高中物理第2輪復習 專題6 第2講 電學實驗課件

一 、 電 學一 、 電 學測量儀器的使測量儀器的使用與讀數(shù)用與讀數(shù) 1電流表、電壓表、 歐 姆表的比較 2.多用電表歐姆擋的使用 (1)電流的流向：由于使用多用電表時不管測量項目是什么，電流都是從電表的“+”插孔(紅表筆)流入，從“-”插孔(黑表筆)流出，所以使用歐姆擋的時候，多用電表內部電池的正極接的是黑表筆，負極接的是紅表筆 (2)要區(qū)分“機械調零”與“歐姆調零” (3)選倍率：測量前應根據(jù)估計阻值選用適當?shù)膿跷?，由于歐姆擋刻度的非線性，使用歐姆擋測電阻時，表頭指針偏轉過大或過小都有較大誤差通常只使用表盤中間一段刻度范圍 二、電流表內外接法的比較與選擇二、電流表內外接法的比較與選擇00000() 12.VxVxxAxAxAVxxxRRRRRRRRRR RRRRRRRRR 怎樣選擇實驗電路 電流表內外接法若，選擇內接法；若，選擇外接法 若被測電阻的大小無法直接判定時，先求臨界電阻，若，選擇內接法；，選擇外接法；，內外接法均可 三、滑動變阻器的使用三、滑動變阻器的使用 1滑動變阻器的限流接法與分壓接法分別如圖6-2-1甲、乙所示圖6-2-1 2兩種接法的特點如下表： 若滿足以下條件則必須選用分壓式接法 要求回路中某部分電路電流或電壓實現(xiàn)從零開始可連續(xù)調節(jié)時，必須采用分壓接法 當用電器的電阻RL遠大于滑動變阻器的最大值R0，且實驗要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù))時，必須采用分壓接法 若采用限流接法，電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過RL的額定值時，則只能采用分壓接法 四、電路實物圖連接應注意哪些方面四、電路實物圖連接應注意哪些方面 1依據(jù)題意條件，參照實物位置，畫出電路圖，并在電路圖上標明電源的正、負極，電流表和電壓表的正負極及量程，電鍵需接在干路上 2從電源正極出發(fā)，選擇一條包含元件最多的通路，依據(jù)“先串后并”的原則依次連接各個器件，一直到電源的負極，最后在將其余的元件和電壓表并聯(lián)在電路的某兩點之間 3對照電路圖檢查： A連接導線是否在接線柱上，且導線不能相互交叉，不能橫跨實物 B電表的量程、正負極連接是否正確 C滑動變阻器的滑動觸頭是否在正確的位置 類型一：測定導體的電阻類型一：測定導體的電阻25kA(100 A2k )B(500 A300 )C(15V100k )D(50V500k )E(20V1A)F(1k1W)(2011G)xR某同學測量阻值約為的電阻，現(xiàn)備有下列器材：電流表 量程，內阻約；電流表 量程，內阻約；電壓表 量程，內阻約；電壓表 量程，內阻約；直流電源，允許最大電流；滑動變【例1】天阻器 最大阻值，額定功率；電鍵和導津線若干 電流表應選_，電壓表應選_(填字母代號) 該同學正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實驗順利進行，并使測量誤差盡量減小，實驗前請你檢查該電路，指出電路在接線上存在的問題：_；_.圖6-2-2m20 V25 k1 k800 A500 ABC.xEIR電源電動勢為，待測電阻為，而滑動變阻器為，故應選擇分壓式接法，最大電流，所以電流表應選擇，且應為內接法，所以此答案應為：電流表選 ，電壓表選 電流表應采用內接的方法； 滑動變阻器應采用分壓【解析】式接法【答案】(1)BC (2)電流表應采用內接的方法(3)滑動變阻器應采用分壓式接法20k10623在用伏安法測電阻的實驗中，所用電壓表的內阻約為，電流表的內阻約為，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進行實驗，讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓點標于坐標上，【變式題】如圖所示圖6-2-3 1()2xIUR根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出圖線，由此求得該電阻的阻值 保留兩位有效數(shù)字 畫出此實驗的電路原理圖【解析】 本題采用圖象法解題，只要正確畫出IU圖線，然后從圖線中求出Rx，作圖線時使多數(shù)點在圖線上，被測電阻Rx阻值看成是不變的，則圖線應是通過原點的一條直線圖線的斜率等于被測電阻阻值Rx.2.4103 333332.4 10(2.3 102.5 10)64-2.42.4V1.0mA1.0 102.4 101.xRI UUIURIUUIRIR舍去不合理的點直線如圖甲所示或也算對 如圖甲所示，觀察 個實驗點，發(fā)現(xiàn)第 點偏差較大，舍去不用，將其余五點連成直線，得到過坐標原點的圖象由圖象適當選取 、值，由求得電阻如圖甲所示，當時，得，【解析】甲乙 (2)由于待測電阻較大，RxRA，測量電路應設計為內接法 由于待測電阻較大，控制電路宜采用分壓電路如圖乙，但由于滑動變阻器阻值情況不明確，也可用限流接法 類型二：測電源的電動勢和內阻類型二：測電源的電動勢和內阻【例1】為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻，實驗室準備了下列器材供選用：AB(00.63A,0.6A0.13A0.02 )C(0315V,3V5k15V25k )D(0151A)待測干電池一節(jié)直流電流表 量程 擋內阻為， 擋內阻為直流電壓表 量程 擋內阻為，擋內阻為滑動變阻器 阻值范圍為 ，允許最大電流為 E(010000.2A)FG16242_()3624_V_.UI滑動變阻器 阻值范圍為 ，允許最大電流為開關 導線若干在圖甲中將所選器材，用鉛筆畫線代表導線進行實物連線；為盡可能減少實驗的誤差，其中滑動變阻器選填代號 ；根據(jù)實驗記錄，畫出的圖線如圖乙所示，從中可求出待測干電池的電動勢為，內電阻為甲 乙圖6-2-4【解析】(1)實物連線如圖所示(2)因電池內阻很小，為了操作方便，故應選D. -1.5V31 .U IEEUrI 在圖象中，縱軸截距表示電源電動勢 ，故，而圖線的斜率表示內阻，故電流內阻為1. 2UrI應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，主要是利用圖線的截距與斜率對應的物理量來求解應用伏安特性曲線求解【規(guī)律總結】內電阻時，宜采用求解 (201()60m1)A1 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源 一般為電池 、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，量程為的電流表，電阻【變式題】全箱，導線若干實驗時，將多用電表調至擋，調好零點；電阻箱置于適當數(shù)值完成下國大綱卷列填空： (1)儀器連線如圖圖6-2-5所示(a和b是多用電表的兩個表筆)若兩電表均正常工作，則表筆a為_(填“紅”或“黑”)色；黑圖6-2-5 2625626 abcmA若適當調節(jié)電阻箱后，圖中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖， ， 所示，則多用電表的讀數(shù)為 ，電流表的讀數(shù)為 ，電阻箱的讀數(shù)為 ；14.0(2分，只填“14”給1分) 53.0 4.6 圖6-2-6 (3)將圖6-2-5中多用電表的兩表筆短接，此時流過多用電表的電流為_mA；(保留3位有效數(shù)字) (4)計算得到多用電表內電池的電動勢為_ V(保留3位有效數(shù)字)1021.54【解析】(1)多用電表調至歐姆擋時，內部的電源正極與黑色表筆連接，電流表正常工作時電流從正接線柱流入，由此可以判定表筆a接內電源正極，為黑色 2 a114.02 b53.0mA2 c(0 1000 104 16 0.1)4.6 .153.0mA53.0mA26505053.0mA101.9mA102mA.3232I 如圖為多用電表的歐姆擋，讀數(shù)為；如圖為電流表，讀數(shù)為；如圖為電阻箱，讀數(shù)為圖 連接時，電路中電流，則多用電表中電流為，指針指在電流格數(shù)為，將多用電表的兩表筆短接，多用電表滿偏為格，則有： 331102mA102 140153.0 1014.01.54V15.1 .rErErEr 設多用電表在擋的內阻為 ，由于兩表筆短接電流為，則；圖 連接時，聯(lián)立解得：， 類型三：電表的改裝類型三：電表的改裝【例3】(2011海南)圖6-2-7甲是改裝并校準電流表的電路圖，已知表頭 的量程為Ig=600A，內阻為Rg， 是標準電流表，要求改裝后的電流表量程為I=60mA.完成下列填空圖6-2-7 (1)圖6-2-7甲中分流電阻RP的阻值應為_(用Ig、Rg和I表示) (2)在電表改裝完成后的某次校準測量中， 表的示數(shù)如圖6-2-7乙所示，由此讀出流過 電流表的電流為_mA.此時流過分流電阻RP的電流為_mA(保留1位小數(shù)) gg3111.60991600 10249.5mA149.0mA.1199gPgPgPgPRRRRIIRRIIIRR電流表改裝，由圖示可得，電流表讀數(shù)為，分流電阻的電流【解析】 199 2 49.549.0gR 【答案】【變式題】(2011屆高三復習全國100所名校物理試題)一塊電流表的內阻大約是幾百歐，某同學用如圖6-2-8電路測量其內阻和滿偏電流，部分實驗步驟如下： 選擇器材：2個電阻箱、2節(jié)干電池(每節(jié)電動勢為1.5V，內阻不計)、2個單刀單擲開關和若干導線； 按如圖6-2-8所示的電路圖連接好器材，斷開開關S1、S2，將電阻箱1的電阻調至最大；12S115001S22250 . 閉合開關 ，調節(jié)電阻箱 ，并同時觀察電流表指針，當指針處于滿偏刻度時，讀取電阻箱 的阻值為； 保持電阻箱 的電阻不變，再閉合開關 ，只調節(jié)電阻箱 ，并同時觀測電流表指針，當指針處于半偏刻度時，讀取電阻箱 的阻值為圖6-2-8 通過分析與計算可知： (1)電流表內阻的測量值RA=_； 電流表的滿偏電流值Ig=_； (2)該同學發(fā)現(xiàn)電流表滿偏刻度的標稱值為“3A”，與測量值完全不符于是將一個電阻箱與電流表并聯(lián)進行改裝，使改裝后的電流表量程與滿偏刻度的標稱值相符，則改裝后的電流表的內阻=_.3mA5000.5 類型四：實驗原理的創(chuàng)新類型四：實驗原理的創(chuàng)新【例4】(2011安徽)(1)某同學使用多用電表粗略測量一定值電阻的阻值，先把選擇開關旋到“1k”擋位，測量時針偏轉如圖6-2-9(a)所示請你簡述接下來的測量過程：(a)(b)_；_；_；測量結束后，將選擇開關旋到“OFF”擋圖6-2-9(c) 2b5k5 .3cS3_S_S_接下來采用“伏安法”較準確地測量該電阻的阻值，所用實驗器材如圖所示其中電壓表內阻約為，電流表內阻約為圖中部分電路已經連接好，請完成實驗電路的連接圖是一個多量程多用電表的簡化電路圖，測量電流、電壓和電阻各有兩個量程當轉換開關 旋到位置 時，可用來測量；當 旋到位置時，可用來測量電流，其中 旋到位置時量程較大 24k531 21.3 45 66由于待測電阻約為，而電流表內阻約為，所以伏安法中應選擇內接法本實驗為多用電表內部簡單原理圖及電表改【裝問題其中 、為電流表，且 位置時并聯(lián)電阻改裝后量程大 、內有電源，故為歐姆表，、為解析電壓表且接 時】，量程大 100“”01001 2 1123斷開待測電阻，將選擇開關旋到“”擋將兩表筆短接，調整 歐姆調零旋鈕 ，使指針指向“”再接入待測電阻，將指針示數(shù)，即為待測電阻阻值 如圖 電阻 、【答案】【變式題】(2011浙江)在“探究導體電阻與其影響因素的定量關系”實驗中，為了探究3根材料未知，橫截面積均為S=0.20mm2的金屬絲a、b、c的電阻率，采用如圖6-2-10所示的實驗電路，M為金屬絲c的左端點，O為金屬絲a的右端點，P是金屬絲上可移動的接觸點在實驗過程中，電流表讀數(shù)始終為I=1.25A.電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x的變化如下表：圖6-2-10(1)繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線；(2)求出金屬絲的電阻率 ，并進行比較x/mm600700800900100012001400U/V3.954.505.105.906.506.656.82x/mm1600180020002100220023002400U/V6.937.027.157.858.509.059.75【解析】(1) 6626826622(6.53.9) 0.20 10m1.04 10/ m1.25 (10060) 10(7.1 6.5) 0.20 10m9.6 10/ m1.25 (200 100) 10(9.77.1) 0.20 10m1.04 10/ m1.25 (240200) 10abcUSIl6687660.96 101.10 10/ m8.5 101.10 10/ m0.96 101.10 10/ mabcacb通過計算可知，金屬絲 與 電阻率相同，遠大于金屬絲 的電阻率電阻率的允許范圍：