二輪專題復(fù)習(xí)物理通用課件專題突破6物理實驗第2講電學(xué)實驗

1、第2講電學(xué)實驗,1.(2016全國卷，22)某同學(xué)用圖1中所給器材進行與安培力有關(guān)的實驗。兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方，S極位于兩導(dǎo)軌的正下方，一金屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直。,圖1,(1)在圖中畫出連線，完成實驗電路。要求滑動變阻器以限流方式接入電路，且在開關(guān)閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動。 (2)為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時具有更大的速度，有人提出以下建議： A.適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離 B.換一根更長的金屬棒 C.適當(dāng)增大金屬棒中的電流 其中正確的是_(填入正確選項前的標(biāo)號)。,解析(1)實物連線如圖所示。,答案(

2、1)見解析圖(2)AC,(a),實驗步驟如下 按電路原理圖2(a)連接線路； 將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S； 調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏； 保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V，記下電阻箱的阻值。 回答下列問題： (1)實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器_(填“R1”或“R2”)。,(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線。,(b) 圖2,(3)實驗步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內(nèi)阻為_(結(jié)果保留到個位)。 (4)如果此電壓表是由一個表

3、頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為_(填正確答案標(biāo)號)。 A.100 A B.250 A C.500 A D.1 mA,解析(1)本實驗測電壓表的內(nèi)阻，實驗中電壓表示數(shù)變化不大，則接入電阻箱后電路的總電阻變化不大，故需要滑動變阻器的最大阻值較小，故選R1可減小實驗誤差。 (2)滑動變阻器為分壓式，連接實物電路如圖所示：,答案(1)R1(2)見解析圖(3)2 520(4)D,3.(2016全國卷，23)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達到或超過60 時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為99

4、9.9 )，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 )，滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 )，單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。 在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 時阻值為650.0 。,(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。,圖3,(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器_(填“R1”或“R2”)。 (3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)： 電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為_；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_(填“a”或“b”)

5、端附近，不能置于另一端的原因是_。 將開關(guān)向_(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至_。 (4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。,(3)熱敏電阻為650.0 時，報警器開始報警，電阻箱的阻值也應(yīng)為650.0 ，實驗調(diào)試時，將開關(guān)置于c端，緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器，直到報警器開始報警。為防止通過報警器電流過大，造成報警器燒壞，應(yīng)使滑動變阻器的滑片置于b端。,答案(1)如圖所示,(2)R2 (3)650.0b接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞 c報警器開始報警,備 考 指 導(dǎo),【考情分析】,電學(xué)實驗每年必考。,【備考策

6、略】 (1)掌握基本儀器的原理和使用。 (2)掌握基本的實驗?zāi)康?、原理和實驗思想，如伏安法測電阻，電流表的內(nèi)、外接法及滑動變阻器的連接方式。 (3)掌握處理實驗數(shù)據(jù)的基本方法，如圖象法、平均值法等。,基本儀器使用與讀數(shù),規(guī) 律 方 法,電學(xué)實驗中的“兩尺”與“三表” (1)游標(biāo)卡尺,【特別提醒】讀數(shù)最后的“0”不能丟。如20分度的游標(biāo)卡尺上偶數(shù)條刻度線與主尺上的某一刻度線對齊或50分度的游標(biāo)尺上“5”的整數(shù)倍條刻度線與主尺上的某一刻度線對齊等。 讀數(shù)時兩次單位要統(tǒng)一，都用mm，最后根據(jù)題目要求轉(zhuǎn)換單位。 游標(biāo)卡尺不需要估讀。 (2)螺旋測微器(千分尺) 讀數(shù)方法：測量值固定刻度讀數(shù)0.01 m

7、m可動刻度讀數(shù)(一定要估讀)。 讀數(shù)時，要注意固定刻度上半毫米刻度線是否已經(jīng)露出。,(3)電流表和電壓表,(4)多用電表(歐姆表) 使用 a.機械調(diào)零：檢查表針是否停在左端的“0”位置； b.選取適當(dāng)倍率擋； c.歐姆調(diào)零：兩表筆相接，檢查表針是否停在右端的“0”位置； d.把兩表筆分別與待測電阻兩端相接，歐姆表的讀數(shù)乘以倍率即被測電阻的阻值； e.實驗結(jié)束后，將表筆拔出，并將選擇開關(guān)旋至OFF擋或交流電壓最高擋。,1.下面各圖均是用游標(biāo)卡尺測量時的示意圖，圖4甲中游標(biāo)卡尺為50分度游標(biāo)卡尺，圖乙為20分度游標(biāo)卡尺，圖丙為10分度游標(biāo)卡尺，它們的讀數(shù)分別為_；_；_。,精 典 題 組,圖4,解

8、析在圖甲中，主尺讀數(shù)為42 mm，游標(biāo)尺上第5條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于卡尺是50分度的，所以讀數(shù)為42 mm50.02 mm42.10 mm；在圖乙中，主尺讀數(shù)為63 mm，游標(biāo)尺上第6條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于卡尺是20分度的，所以讀數(shù)為63 mm60.05 mm63.30 mm；在圖丙中，主尺讀數(shù)為29 mm，游標(biāo)尺上第8條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于卡尺是10分度的，所以讀數(shù)為29 mm80.1 mm29.8 mm。 答案42.10 mm63.30 mm29.8 mm,2.如圖5所示為電壓表和電流表的刻度盤示意圖，指針位置分別如圖甲、乙所示。 (1)若使

9、用的是03 V量程的電壓表，讀數(shù)為_V。若使用的是015 V量程的電壓表，讀數(shù)為_V。 (2)若使用的是00.6 A量程的電流表，讀數(shù)為_A。若使用的是03 A量程的電流表，讀數(shù)為_A。,圖5,解析對于電壓表，當(dāng)選取03 V量程時，每小格為0.1 V，讀數(shù)為1.68 V，當(dāng)選取015 V量程時，每小格為0.5 V，讀數(shù)為8.4 V；對于電流表，當(dāng)選取00.6 A量程時，每小格為0.02 A，讀數(shù)為0.46 A，當(dāng)選取03 A量程時，每小格為0.1 A，讀數(shù)為2.30 A。 答案(1)1.688.4(2)0.462.30,3.某中學(xué)的實驗小組的成員在應(yīng)用多用電表測電阻。 (1)多用電表的表盤如圖

10、6所示，其中表盤上的三個重要的部件用三個字母A、B、C標(biāo)記了出來。該小組的成員在測量電阻時的操作過程如下：,圖6,在測量電阻前，首先進行的操作應(yīng)是機械調(diào)零，要調(diào)節(jié)部件_(填“A”“B”或“C”)，使多用電表的指針指在表盤最_(填“左”或“右”)端的零刻度線位置； 將旋鈕C調(diào)節(jié)到“100”的擋位； 將紅表筆插到_(填“”或“”)孔，黑表筆插到_(填“”或“”)孔，將兩表筆短接，調(diào)節(jié)部件_(填“A”“B”或“C”)，使多用電表的指針指在表盤最_(填“左”或“右”)端的零刻度線位置；,完成以上的操作后，將兩表筆與被測量的電阻良好接觸，多用電表的指針幾乎沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，為了減小測量的誤差，從下列選項中選

11、出正確的操作步驟，并進行正確的排序_，最后測出待測電阻的阻值。 A.用兩表筆與待測電阻相接觸 B.將兩表筆短接進行歐姆調(diào)零 C.將旋鈕C調(diào)節(jié)到“1”的擋位 D.將旋鈕C調(diào)節(jié)到“1k”的擋位,(2)該小組的成員將多用電表調(diào)節(jié)無誤后，在進行測量時，如果選用“100”的擋位測量某電阻的阻值，多用電表表盤的指針如圖7所示，則該電阻的阻值為_；如果選用100 mA直流電流擋測量電流，指針的偏轉(zhuǎn)如圖7所示，則該電流的大小為_；如果選用50 V的直流電壓擋測量電壓，指針的偏轉(zhuǎn)如圖7所示，則該電壓的大小為_。,圖7,解析(1)多用電表使用前要進行機械調(diào)零，使指針指向左邊的零刻度線處，使用中每次換歐姆擋都要進行

12、歐姆調(diào)零，使指針指向右邊的零刻度線處；由于測量電阻時，指針幾乎沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明需增大倍率，使指針指向中央刻度附近。 (2)若用“100”擋測電阻，讀數(shù)為16.0100 1 600 ；若用100 mA的直流電流擋測電流，讀數(shù)為4.810 mA48 mA；若用50 V的直流電壓擋測電壓，讀數(shù)為24.0 V。 答案(1)A左B右DBA (2)1 600 48 mA24.0 V,以測量電阻為核心的電學(xué)實驗(含電表的改裝),規(guī) 律 方 法,1.最常用的電阻測量方法 (1)“伏安法”有電壓表、電流表且電表量程恰當(dāng)時選擇“伏安法”。 (2)“安安法”電壓表不能用或沒有電壓表的情形下，若知道電流表內(nèi)阻，可以

13、將電流表當(dāng)作電壓表使用，即選擇“安安法”。 (3)“伏伏法”電流表不能用或沒有電流表的情況下，若知道電壓表內(nèi)阻，可以將電壓表當(dāng)作電流表使用，即選擇“伏伏法”。,(4)“伏安加R法”在運用伏安法測電阻時，由于電壓表或電流表的量程太小或太大，為了滿足安全、精確的要求，加保護電阻的方法就應(yīng)運而生，“伏安加R法”又叫做“加保護電阻法”。 (5)滑動變阻器限流式、分壓式接法的選擇 當(dāng)題中要求負(fù)載上電壓或電流從零開始調(diào)節(jié)時，應(yīng)采用分壓式接法； 當(dāng)題中要求測量精確度高且調(diào)節(jié)范圍大時，一般用分壓式接法；,當(dāng)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； 負(fù)載電阻的阻值小于滑動變阻器的總電阻或

14、相差不多，且電壓、電流不要求從零可調(diào)時，一般用限流式接法； 兩種接法均可使用時，優(yōu)先用限流式接法(節(jié)能)。 (6)電表的“三用”：如果知道電表的內(nèi)阻，電流表、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還可以作為定值電阻來用，即“一表三用”。,2.最為精確的電阻測量方法等效替代法 (1)電流等效替代,圖8,(2)電壓等效替代,圖9,3.電表內(nèi)阻測量最常用的方法半偏法 (1)用半偏法測電流表內(nèi)阻，如圖10所示，電阻箱應(yīng)和電流表并聯(lián)，然后與大電阻滑動變阻器串聯(lián)，R測R真。,圖10,(2)若測電壓表內(nèi)阻，如圖11所示，電阻箱應(yīng)和電壓表串聯(lián)，然后與小電阻滑動變阻器并聯(lián)，且R測R真。,圖11,1.某同學(xué)現(xiàn)利用圖

15、12甲所示的電路來測量一電阻Rx的阻值。,精 典 題 組,甲,(1)完成下列實驗步驟中的填空： 閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R和滑動變阻器R，使電流表指針指向一個適當(dāng)?shù)奈恢?。記下此時_和電阻箱的阻值R1，此時電阻箱的讀數(shù)如圖乙所示； 閉合開關(guān)S2，保持滑動變阻器的滑片位置不變，然后_，使_，記下此時電阻箱的讀數(shù)R2，此時電阻箱的讀數(shù)如圖丙所示； (2)在步驟中電阻箱的讀數(shù)為R1_；在步驟中電阻箱的讀數(shù)為R2_。,(3)電阻Rx的阻值為Rx_。,圖12,解析(2)由圖乙和圖丙可知R160 ，R280 。 (3)由于R1加上Rx在電路中所起的作用與R2相同(電流表指針指示同一位置)，則有

16、R1RxR2，故有RxR2R180 60 20 。 答案(1)電流表的示數(shù)I調(diào)節(jié)電阻箱R的電阻電流表的讀數(shù)仍然為I(2)6080(3)20,2.(2016福建漳州模擬)待測電阻Rx的阻值約為20 ，現(xiàn)要測量其阻值，實驗室提供器材如下： A.電流表A1(量程為150 mA，內(nèi)阻約為10 ) B.電流表A2(量程為20 mA，內(nèi)阻r230 ) C.電壓表V(量程為15 V，內(nèi)阻約為3 000 ) D.定值電阻R0100 E.滑動變阻器R1，最大阻值為5 ，額定電流為1.0 A F.滑動變阻器R2，最大阻值為5 ，額定電流為0.5 A G.電源，電動勢E4 V(內(nèi)阻不計) H.電鍵S及導(dǎo)線若干,(1

17、)為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大，測量準(zhǔn)確，測量時電表讀數(shù)不小于其量程的三分之一，請從所給的器材中選擇合適的實驗器材：_(均用器材前對應(yīng)的序號字母填寫)； (2)根據(jù)你選擇的實驗器材，請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx的最佳實驗電路圖并標(biāo)明元件符號；,(3)待測電阻的表達式為Rx_， 式中各符號的物理意義為_。,解析(1)由于電源電動勢為4 V，電壓表V量程為15 V，測量中電壓表示數(shù)達不到其量程的三分之一，故電壓表不能使用；可將電流表A2與定值電阻R0串聯(lián)當(dāng)作電壓表與電流表A1配合使用，用伏安法測量待測電阻阻值，由于改裝的電壓表內(nèi)阻已知，故電流表A1采用外接法，改裝的電壓表量程為20 mA130 2.6 V

18、，兩個滑動變阻器最大阻值均為5 ，無法起到限流作用，故滑動變阻器采用分壓式接法；此時考慮到干路最小電流約為0.8 A，故滑動變阻器只能選擇R1，經(jīng)過估算當(dāng)電流表A1滿偏時，電流表A2也正好滿偏，非常匹配，滿足電表讀數(shù)不小于其量程的三分之一。故器材選擇ABDEGH。,(2)如圖所示,3.在“描繪小燈泡的伏特性曲線”實驗中，某同學(xué)選中一個標(biāo)有“2.5 V0.6 W”字樣的小燈泡，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有下列器材可供選擇 電壓表V1，(量程15 V，內(nèi)阻約為6 k)； 電壓表V2(量程3 V，內(nèi)阻約為3 k)； 電流表A1(量程300 mA，內(nèi)阻約為1 )； 電流表A2(量程150 mA，內(nèi)阻約為2

19、)； 滑動變阻器R1(最大阻值為200 )； 滑動變阻器R2(最大阻值為10 )； 直流電源E1(電動勢為4.5 V，r10.8 )。 (1)實驗中電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選_。(填寫器材代號),(2)以下的四個電路中應(yīng)選用_選項中的電路圖進行實驗。,(3)做完上述實驗后，該同學(xué)接著用(2)中所選電路分別描繪了三個電學(xué)元件的伏安特性曲線，如圖13甲所示，圖線1、2、3分別是元件1、元件2、元件3的伏安特性曲線，則三個元件中屬于線性元件的是元件_(填寫元件代號)。然后他用如圖乙所示的電路給三個元件分別供電，并測出給元件1和元件2供電時的電流和電壓值，分別標(biāo)在圖甲上，它們是A點和B

20、點。已知R08.8 ，則該電源的電動勢E_V，內(nèi)電阻r_。這個電源給元件3供電時，元件3的電功率P_W。,圖13,答案(1)V2A1R2(2)A(3)13.01.20.2,以測量電源電動勢和內(nèi)阻為核心的電學(xué)實驗,規(guī) 律 方 法,1.電源電動勢和內(nèi)阻的測量方法,任何一種實驗方法。一定要緊扣閉合電路歐姆定律EUIr，而最關(guān)鍵的是看電路中如何測量出路端電壓U和電路中的總電流I，這也是命題專家命題時的入手點。,2.數(shù)據(jù)處理 利用圖象得出電動勢和內(nèi)阻是常見的方法，對于不同的電路設(shè)計，在作圖象時都要畫出傾斜直線，即得到有關(guān)電動勢和內(nèi)阻的一次函數(shù)關(guān)系，再利用圖象中的斜率與截距求解。當(dāng)電流表或電壓表量程不符合

21、實驗要求時，要考慮改裝電表進行測量，所以有時也會用兩個電流表或兩個電壓表來進行測量。,1.某物理興趣實驗小組的同學(xué)為了測量電動勢約為3 V的某電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗室可供選擇的實驗器材如下。 A.電壓表V1(03 V，RV110 k) B.電壓表V2(015 V，RV250 k) C.電流表A1(03 mA，Rg100 ) D.電流表A2(03 A，內(nèi)阻約為0.5 ) E.滑動變阻器R1(010 ) F.滑動變阻器R2(01 000 ) G.定值電阻R30.5 H.定值電阻R410 I.開關(guān)S以及導(dǎo)線若干,精 典 題 組,回答下列問題： (1)在設(shè)計本實驗時，為了減小實驗誤差，電壓表應(yīng)選_(

22、填器材前的序號)，為了操作方便，滑動變阻器應(yīng)選_(填器材前的序號)，通過分析可知電流表A1的量程太小、電流表A2的量程太大，該小組的同學(xué)想將電流表A1改裝成量程合適的電流表，則應(yīng)將電流表A1與定值電阻_(填器材前的序號)_(填“串”或“并”)聯(lián)，改裝后的電流表的量程應(yīng)為_A；,(2)請設(shè)計合適的電路圖測量電源的電動勢和內(nèi)阻，畫在如圖14甲所示的虛線框內(nèi)；,圖14,(3)該實驗小組的同學(xué)利用所設(shè)計的電路得到多組數(shù)據(jù)，以電流表A1的示數(shù)為橫坐標(biāo)、電壓表的示數(shù)為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，并將各組數(shù)據(jù)描繪在該坐標(biāo)系中，得到的UI圖象如圖乙所示，則該電源的電動勢E_V，內(nèi)阻r_。(結(jié)果保留兩位小數(shù)),答案(1)

23、AEG并00.603(2)如圖所示 (3)2.961.67,圖15,(2)將明顯錯誤的點舍掉，畫線時應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，不能落在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，如圖所示。,由圖可知，斜率k0.004 4 V11，圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為b0.70 V1；,創(chuàng)新設(shè)計型電學(xué)實驗,規(guī) 律 方 法,對于設(shè)計性實驗，要注意從原理出發(fā)找方法，選器材，定方案。高考中，對設(shè)計性實驗的考查，一般不直接采用課本上的設(shè)計方案，但是其設(shè)計技能均取材于課本中的必考實驗并結(jié)合生活實際，因此考生要對課本上的每一個實驗做到心中有數(shù)。,1.(2016福建省畢業(yè)班質(zhì)量檢查)國標(biāo)(GB/T)規(guī)定自來水在15 時電阻率應(yīng)大于

24、13 m。某同學(xué)利用圖16電路測量15 自來水的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管，細(xì)管上加有閥門K以控制管內(nèi)自來水的水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞(活塞電阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移動。實驗器材還有：電源(電動勢約為3 V，內(nèi)阻可忽略)，電壓表V1(量程為3 V，內(nèi)阻很大)，電壓表V2(量程為3 V，內(nèi)阻很大)，定值電阻R1(阻值4 k)，定值電阻R2(阻值2 k)，電阻箱R(最大阻值9 999 )，單刀雙擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺。,精 典 題 組,圖16 實驗步驟如下： A.用游標(biāo)卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑d； B.向玻璃管內(nèi)注滿自來水，并用刻度尺測量水柱長度L； C.把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數(shù)； D.把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R； E.改變玻璃管內(nèi)水柱長度，重復(fù)實驗步驟C、D，記錄每一次水柱長度L和電阻箱阻值R； F.斷開S，整理好器材。,(1)測玻璃管內(nèi)徑d時游標(biāo)