高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題十四 必考 電學(xué)實(shí)驗(yàn)課件

專題十四 必考電學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)電路圖(如圖1所示) 實(shí)驗(yàn)九 測繪小燈泡的伏安特性曲線(1)測多組小燈泡的U、I的值，并繪出IU圖象；(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和 的關(guān)系.圖1 答 案 溫度 2.電流表內(nèi)接法與外接法的比較 答 案 電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測UxUA電壓表分流I測IxIV電阻測量值R測 RxRARx測量值 真實(shí)值R測 Rx測量值 真實(shí)值適用條件R ARx RVRx大于小于 3.滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較 答 案 滑動變阻器的接法限流式分壓式兩種接法的電路圖負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍 _ U E 0 U E負(fù)載R上電流的調(diào)節(jié)范圍_ I 0 I 4.滑動變阻器兩種接法的適用條件 答 案 (1)限流式接法適合測量阻值較 的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小).(2)分壓式接法適合測量阻值較 的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大).5.實(shí)驗(yàn)器材小燈泡“ 3.8 V0.3 A”、電壓表“ 03 V15 V”、電流表“ 00.6 A3 A”、 、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆.小大滑動變阻器 6.實(shí)驗(yàn)器材選取 答 案 (1)原則：安全；精確；操作方便.(2)具體要求電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流.干電池中電流一般不允許超過0.6 A.用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流.電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值.電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 以上.從便于操作的角度來考慮，限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器，分壓式接法要選用較小阻值的滑動變阻器.13 7.實(shí)驗(yàn)步驟(1)畫出電路圖(如圖2甲所示).圖2 答 案 (2)將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖乙所示的實(shí)物電路.(3)測量與記錄移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中.(4)數(shù)據(jù)處理在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標(biāo)系.在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn).將描出的點(diǎn)用 的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線.平滑 8.注意事項(xiàng) 答 案 (1)電路的連接方式：電流表應(yīng)采用接法：因?yàn)樾襞?3.8 V，0.3 A)的電阻很小，與量程為0.6 A的電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大.滑動變阻器應(yīng)采用 接法：目的是使小燈泡兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化.外分壓式 (2)閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應(yīng)移到使小燈泡分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉合時(shí)小燈泡的電壓能從零開始變化，同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲.(3)IU圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U1.0 V左右繪點(diǎn)要密，以防出現(xiàn)較大誤差. 解 析 答 案 例1(2016浙江4月選考模擬)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定電壓為2.5 V、電流為0.3 A.圖3(1)部分連線的實(shí)物照片如圖3甲所示，請?jiān)趫D中完成實(shí)物連接圖.解析如圖所示.答案見解析圖 解 析 答 案 (2)某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.18 A，電壓表的指針如圖乙所示，則電壓為_ V，此時(shí)小燈泡的功率是_ W.解析電壓表的示數(shù)為1.50 V；功率PUI0.27 W.1.50 0.27 (3)正確測量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的_(填字母).A B C D解析溫度變高，電阻率變大，所以答案為C. 解 析 1.小亮同學(xué)為研究某電學(xué)元件(最大電壓不超過2.5 V，最大電流不超過0.55 A)的伏安特性曲線，在實(shí)驗(yàn)室找到了下列實(shí)驗(yàn)器材：A.電壓表(量程3 V，內(nèi)阻6 k)B.電壓表(量程15 V，內(nèi)阻30 k)C.電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻0.5 )D.電流表(量程3 A，內(nèi)阻0.1 )E.滑動變阻器(阻值范圍05 ，額定電流為0.6 A)F.滑動變阻器(阻值范圍0100 ，額定電流為0.6 A)G.直流電源(電動勢E3 V，內(nèi)阻不計(jì))H.開關(guān)、導(dǎo)線若干. 變式題組 答 案 該同學(xué)設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示電學(xué)元件上的電流和電壓).I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00(1)為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表選_；電壓表選_；滑動變阻器選_.(以上均填寫器材代號)CAE 解 析 解析從表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電流測量值I的范圍為00.50 A，電壓測量值U的范圍為02.00 V，因此電流表應(yīng)選C，電壓表應(yīng)選A.因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)要測量多組(U，I)值，需使電壓U連續(xù)變化，因此，滑動變阻器應(yīng)接成分壓式，故選阻值較小的滑動變阻器E. 解 析 答 案 (2)請?jiān)谔摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.答案見解析圖 圖4 答 案2.(2016浙江10月學(xué)考18)做“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)，要求采用分壓電路，電流表外接.小王的連接如圖4甲所示，閉合開關(guān)S前請老師檢查，老師指出圖中標(biāo)示的、兩根連線有一處錯(cuò)誤，錯(cuò)誤連線是_ (填“”或“” )；圖中標(biāo)示的、和三根連線有一處錯(cuò)誤，錯(cuò)誤連線是_(填“” “”或“” ).小王正確連線后，閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器滑片C移到_處(填“ A”或“ B” ).閉合開關(guān)S，此時(shí)電壓表讀數(shù)為_V.緩慢移動滑片C至某一位置時(shí)，電流表指針如圖乙所示，電流表的示數(shù)為_A. 解 析甲乙A00.32 解析本實(shí)驗(yàn)的電路圖如下：應(yīng)該采用分壓式、外接法，所以、兩根導(dǎo)線有問題.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)為了保證實(shí)驗(yàn)儀器的正常使用，需要將C撥到最左端，即A處，開關(guān)閉合后，電壓表讀數(shù)為0 V.圖乙中電流表的讀數(shù)為0.32 A(不需要估讀). 一、歐姆表原理(多用電表測電阻原理)1.構(gòu)造：如圖5所示，歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成. 實(shí)驗(yàn)十 練習(xí)使用多用電表圖5 歐姆表內(nèi)部：電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián).外部：接被測電阻Rx.全電路電阻R總RgRrRx.2.工作原理：閉合電路歐姆定律I . 答 案 3.刻度的標(biāo)定：紅、黑表筆短接(被測電阻Rx0)時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R，使IIg，電流表的指針達(dá)到滿偏，這一過程叫歐姆調(diào)零.(1)當(dāng)IIg時(shí)，Rx0，在滿偏電流Ig處標(biāo)為“ ” .(圖甲)(2)當(dāng)I0時(shí)，Rx ，在I0處標(biāo)為“ ” .(圖乙)(3)當(dāng)I 時(shí)，RxRgRr，此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值，Rx叫電阻.(圖丙) 0中值 二、多用電表1.多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個(gè)量程.2.外形如圖6所示：上半部為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項(xiàng)目和量程.圖6 3.多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“ 0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔( 表筆插入“”插孔， 表筆插入“”插孔). 答 案 紅黑 三、多用電表的使用1.多用電表測電流的方法及讀數(shù)(1)選擇直流電流擋合適的量程.(2)將被測電路導(dǎo)線卸開一端，把多用電表串聯(lián)在電路中.注意使電流從紅表筆流入電表.(3)讀數(shù)時(shí)，首先要認(rèn)清刻度盤上的最小刻度.2.多用電表測電壓的方法及讀數(shù)(1)選擇直流電壓擋合適的量程.(2)將電表與被測電路并聯(lián)，注意紅表筆接觸點(diǎn)的電勢要比黑表筆高.(3)讀數(shù)時(shí)，首先要認(rèn)清刻度盤上的最小刻度. (2)選擋時(shí)若無法估計(jì)待測電阻的大小，則應(yīng)將選擇開關(guān)旋到“100”擋，歐姆調(diào)零后，將紅、黑表筆分別接到電阻兩端，若指針偏角太小，則逐漸增大量程，直到指針指到中值電阻附近為止.6.測量二極管的正反向電阻：二極管是一種半導(dǎo)體元件，如圖7所示，它的特點(diǎn)是電流從正極流入時(shí)電阻很小，而從正極流出時(shí)電阻較大.圖7 四、數(shù)據(jù)處理1.測電阻時(shí)，電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積.指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字.2.測電壓和電流時(shí)，如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.01等，讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等，讀數(shù)時(shí)只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可. 五、注意事項(xiàng)1.多用電表使用“七注意”：(1)使用前要機(jī)械調(diào)零.(2)兩表筆在使用時(shí)，電流總是“紅入黑出” .(3)選擇開關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流還是電阻，還要分清是交流還是直流.(4)電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋.(5)刻度線有三條：上為電阻專用，中間為直流電壓、交流、共用，下為交流2.5 V專用. (6)測電阻時(shí)：待測電阻與電路、電源一定要斷開.兩手一定不要同時(shí)接觸兩筆金屬桿.指針指中值附近較準(zhǔn)，否則換擋.每換一擋必須重新歐姆調(diào)零.讀出示數(shù)要乘以倍率.(7)使用完畢，選擇開關(guān)要置于“ OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應(yīng)取出電池. 2.表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“”孔，黑表筆插入“”孔，注意電流的實(shí)際方向.3.區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)” .機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“ 0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“ 0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕.4. 在研究二極管的單向?qū)щ娦詴r(shí)，切記在二極管正向?qū)ǖ那闆r下電路中必須連有燈泡或其他用電器，不能只連接一個(gè)二極管，否則極易燒壞二極管. 例2(1)用如圖8所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量： 解 析圖8 旋動部件_，使指針對準(zhǔn)電流的“ 0”刻線.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“100”的位置.將插入“” “”插孔的兩表筆短接，旋動部件_，使指針對準(zhǔn)電阻的_(填“ 0刻線”或“ 刻線” ).ST 0刻線 答 案 解析用多用電表測量電阻時(shí)，在測量之前就要觀察指針是否在零刻度線上，若指針不在零刻度線上，則用螺絲刀小心轉(zhuǎn)動調(diào)零螺絲S，使指針對準(zhǔn)電流的“ 0”刻線.然后轉(zhuǎn)動選擇開關(guān)K，選擇量程，再將兩表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕T，使得指針對準(zhǔn)滿偏刻度(即電阻的“ 0”刻線)，接下來才能將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接，測量被測電阻的阻值.若在測量過程中，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，表明被測的電阻阻值很大，這時(shí)要換用更高倍率的擋位，例如，本題就要從“100”擋位更換到“1 k”的位置. (2)用多用電表進(jìn)行了幾次測量，指針分別處于a和b的位置，如圖9所示.若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中所指的擋位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少？請?zhí)钤诒砀裰? 解 析 答 案 指針位置選擇開關(guān)所處擋位讀數(shù)a直流電流100 m A _ m A直流電壓2.5 V _ Vb電阻100 _ 圖9 解析直流電流100 m A擋讀中間部分“ 010”一排，最小分度值為2 m A估讀到1 m A就可以了；直流電壓2.5 V擋讀“ 0250”一排，最小分度值為0.05 V估讀到0.01 V就可以了；電阻“100”擋讀第一排，測量值等于表盤上讀數(shù)“ 3.7”乘以倍率“ 100” .答案指針位置選擇開關(guān)所處擋位讀數(shù)a直流電流100 m A 22 m A直流電壓2.5 V 0.55 Vb電阻100 370 3.(2015浙江選考模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中： 變式題組圖10 (1)用多用電表測量某一電學(xué)元件，多用電表的選擇開關(guān)旋至如圖10所示.操作正確，表盤指針如圖11所示，則該電學(xué)元件阻值為_ 圖11 解 析 答 案解析根據(jù)指針?biāo)肝恢眉斑x擇開關(guān)所選擋位，可得該電學(xué)元件的阻值為30100 3 000 . 3 000 (2)(單選)該電學(xué)元件可能是_.A.一個(gè)阻值未知的電阻B.“ 220 V,15 W”的白熾燈C.“ 220 V,100 W”的白熾燈 解 析 4.(2016紹興市9月選考)在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中(1)某同學(xué)欲測量一節(jié)干電池的電壓，下述操作正確的是_(填字母).A.歐姆調(diào)零、選擇擋位、表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)、讀數(shù)B.機(jī)械調(diào)零、選擇擋位、表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)、讀數(shù)C.選擇擋位、機(jī)械調(diào)零、表筆接觸電池兩極(其中黑表筆接觸正極)、讀數(shù)D.選擇擋位、歐姆調(diào)零、表筆接觸電池兩極(其中黑表筆接觸正極)、讀數(shù) 解 析解析多用電表測電壓，應(yīng)先機(jī)械調(diào)零，再選擇電壓擋位，還需使電流從紅表筆流入電壓表，黑表筆流出，所以應(yīng)選擇B. 解 析 答 案 (2)該同學(xué)欲測量如圖甲所示插座的電壓，則應(yīng)把多用電表的選擇開關(guān)打到如圖乙所示的_位置.(選填A(yù)、B、C、Q字母)解析插座電壓大約為220 V，且是交流電，所以多用電表選擇開關(guān)應(yīng)打到交流250 V，即應(yīng)打到圖乙所示的H位置.答案見解析 (3)經(jīng)過正確操作后，電表指針指向如圖丙所示，則插座的電壓為_V.圖12解析根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則，電壓表示數(shù)，即插座電壓應(yīng)為200.0 V.答案見解析 解 析 答 案 1.實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)電路圖(1)實(shí)驗(yàn)電路(如圖13所示) 實(shí)驗(yàn)十一 測定電池的電動勢和內(nèi)阻圖13 (2)實(shí)驗(yàn)依據(jù)：閉合電路歐姆定律.(4)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖14所示.圖14圖線與縱軸交點(diǎn)為；圖線與橫軸交點(diǎn)為I短 ；圖線的斜率表示r .E 答 案 2.實(shí)驗(yàn)器材電池、電壓表、電流表、 、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺.3.基本操作(1)電流表用 A的量程，電壓表用 V的量程，按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好電路.(2)把滑動變阻器的滑片移到使阻值最的一端.(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I 1，U1).用同樣的方法再測量幾組I、U值，填入表格中.(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材. 答 案滑動變阻器0.6 3大 4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求E、r的處理方法(1)列多個(gè)方程組求解，再求E、r的平均值.(2)圖象法處理：以路端電壓U為縱軸，干路電流I為橫軸，建坐標(biāo)系、描點(diǎn)、連線，縱軸截距為電動勢E，直線斜率k的絕對值為內(nèi)阻r.5.注意事項(xiàng)(1)為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較的舊電池.(2)電流不要過大，應(yīng)小于0.5 A，讀數(shù)要快.(3)要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，變化范圍要大些.(4)若UI圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，內(nèi)阻應(yīng)根據(jù)r 確定.(5)電流表要內(nèi)接(因?yàn)閞很小). 答 案 大 例3采用如圖15所示的電路“測定電池的電動勢和內(nèi)阻” .(1)除了選用圖16中的部分器材外，_(填選項(xiàng))； 解 析圖15圖16A.還需要電壓表B.還需要電流表C.還需要學(xué)生電源D.不再需要其他器材解析根據(jù)所給的電路圖知所給的器材中缺少電壓表，故A項(xiàng)正確； (2)測量所得數(shù)據(jù)如下： 解 析 答 案 測量次數(shù)物理量 1 2 3 4 5 6R/ 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43用作圖法求得電池的內(nèi)阻r_； 答案如圖所示(0.750.10) (3)根據(jù)第5次所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA_.解析電壓表測得的是電阻箱和電流表消耗的電壓和，因此電流表的電阻等于電壓表示數(shù)除電流表示數(shù)再減去電阻箱的阻值，即為0.22 .0.22 解 析 答 案 解 析 答 案 5.(2015浙江10月選考18)某實(shí)驗(yàn)小組做“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路如圖17所示：(1)電流表示數(shù)如圖18所示，則電流為_ A. 變式題組圖17圖18解析由圖可知，電流表示數(shù)約為0.2 A0.022.5 A0.25 A.0.25 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得UI圖象如圖19所示，則電動勢E_ V，內(nèi)阻r_ .圖19 解 析 答 案 1.430.75 6.在測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖20所示的實(shí)物電路.圖20 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到_(填“最大值” “最小值”或“任意值” ). 解 析 答 案 解析實(shí)驗(yàn)時(shí)，為保護(hù)電壓表，應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)到最大，此時(shí)電壓表兩端電壓最小.最大值 (2)改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R010 的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是_(填“ 1”或“ 2” ). 解 析 答 案 方案編號電阻箱的阻值R/1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.02 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0解析電壓表的量程為3 V，故電阻箱兩端的最小電壓約為6 V.根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知， ，電阻箱阻值的最小值為20 .在實(shí)驗(yàn)時(shí)，為減小讀數(shù)誤差，所用電表的指針偏角一般不小于其量程的 ，當(dāng)電壓表量程為1 V時(shí)，由 ，得R80 .所以選擇方案2較合理.2 解 析 答 案