高考物理二轮复习专题六物理实验电学实验.pptx
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1、第2讲电学实验-2-网络构建要点必备-3-网络构建要点必备分压式电路与限流式电路的区分与选择1.控制电路的比较-4-网络构建要点必备2.控制电路的选择(1)从节能的角度考虑,优先选用限流式。(2)以下三种情况必须用分压式:要求待测电路的U、I从0变化;R滑Rx;选用限流式,Ux、Ix过大(超过电流表量程,烧坏电表、电源或用电器等)。-5-121.(2017全国卷)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压表V(量程3V,内阻3k);电流表A(量程0.5A,内阻0.5);固定电阻R0(阻值1000);滑动变阻器R(阻值09.0);电源E(电
2、动势5V,内阻不计);开关S;导线若干。(1)实验要求能够实现在03.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。-6-12(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(选填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率(选填“增大”“不变”或“减小”)。图(a)-7-12(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为W,最大功率为W。(结果均保留2位小数)图(b)-8-12考点定位:研究小灯泡的伏安特性
3、曲线、闭合电路欧姆定律命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力物理学科素养点:实验探究解题思路与方法:将电源和电阻视为整体,利用闭合电路欧姆定律分析第(3)问。-9-12答案(1)(2)增大增大(3)0.391.17-10-12-11-12(3)当R=9时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体。U=E-I(R+r),故U=4V-10I,作图法找到灯泡功率Pmin=UI1.75V0.225A0.39W当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,故U=4V-1I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.65V0.32A1.17W。-12-122.(2016全国卷)某同学利用图(
4、a)所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99999.9),滑动变阻器R1(最大阻值50),滑动变阻器R2(最大阻值5k),直流电源E(电动势3V),开关1个,导线若干。实验步骤如下:按电路原理图(a)连接线路;将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;调节滑动变阻器,使电压表满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。-13-12回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器(选填“R1”或“R2”)。(2)根据图(a)所示电路将图(b)
5、中实物图连线。图(a)-14-12图(b)-15-12(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为(填正确答案标号)。A.100AB.250AC.500AD.1mA考点定位:测量电压表的内阻命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力物理学科素养点:实验探究解题思路与方法:电压表和电阻箱串联,利用串联电流的特点分析。-16-12答案(1)R1(2)如图所示(3)2520(4)D-17-12解析(1)滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器总阻
6、值越小,当被测电路的电阻变化时,分压电路输出电压的影响越小,滑动变阻器应选R1。(2)注意电源的正负极和电表的正负极之间的关系。(3)电压表和电阻箱的分压关系为20.5,当电阻箱阻值为630.0时,电压表内阻应为其阻值的4倍,即2520。(4)电压表的满偏电压为2.5V,电阻为2520,所以满偏电流为Ig=1mA,D选项正确。-18-12【命题规律研究及预测】高考试题每年都出现,实验原理、仪器的选择、电路的分析是高考的重点。在2019年的备考过程中要:(1)掌握基本仪器的原理和使用。(2)掌握基本的实验目的、原理和实验思想,如伏安法测电阻,电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式。(3)掌握处
7、理实验数据的基本方法,如图象法、平均值法等。涉及电源电动势和内阻的实验、电路故障分析的实物图的连接是2019年备考的重点。-19-考点一考点二考点三考点四实验仪器的读数与使用实验仪器的读数与使用(M)规律方法1.多用电表的读数电流表、电压表的刻度是均匀的,读数时应注意量程;欧姆表的刻度是不均匀的,读数时应乘以倍率。2.多用电表使用的几个注意事项(1)电流的流向:由于使用多用电表时不管测量什么,电流都要从电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,所以使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接的是黑表笔,负极接的是红表笔。(2)要区分“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度
8、左侧“0”位置,用表盘下边中间的指针定位螺丝调整;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,用欧姆调零旋钮调整。-20-考点一考点二考点三考点四(3)测电阻时每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零。(4)选倍率:测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不均匀,使用欧姆挡测电阻时,指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间的一段刻度范围。(5)测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表的表笔。(6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。-21-考点一考点二考点三考点四3.欧姆表刻度不均匀的原因当红、黑表笔短接时,调节滑动变阻器R0
9、(即欧姆调零),使灵敏电流计满偏,中值电阻(欧姆表内阻)R中=Rg+R0+r,当两表笔接入电阻Rx时,电阻Rx与电路中的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻度不均匀。-22-考点一考点二考点三考点四【典例1】(2017全国卷)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250A,内阻为480。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆100挡。图(a)-23-考点一考点二考点三考点四图(b)-24-考
10、点一考点二考点三考点四(1)图(a)中的A端与(选填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于R6的使用,下列说法正确的是(填正确答案标号)。A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=,R4=。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为;若此时B端是与“3”相连的,则读数为;若此时B端是与“5”相连的,则读数为。(结果均保留3位有效数字)-25
11、-考点一考点二考点三考点四思维点拨(1)明确欧姆表原理,知道内部电源的正极接黑表笔,负极接红表笔;(2)明确电路结构,知道欧姆挡中所接滑动变阻器只能进行欧姆调零;(3)根据给出的量程和电路进行分析,再结合串并联电路的规律即可求得各电阻的阻值;(4)明确电表的量程,确定最小分度,从而得出最终的读数。答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA或1.48mA11002.95V或2.96V-26-考点一考点二考点三考点四解析(1)根据电流从红表笔进入多用表,结合欧姆挡知,A与黑表笔相连。(2)在使用多用电表之前,调节机械定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置,A选项错;使用欧姆挡时
12、,将两表笔短接,调整R0进行欧姆调零,B选项正确;电流挡中电路与R6无关,C选项错。(3)当B端接“2”时,电流表的量程为1mA,此时,R1、R2串联后与表头并联,R1+R2承担的电流为I-Ig=0.75mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160;当B端接“4”时,电压表量程为1V,表头与R4串联,表头部分承担的电压Ug=IgRg=25010-6480V=0.12V,故R4承担的电压为0.88V,所以-27-考点一考点二考点三考点四(4)B端与“1”连接时,电流表最大量程为2.5mA,表盘上每1小格表示0.05mA,指针约在第29.6格,则电流表读数为1.48mA;B
13、端与“3”连接时,多用表为欧姆表,示数为R=11100=1100;B端与“5”连接时,多用表为量程5V的电压表,每1小格表示0.1V,则读数为2.96V。-28-考点一考点二考点三考点四1.(2018广东惠州三调)如图甲为多用电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻Rg=10、满偏电流Ig=10mA,当选择开关接3时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心,上排刻度线对应数值没有标出。-29-考点一考点二考点三考点四(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为;选择开关接3时其读数为。(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的
14、电动势,某同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;将多用电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使多用电表指针指在C处,此时电阻箱如图丙所示,则C处刻度应为。计算得到多用电表内电池的电动势为V。(保留2位有效数字)-30-考点一考点二考点三考点四答案(1)7.0mA175V(2)1501.5解析(1)选择开关接1时测电流,其分度值为0.2mA,示数为7.0mA;选择开关接3时测电压,其分度值为5V,其示数为175V;(2)由图丙所示电阻箱可知,电阻箱示数为:01000+1100+510+01=150;由图乙所示可知,指针指在C处时,
15、电流表示数为5mA=0.005A,C处电阻为中值电阻,则多用电表欧姆挡内阻为150,电源电动势E=IgR内=0.01150V=1.5V。-31-考点一考点二考点三考点四以测电阻为核心的实验以测电阻为核心的实验(含电表的改装含电表的改装)(H)规律方法电阻的测量实验是高考实验的热点,涉及的实验包括伏安法测电阻、多用电表测电阻、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量金属的电阻率、测量电流表或电压表的内阻等。主要考查电阻的测量电路设计、控制电路设计、器材的选取与实物连接、实验数据的处理与误差分析等。明确三个“选择”,电学实验难离它1.实验器材的选择(1)电源的选择:一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符
16、合需要的直流电源。(2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;电表的指针摆动的幅度较大,一般应使指针能达到半偏。-32-考点一考点二考点三考点四2.电流表内接法与外接法的选择-33-考点一考点二考点三考点四3.两种接法的判断(1)比值判断法-34-考点一考点二考点三考点四-35-考点一考点二考点三考点四4.分压电路与限流电路的选择以小控大用分压,相差无几用限流。即当滑动变阻器的阻值较小时,常采用分压电路;当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时,常采用限流电路。另外,必须采用分压电路的情况有三种:要求电压从零开始变化;滑动变阻器太小,不能
17、起到限流的作用;限流电路不能获取有区分度的多组数据。若两种电路均可,则采用限流式,因为限流式损耗功率小。-36-考点一考点二考点三考点四-37-考点一考点二考点三考点四(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1;(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表的示数U2;(4)待测电阻阻值的表达式Rx=(用R0、U1、U2表示);(5)重复步骤(3),得到如下数据:(6)利用上述5次测量所得的平均值,求得Rx=。(保留1位小数)-38-考点一考点二考点三考点四答案(1)实物连线如图-39-考点一考点二考点三考点四-40-考
18、点一考点二考点三考点四2.(2018全国卷)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程100A,内阻900);电阻箱R1(阻值范围0999.9);电阻箱R2(阻值范围099999.9);导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表,组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。(2)电阻箱的阻值应取R1=,R2=。(保留到个位)-41-考点一考点二考点三考点四答案(1)见解析图(2)1002910解析(1)微安
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- 高考 物理 二轮 复习 专题 实验 电学
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