高考物理二輪專題復習 第1部分 專題知識攻略 1513 電學實驗課件 新人教版

第第13講電學實驗講電學實驗 一、電學測量儀器的使用與讀數 1電流表、電壓表、歐姆表的比較 2.多用電表使用“四注意” (1)極性：從電表外部看，電流應從紅表筆(“”極)流入電表，從黑表筆(“”極)流出電表 (2)功能：利用多用電表測電壓和電流時，選擇開關對應的是電表的量程；而測電阻時，選擇開關對應的是倍率 (3)調零：測量電阻時，要進行兩次調零：機械調零和歐姆調零“機械零點”在表盤刻度左側“0”位置，調整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點”在表盤刻度的右側電阻刻度“0”位置，調整的是歐姆調零旋鈕 (4)保護：測電阻時，應把被測電阻從電路中拆下測量；多用電表長期不用時，必須取出表內的電池 二、電流表內外接法的比較與選擇 三、滑動變阻器接法的選擇 四、實物連線注意事項 1畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖依次到開關，再到滑動變阻器，按順序以單線連接方式將主電路中串聯的元件依次串聯起來；其次將要并聯的元件再并聯到電路中去 2連線時要使導線接在接線柱上，兩條導線不能交叉 3要注意電表的量程和正負接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負接線柱流出. 例1如圖甲為多用電表的示意圖，現用它測量一個阻值約為20 的電阻，測量步驟如下：熱點熱點1多用電表的使用及讀數多用電表的使用及讀數 (1)調節(jié)_，使電表指針對準_的“0”刻線(選填“電阻”或“電流”) (2)將選擇開關旋轉到“”擋的_位置(選填“1”“10”“100”或“1 k”) (3)將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔，并將兩表筆短接，調節(jié)_，使電表指針對準_(選填“電阻”或“電流”)的“0”刻線 (4)將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸，若電表讀數如圖乙所示，該電阻的阻值為_. (5)測量完畢，將選擇開關旋轉到“OFF”位置 解析(1)將選擇開關撥到歐姆擋前，先進行機械調零方法是調節(jié)定位螺絲，使電表指針指在電流為零的刻線位置 (2)用多用電表測20 的電阻時，要把選擇開關旋轉到“”擋“1”的位置 (3)將紅、黑表筆短接，進行歐姆調零調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指在“”擋的零刻線上 (4)由乙圖讀出該電阻的阻值為19 . 答案(1)定位螺絲電流(2)1(3)調零旋鈕電阻(4)19 【借題發(fā)揮】 多用電表使用“五步”法 (1)選倍率，一般要選擇比被測電阻的估計值低一個數量級的倍率，如估計值為200 就應該選10的倍率 (2)進行歐姆調零 (3)將紅、黑表筆接在被測電阻兩端進行測量 (4)將指針示數乘以倍率，得測量值 (5)測量結束后，將選擇開關扳到OFF或交流電壓最高擋 特別注意：用歐姆擋測電阻時，如果指針偏轉角度太小(即指針所指的歐姆刻度值太大)，應該適當增大倍率重新調零后再測量；如果指針偏轉角度太大(即指針所指的歐姆刻度值太小)，應該適當減小倍率重新調零后再測量 例2(2014年西安高三聯考)牛小曼同學對紐扣鋰電池的特性進行了實驗探究，該電池的內阻約為1 k，電動勢標稱值為3 V為了測定其電動勢和內阻，除待測電池外，還備有如下器材： A電壓表V1：量程為3 V、內阻約為100 k B電壓表V2：量程為4 V、內阻約為10 M C電流表A1：量程為3 A、內阻約為8 D電流表A2：量程為0.6 A、內阻約為50 E定值電阻R1：1 k F定值電阻R2：30 k G滑動變阻器：05 k H開關、導線若干熱點熱點2實驗器材的選取和電路的設計實驗器材的選取和電路的設計 (1)為了較準確測量，電表應選用_、_；定值電阻選用_；(填器材前的編號) (2)請在虛線框內畫出實驗電路 解析(1)因為紐扣鋰電池短路電流I03 mA，兩個電流表量程太大，電壓表V1測R1的最大電流恰好為3 mA.所以電表采用電壓表A和B；定值電阻R2的阻值太大，與兩電表不匹配，所以定值電阻采用E； (2)量程大的電壓表V2測路端電壓，電壓表V1接在滑動變阻器兩端(電壓表V1接在定值電阻兩端也可)，電路如圖所示 答案(1)ABE(2)圖見解析(其他實驗電路合理也可) 【借題發(fā)揮】 選擇實驗儀器的三大原則 (1)安全性原則：要能夠根據實驗要求和客觀條件選用合適的儀器，使實驗切實可行，能達到預期目標另外還要注意測量儀器的量程，電阻類器件的電流不能超過允許通過的最大電流等 (2)精確性原則：根據實驗的需要，選用精度合適的測量工具，但對某個實驗來講，精確程度達到要求即可，并不是精度越高越好 (3)方便性原則：在不違反前兩個原則的前提下，盡量使測量電路簡單好接，測量中的調節(jié)控制操作方便 用分壓式接法時，滑動變阻器應該選用阻值較小的，而額定電流較大的 用限流式接法時，滑動變阻器應該選用阻值和被測電阻接近的，額定電流應大于被測電阻的額定電流 例3在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm. (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結果如圖所示，其讀數應為_mm(該值接近多次測量的平均值)熱點熱點3實物連接、數據處理及誤差分析實物連接、數據處理及誤差分析 (2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為：電池組(電動勢3 V，內阻約1 )、電流表(內阻約0.1 )、電壓表(內阻約3 k)、滑動變阻器R(020 ，額定電流2 A)、開關、導線若干 某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如下：由以上實驗數據可知，他們測量由以上實驗數據可知，他們測量Rx采用的是采用的是_(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)圖圖 (3)圖丙是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端請根據(2)所選的電路圖，補充完成圖丙中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞 (4)這個小組的同學在坐標紙上建立了U、I坐標系，如圖丁所示，圖中已標出了與測量數據對應的4個坐標點請在圖丁中標出第2、4、6次測量數據的坐標點，并描繪出UI圖線由圖線得到金屬絲的阻值Rx_(保留兩位有效數字) (5)根據以上數據可以估算出金屬絲電阻率約為_(填選項前的符號) A1102 mB1103 m C1106 m D1108 m (6)任何實驗測量都存在誤差本實驗所用測量儀器均已校準，下列關于誤差的說法中正確的選項是_(有多個正確選項) A用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時，由于讀數引起的誤差屬于系統誤差 B由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差 C若將電流表和電壓表的內阻計算在內，可以消除由測量儀表引起的系統誤差 D用UI圖象處理數據求金屬絲的電阻可以減小偶然誤差 (6)偶然誤差是隨機產生的，是不可預計的；系統誤差是由一些固有的因素(如測量方法的缺陷)產生的，理論上說系統誤差總是可以通過一定的手段來消除因此，讀數造成的誤差屬于偶然誤差，A錯誤；電表的內阻造成的誤差屬于系統誤差，是可以消除的，所以B錯誤，C正確用UI圖象處理數據，所作的圖線對測量數據起到取平均值的作用，從而減小偶然誤差的影響，D正確 答案(1)0.3950.399均可(2)甲(3)如圖 (4)如圖 434.7均可 (5)C(6)CD 【借題發(fā)揮】 1測定金屬的電阻率的數據處理 (1)測量多組電流、電壓值，求出對應的電阻后取平均值，不能對電流、電壓取平均值 (2)用圖象法求電阻，即作出UI圖象，由圖線的斜率求出電阻值在設定標度時要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要讓各點均勻分布在直線的兩側，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮 2測定金屬的電阻率的誤差分析 (1)金屬絲的直徑測量是產生誤差的主要來源之一 (2)采用伏安法測電阻時，電表的內阻會帶來系統誤差 (3)在測量長度、電流、電壓過程中，測量工具讀數時會帶來偶然誤差 (4)金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會使金屬絲的電阻率變大，造成測量誤差 熱點熱點4創(chuàng)新設計實驗探究創(chuàng)新設計實驗探究 (1)在圖中畫線連接成實驗電路圖 (2)完成下列主要實驗步驟中的填空： 按圖接線 保持開關S斷開，在托盤內加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細沙質量m1. 閉合開關S，調節(jié)R的值使電流大小適當，在托盤內重新加入適量細沙，使D_；然后讀出_，并用天平稱出_ 用米尺測量_ (3)用測得的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出B_. (4)判定磁感應強度方向的方法是：若_，磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向垂直紙面向里 【借題發(fā)揮】 (1)解決設計型實驗問題的關鍵是確定實驗原理，然后確定應當測量哪些物理量，如何安排實驗步驟，如何處理數據等電學設計型實驗常用的方法有： 轉換法：將不易測量的物理量轉換成可以(或易于)測量的物理量進行測量，然后再反求待測物理量的量值，這種方法叫轉換測量法(簡稱轉換法)如在測量金屬電阻率的實驗中，雖然無法直接測量電阻率，但通過測金屬絲的長度和直徑，并將金屬絲接入電路測出其電阻，然后再計算出它的電阻率 替代法：用一個標準的已知量替代被測量，通過調整標準量，使整個測量系統恢復到替代前的狀態(tài)，則被測量等于標準量 控制變量法：研究一個物理量與其他幾個物理量的關系時，要使其中一個或幾個物理量不變，分別研究這個物理量與其他各物理量的關系，然后再歸納總結如探究電阻的決定因素實驗 (2)在解決設計型實驗時，要注意條件的充分利用，如對于給定確切阻值的電壓表和電流表，電壓表可當作電流表使用，電流表也可當作電壓表使用，利用這一特點，可以拓展伏安法測電阻的方法，如伏伏法，安安法等.