阻器R1(阻值05 ); 滑動(dòng)變阻器R2(阻值0300 ); 開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干條. 某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下: .設(shè)計(jì)如圖(甲)所示的電路圖,正確連接電路. .將R的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),逐次調(diào)小R的阻值,測(cè)出多組U和I的值,并記錄.以U為縱軸,I為橫軸,得到如圖(乙)所示的圖線.,.斷開開關(guān),將Rx改接在B,C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變.重復(fù)的步驟,得到另一條U-I圖線,圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0,0

18、),與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,U0). 回答下列問題: (1)電流表應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用; (2)由圖(乙)的圖線,得電源內(nèi)阻r=;,解析:(1)由閉合電路歐姆定律,要想調(diào)節(jié)時(shí)電流表和電壓表的讀數(shù)有明顯變化,起限流作用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2;由題圖(乙)可知,電流表應(yīng) 選A2. (2)根據(jù)U-I圖線的斜率求得電源內(nèi)阻為25 .,答案:(1)A2R2(2)25,(3)用I0,U0和r表示待測(cè)電阻的關(guān)系式Rx=,代入數(shù)值可得Rx; (4)若電表為理想電表,Rx接在B,C之間與接在A,B之間,滑動(dòng)變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數(shù)變化范圍 ,電壓表示數(shù)變化范圍 .(選填“相同”或“不同”),(4)Rx所接位置的改變并不影響干路電流的測(cè)量,故電流表示數(shù)變化范圍相同;但是改接前后電壓表測(cè)量的分別是路端電壓與滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,故電壓表示數(shù)變化范圍不同.,2.(2015諸暨市質(zhì)檢)小王同學(xué)用電壓表和電流表 測(cè)定某蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)電路如圖(甲) 所示,電壓表和電流表均可視為理想電表. (1)圖(乙)是部分連接好的實(shí)物電路圖,請(qǐng)你完成 余下導(dǎo)線的連接(要求滑動(dòng)觸片P從左向右移動(dòng)時(shí) 滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值在不斷增大).,解析: (