高二物理電學實驗2

1、專題十三專題十三 電學實驗電學實驗專題十三專題十三 主干知識整合主干知識整合一、電學量的測量一、電學量的測量主干知識整合主干知識整合物理量物理量測量方法測量方法備注備注電流電流利用電流表測量利用電流表測量 串聯(lián)，讀數(shù)指示的格數(shù)串聯(lián)，讀數(shù)指示的格數(shù)精度估精度估讀讀 電壓電壓利用電壓表測量利用電壓表測量 并聯(lián)，讀數(shù)指示的格數(shù)并聯(lián)，讀數(shù)指示的格數(shù)精度估精度估讀讀專題十三專題十三 主干知識整合主干知識整合物理量物理量測量方法測量方法備注備注電阻電阻用 多 用 電用 多 用 電表測量表測量 讀數(shù)指針指示數(shù)讀數(shù)指針指示數(shù)倍率倍率(指針指示在上指針指示在上端表盤中間附近位置較準端表盤中間附近位置較準) “機

2、械零點機械零點”在表盤刻度左側在表盤刻度左側“0”位置，調位置，調整的是表盤下邊中間的定位螺絲；整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零歐姆零點點”在表盤刻度的右側電阻刻度在表盤刻度的右側電阻刻度“0”位置，調位置，調整的是歐姆擋的調零旋鈕每變換一次擋位，整的是歐姆擋的調零旋鈕每變換一次擋位，都要重新進行歐姆調零都要重新進行歐姆調零 內部電池的正極接的是黑表筆，負極接的內部電池的正極接的是黑表筆，負極接的是紅表筆是紅表筆專題十三專題十三 主干知識整合主干知識整合物理量物理量測量方法測量方法備注備注電阻電阻用電阻箱替代測用電阻箱替代測量量電阻的讀數(shù)各擋位電阻值的累加電阻的讀數(shù)各擋位電阻值的累加 用

3、伏安法測量用伏安法測量Rx (U表示電阻兩端電壓，表示電阻兩端電壓，I表示通表示通過電阻的電流過電阻的電流) 半偏法測電流表半偏法測電流表內阻、半偏法測內阻、半偏法測電壓表內阻電壓表內阻調好滿偏后，保持滑動變阻器滑片位調好滿偏后，保持滑動變阻器滑片位置不變，以保持測量電路的電流或電置不變，以保持測量電路的電流或電壓基本不變壓基本不變專題十三專題十三 主干知識整合主干知識整合物理量物理量測量方法測量方法備注備注電源的電源的電動勢電動勢和內阻和內阻利用閉合電路歐利用閉合電路歐姆定律求解姆定律求解 方程組法：測出幾組方程組法：測出幾組I、U的數(shù)據(jù)，的數(shù)據(jù)，建立建立EUIr的方程組，可求出幾組的方程組

4、，可求出幾組E、r值，最后取平均值值，最后取平均值 圖象法：建立圖象法：建立UI圖象，從圖中得圖象，從圖中得出出E、r值值 專題十三專題十三 主干知識整合主干知識整合二、電學實驗備考要點二、電學實驗備考要點專題十三專題十三 主干知識整合主干知識整合三、控制電路的設計技巧三、控制電路的設計技巧1滑動變阻器控制電路的方式有分壓式和限流式兩種，下滑動變阻器控制電路的方式有分壓式和限流式兩種，下列幾種情況必須選用分壓式接法：列幾種情況必須選用分壓式接法：(1)要求被控制電路的電流要求被控制電路的電流(或電壓或電壓)從零開始可連續(xù)調節(jié)時從零開始可連續(xù)調節(jié)時(如：測繪導體的伏安特性曲線等實驗如：測繪導體的

5、伏安特性曲線等實驗)；(2)被控制電路的電阻被控制電路的電阻RL遠大于滑動變阻器的最大值遠大于滑動變阻器的最大值R0時；時；(3)實驗要求的電壓變化范圍較大實驗要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù)或要求測量多組數(shù)據(jù))時；時；(4)若采用限流式接法，電路中實際電壓若采用限流式接法，電路中實際電壓(或電流或電流)的最小值仍的最小值仍超過電表或電器的額定值時超過電表或電器的額定值時專題十三專題十三 主干知識整合主干知識整合2若測量電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調節(jié)，若測量電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調節(jié)，只是小范圍內測量，且被控制電路的電阻只是小范圍內測量，且被控制電路的電阻RL與滑

6、動變阻器的與滑動變阻器的最大值最大值R0接近或接近或RL略小于略小于R0，則應該采用限流式接法測定，則應該采用限流式接法測定電源的電動勢和內阻實驗必須采用限流式接法電源的電動勢和內阻實驗必須采用限流式接法四、電學儀器的選擇技巧四、電學儀器的選擇技巧電學實驗器材和電路選擇的原則是安全、精確和方便，器電學實驗器材和電路選擇的原則是安全、精確和方便，器材的選擇與實驗所用的電路密切相關，因此在選擇器材前首先材的選擇與實驗所用的電路密切相關，因此在選擇器材前首先要根據(jù)實驗目的和實驗原理設計測量精確、安全可靠、操作方要根據(jù)實驗目的和實驗原理設計測量精確、安全可靠、操作方便的實驗電路，再根據(jù)實驗電路的需要選

7、擇器材具體如下：便的實驗電路，再根據(jù)實驗電路的需要選擇器材具體如下：專題十三專題十三 主干知識整合主干知識整合1電源的選擇：一般可以根據(jù)待測電阻的額定電流或額電源的選擇：一般可以根據(jù)待測電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源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用電器的電表的選擇：一般根據(jù)電源的電動勢或待測用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；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使電表的指針擺動的幅度較大，一般應使選擇的電表的量程應使電表的指針擺動的幅度較大，一般應使指針能達到半偏左右，以減小讀數(shù)

8、的偶然誤差，提高精確度指針能達到半偏左右，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度3變阻器的選擇：所選用的變阻器的額定電流應大于電變阻器的選擇：所選用的變阻器的額定電流應大于電路中通過變阻器的最大電流，以確保變阻器的安全；為滿足實路中通過變阻器的最大電流，以確保變阻器的安全；為滿足實驗中電流變化的需要和調節(jié)的方便，在分壓式接法中，應選用驗中電流變化的需要和調節(jié)的方便，在分壓式接法中，應選用電阻較小而額定電流較大的變阻器，在限流式接法中，變阻器電阻較小而額定電流較大的變阻器，在限流式接法中，變阻器的阻值不能太小的阻值不能太小要點熱點探究要點熱點探究專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究 探究點一測量

9、性實驗探究點一測量性實驗電學測量性實驗的核心是電阻的測量，如定值電阻、電流表電學測量性實驗的核心是電阻的測量，如定值電阻、電流表和電壓表內阻、電源內阻的測量電阻測量的基本原理是部分電和電壓表內阻、電源內阻的測量電阻測量的基本原理是部分電路歐姆定律或閉合電路歐姆定律，具體測量的主要方法有伏安法、路歐姆定律或閉合電路歐姆定律，具體測量的主要方法有伏安法、半偏法、替換法等半偏法、替換法等專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究例例1 1現(xiàn)要測量某小量程電流表的內阻，其內阻在現(xiàn)要測量某小量程電流表的內阻，其內阻在5 8 之間，可選用的器材如下：之間，可選用的器材如下：A待測電流表待測電流表A(量程量

10、程10 mA)；B電壓表電壓表V1(量程量程0.3 V，內阻約，內阻約500 )；C電壓表電壓表V2(量程量程3 V，內阻約，內阻約3 k)；D滑動變阻器滑動變阻器R1(最大電阻最大電阻10 )；E滑動變阻器滑動變阻器R2(最大電阻最大電阻500 )；F定值電阻定值電阻R3(阻值阻值10 )；G電源電源E(電動勢電動勢3 V); 專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究H開關開關S及導線若干及導線若干要求測量結果盡可能精確且電流表、電壓表的示數(shù)能從零開要求測量結果盡可能精確且電流表、電壓表的示數(shù)能從零開始調節(jié)始調節(jié)(1)器材應選用器材應選用_(填器材序號字母填器材序號字母)；(2)在虛線框內

11、畫出實驗電路圖并標明符號；在虛線框內畫出實驗電路圖并標明符號；專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(3)電流表電流表A內阻的表達式為內阻的表達式為RA_，式中各符，式中各符號的物理意義為號的物理意義為_例例1(1)ABDEFGH(2)如圖所如圖所示示(3)R3U為電壓表讀數(shù)為電壓表讀數(shù)I為電流表讀數(shù)為電流表讀數(shù)專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究【點評】【點評】 本題通過給電流表串聯(lián)一個定值電阻本題通過給電流表串聯(lián)一個定值電阻R3解決了解決了電流表和電壓表量程不匹配的問題，這是電學實驗設計中一電流表和電壓表量程不匹配的問題，這是電學實驗設計

12、中一個常用的手法另外，常見的解決量程不匹配問題的方法就個常用的手法另外，常見的解決量程不匹配問題的方法就是進行電表改裝本題是一道測電阻的題目，下面的變式題是進行電表改裝本題是一道測電阻的題目，下面的變式題則是一道測電動勢則是一道測電動勢E和內阻和內阻r的題目的題目專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究20112011浙江卷浙江卷 為測量一電源的電動勢及內阻，為測量一電源的電動勢及內阻，(1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9 V的電壓的電壓表表A量程為量程為1 V、內阻大約為、內阻大約為1 k的電壓表的電壓表V1B量程為量程為2 V、內阻大約為、內阻

13、大約為2 k的電壓表的電壓表V2C量程為量程為3 V、內阻為、內阻為3 k的電壓表的電壓表V3選擇電壓表選擇電壓表_串聯(lián)串聯(lián)_k的電阻可以改裝成的電阻可以改裝成量程為量程為9 V的電壓表的電壓表專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(2)利用一個電阻箱、一只開關、若干導線和改裝好的電壓利用一個電阻箱、一只開關、若干導線和改裝好的電壓表表(此表用符號此表用符號V1、V2或或V3與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表想電壓表)，在虛線框內畫出測量電源電動勢及內阻的實驗原理，在虛線框內畫出測量電源電動勢及內阻的實驗原理電路圖電路圖(3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進行

14、實驗，讀出電壓表示數(shù)為根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗，讀出電壓表示數(shù)為1.50 V時，電阻箱的阻值為時，電阻箱的阻值為15.0 ；電壓表示數(shù)為；電壓表示數(shù)為2.00 V時，電時，電阻箱的阻值為阻箱的阻值為40.0 ，則電源的電動勢，則電源的電動勢E_V、內阻、內阻r_.專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究例例1變式題變式題(1)V3或或C6(2)如圖所示如圖所示(3)7.510專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究 探究點二探究性實驗探究點二探究性實驗例例2某實驗小組探究一種熱敏元件的電阻隨溫度變化的特某實驗小組探究一種熱敏元件的電阻隨溫度變

15、化的特性現(xiàn)有器材：直流恒流電源性現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定并且可讀出其大小并且可讀出其大小)、電壓表、待測元件、保溫容器、溫度計、開、電壓表、待測元件、保溫容器、溫度計、開關和導線等關和導線等(1)若用上述器材測量該元件的阻值隨溫度變化的特性，請你若用上述器材測量該元件的阻值隨溫度變化的特性，請你用筆連線畫出實物連接圖用筆連線畫出實物連接圖專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(2)實驗的主要步驟：實驗的主要步驟：正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調節(jié)并記錄電源輸出的

16、電流值；調節(jié)并記錄電源輸出的電流值；專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關，在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關，記錄記錄_和和_，斷開開關；，斷開開關；重復第重復第步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)(3)實驗小組測得該元件在不同溫度下的阻值并據(jù)此繪得實驗小組測得該元件在不同溫度下的阻值并據(jù)此繪得Rt關系圖線如圖關系圖線如圖5132所示，請根據(jù)圖線寫出該元件的所示，請根據(jù)圖線寫出該元件的Rt關關系式：系式：R_.專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(4)由以上方法測

17、得的電阻值比它的真實值偏由以上方法測得的電阻值比它的真實值偏_(5)如果實驗室提供的恒定電流源的輸出電流為如果實驗室提供的恒定電流源的輸出電流為65 mA，但沒，但沒有合適的電壓表，測量熱敏元件上的電壓應選用的器材為有合適的電壓表，測量熱敏元件上的電壓應選用的器材為_(填序號填序號)A電壓表電壓表V1：量程：量程3 V、內阻、內阻3 k，定值電阻，定值電阻R16 kB電壓表電壓表V2：量程：量程5 V、內阻、內阻5 k，定值電阻，定值電阻R210 kC電壓表電壓表V3：量程：量程10 V、內阻、內阻10 k，定值電阻，定值電阻R31 k專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究例例2(1)如圖

18、所示如圖所示(2)電壓表示數(shù)溫度計示數(shù)電壓表示數(shù)溫度計示數(shù)(3)1001.6t(4)小小(5)B專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究【點評】【點評】 本題是電學探究性實驗，測量方法相當于伏安本題是電學探究性實驗，測量方法相當于伏安法測電阻的外接法，利用電源能顯示電流的特性是本題的關法測電阻的外接法，利用電源能顯示電流的特性是本題的關鍵下面的變式題也是一道電學探究性實驗題目鍵下面的變式題也是一道電學探究性實驗題目專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究 2011江蘇卷江蘇卷 某同學利用如圖某同學利用如圖5133所示的實所示的實驗電路來測量電阻的阻

19、值驗電路來測量電阻的阻值專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(1)將電阻箱接入將電阻箱接入a、b之間，閉合開關適當調節(jié)滑動變之間，閉合開關適當調節(jié)滑動變阻器阻器R后保持其阻值不變改變電阻箱的阻值后保持其阻值不變改變電阻箱的阻值R，得到一組電，得到一組電壓表的示數(shù)壓表的示數(shù)U與與R的數(shù)據(jù)如下表：的數(shù)據(jù)如下表：請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖5134中作出中作出UR關系圖象關系圖象專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(2)用待測電阻用待測電阻Rx替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為2.00 V利利用用(1)中測繪的中測繪

20、的UR圖象可得圖象可得Rx_.(3)使用較長時間后，電池的電動勢可認為不變，但內阻增使用較長時間后，電池的電動勢可認為不變，但內阻增大若仍用本實驗裝置和大若仍用本實驗裝置和(1)中測繪的中測繪的UR圖象測定某一電阻，圖象測定某一電阻，則測定結果將則測定結果將_(選填選填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)現(xiàn)將一已知阻值現(xiàn)將一已知阻值為為10 的電阻換接在的電阻換接在a、b之間，你應如何調節(jié)滑動變阻器，便仍之間，你應如何調節(jié)滑動變阻器，便仍可利用本實驗裝置和可利用本實驗裝置和(1)中測繪的中測繪的UR圖象實現(xiàn)對待測電阻的準圖象實現(xiàn)對待測電阻的準確測定？確測定？專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究

21、例例2變式題變式題(1)如圖所示如圖所示(2)20(3)偏小改變滑動變阻器阻值，使電壓表讀數(shù)為偏小改變滑動變阻器阻值，使電壓表讀數(shù)為1.50 V專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究【解析】【解析】 (1)利用表格中的數(shù)據(jù)，采用描點作圖法作利用表格中的數(shù)據(jù)，采用描點作圖法作圖圖(2)根據(jù)所畫出的圖象，讀出電壓根據(jù)所畫出的圖象，讀出電壓2 V對應的電阻為對應的電阻為20 . (3)由閉合電路歐姆定律可知，內阻增大，則干路電流減小，電路由閉合電路歐姆定律可知，內阻增大，則干路電流減小，電路中電壓表的讀數(shù)就會減小，根據(jù)圖象，可知測量值偏?。粸榱酥须妷罕淼淖x數(shù)就會減小，根據(jù)圖象，可知測量值偏?。粸?/p>

22、了測量準確，需要增大電流，所以可減小滑動變阻器的阻值大小，測量準確，需要增大電流，所以可減小滑動變阻器的阻值大小，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，改變滑動變阻器阻值，使電壓表讀數(shù)為根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，改變滑動變阻器阻值，使電壓表讀數(shù)為1.50 V，就可以實現(xiàn)準確測量，就可以實現(xiàn)準確測量專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究 探究點三實驗創(chuàng)新與設計探究點三實驗創(chuàng)新與設計1實驗設計的基本思路實驗設計的基本思路2實驗的創(chuàng)新與設計應注意實驗的創(chuàng)新與設計應注意(1)加強對實驗思想方法加強對實驗思想方法(如模擬法、轉換法、放大法、替代如模擬法、轉換法、放大法、替代法等法等)的歸納，這樣在新的實驗情景下，才能設計合理的

23、實驗方的歸納，這樣在新的實驗情景下，才能設計合理的實驗方案；案；專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(2)克服思維定勢影響，加強對已掌握的實驗原理的理解克服思維定勢影響，加強對已掌握的實驗原理的理解和儀器的正確使用方法的訓練，才能在新情境下進行遷移利用；和儀器的正確使用方法的訓練，才能在新情境下進行遷移利用；(3)樹立創(chuàng)新意識，對教材中的實驗要想方設法從其他途樹立創(chuàng)新意識，對教材中的實驗要想方設法從其他途徑去完成徑去完成專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究例例3 2011全國卷全國卷 使用多用電表測量電阻時，多用電表內部使用多用電表測量電阻時，多用電表內部的電路可以等效為一個直流電

24、源的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池一般為電池)、一個電阻和一表、一個電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端現(xiàn)需要測量多頭相串聯(lián)，兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端現(xiàn)需要測量多用電表內電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為用電表內電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60 mA的電流表，電阻箱，導線若干實驗時，將多用電表調至的電流表，電阻箱，導線若干實驗時，將多用電表調至1 擋，調好零點；電阻箱置于適當數(shù)值完成下列填空：擋，調好零點；電阻箱置于適當數(shù)值完成下列填空：(1)儀器連線如圖儀器連線如圖5135所示所示(a和和b是多用電表的兩個表是多用電表的兩個表

25、筆筆)若兩電表均正常工作，則表筆若兩電表均正常工作，則表筆a為為_(選填選填“紅紅”或或“黑黑”)色色專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(2)若適當調節(jié)電阻箱后，圖若適當調節(jié)電阻箱后，圖5135中多用電表、電流中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖表與電阻箱的示數(shù)分別如圖5136甲、乙、丙所示，則多用甲、乙、丙所示，則多用電表的讀數(shù)為電表的讀數(shù)為_，電流表的讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為_mA，電，電阻箱的讀數(shù)為阻箱的讀數(shù)為_.專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究(3)將圖將圖5135中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為電表的電流為_mA.(保留保留3位有效數(shù)字位有效數(shù)字)(4)計算得到多用電表內電池的電動勢為計算得到多用電表內電池的電動勢為_V.(保留保留3位有效數(shù)字位有效數(shù)字)專題十三專題十三 要點熱點探究要點熱點探究例例3(1)黑黑(2)14.053.0 4.6(3)102(4)1.54【解析】【解析】(1)歐姆表的內部有電源，黑表筆與高電勢端相歐姆表的內