高中物理电学实验专项知识总结和对应训练题.docx
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电学实验专项(导学案)
考查内容
一、测定金属的电阻率
二、描绘小灯泡的伏安特性曲线
三、测定电源的电动势的内阻
四、使用多用表
考点梳理
一、实验仪器的使用
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱
二、实验的实际操作
实验步骤的排序、纠错、补漏、电路连接、实验仪器的选择
三、设计实验
步骤“三个明确”“三个选择”
1.明确题目的要求
2.明确实验设计的原理
测量电路、控制电路、实验仪器的选择,实验方法、步骤的确定,数据处理、误差分析等问题,都是从实验原理而来。
3.明确设计电路的原则
设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则,兼顾“运用仪器少,耗电少”等三条原则.
(1)安全性原则
选用仪器组成电路,首先要保证实验正常进行.例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程,滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等.
(2)精确性、方便性原则
“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差,提高精确度.例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转,一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上,以减小因读数引起的偶然误差.
“方便”是指实验中便于调节控制,便于读数.例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器.对大阻值的滑动变阻器,如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化,则不宜采用.对于滑动变阻器,还要权衡用分压式电路还是限流式电路.
(3)运用仪器少,耗电少原则
在达到实验目的,各项指标均符合要求的前提下,还应注意运用的仪器尽量少和节约电能.例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路,若这两种调节电路均能满足要求,从消耗功率小,节约电能的角度,则应选用限流式电路.
4.控制电路的选择
滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据:
(1)负载电阻电压要求变化范围较大,且从零开始连续可调,应选分压电路.
(2)若负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器总阻值R,应选分压电路.
(3)若负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器总阻值R或相差不多,且没有要求电压从零可调,应选限流电路.
(4)两种电路均可时限流电路优先,因为限流电路消耗的总功率小.
5.测量电路的选择
对伏安法测电阻,应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法.
(1)阻值判断法:
当RV≫Rx时,采用电流表“外接法”;
当Rx≫RA时,采用电流表“内接法”.
(2)倍率比较法:
①当=,即Rx=时,既可选择电流表“内接法”,也可选择“外接法”;
②当>即Rx<时,采用电流表外接法;
③当<即Rx>时,采用电流表内接法.
(3)试触法:
与比较大小;
①若>,则选择电压表分流的外接法;
②若>,则选择电流表的内接法.
6.实验器材的选择
(1)安全因素
通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流.
(2)误差因素
选择电表时,保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较大偏转(一般取满偏度的~);使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近.
(3)便于操作
选滑动变阻器时,在满足其他要求的前提下,可选阻值较小的.
(4)实验的实际要求.
四、实验的基本原理和思想方法
五、实验数据的处理
解决问题
题一:
常用的电流表有内阻,现要测量电流表G1的内阻r1,电路如图甲所示.供选择的仪器如下:
A.待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω)
B.电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω)
C.定值电阻R1(30Ω)
D.定值电阻R2(300Ω)
E.定值电阻R3(3kΩ)
F.滑动变阻器R4(0~20Ω)
G.电源(电动势6.0V,内阻不计)
H.开关S及导线若干
(1)电路中与电流表G1并联的电阻应选________,保护电阻应选用________(请填写器材前的字母序号).
(2)根据电路图在图乙中连接实物图,要求闭合开关前滑动变阻器的滑动触头P处于正确位置.
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路;
②闭合开关S,移动滑动触头P至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;
③________________________________________________________________________;
④以I1为纵轴,I2为横轴,作出相应图象如图丙所示.
丙
(4)根据I1-I2图线的斜率k及定值电阻,写出电流表G1内阻的表达式r1=________.
题二:
在“把电流表改装为电压表”的实验中,测电流表G的内阻时备有下列器材:
A.待测电流表(量程lmA,内阻约几十欧)
B.滑动变阻器(阻值范围0——100)
C.滑动变阻器(阻值范围0——20k)
D.电阻箱(0——999.9)
E.电阻箱(0——9999)
F.电源(电动势2V,有内阻)
G.电源(电动势9V,有内阻)
H.开关.导线
①若采用如图所示电路测定电流表G的内阻,并要求有较高的精确度,以上器材中,应选用,应选用,电源应选用(用器材前的英文字母表示)。
②实验要进行的步骤有:
A.合上开关S1
B.合上开关S2
C.将R1的阻值调到最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针满偏
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处
F.记下R2的阻值并.断开S1
G.按如图所示连接好实验电路
以上步骤,合理的顺序是(用步骤前的英文字母表示)。
③若在步骤F中读得的阻值是50,则电流表内阻=,若要将该电流表改装成量程是3V的电压表,则应联一个阻值是的电阻。
表的刻度盘上原0.6mA处应改写成V。
电学实验专项(教案)
测定金属的电阻率
1.
(1)如图甲所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分,它们的读数依次为________mm,________mm,________mm.
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图乙所示,则金属丝的直径是________mm.
(3)①图丙使用0.6A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数是________A;当使用3A量程时,对应刻度盘中每一小格代表________A,图中表针示数为________A.
②图丁使用较小量程时,每小格表示________V,图中表针的示数为________V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针示数为________V.
(4)旋钮式电阻箱如图戊所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为________Ω.今欲将接入电路的电阻改为2087Ω,最简单的操作方法是________.若用两个这样的电阻箱,即可得到的电阻值范围为________.
2.(2012·高考山东卷)在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:
Rx(阻值约4Ω,额定电流约0.5A);
电压表:
V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表:
A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);
A2(量程3A,内阻约0.05Ω);
电源:
E1(电动势3V,内阻不计);
E2(电动势12V,内阻不计);
滑动变阻器:
R(最大阻值约20Ω);
螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm.
(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________,电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图.
描绘小灯泡的伏安特性曲线
3.(2013高考天津理综物理第9题)要描绘一个标有“3V 0.6W”小电珠的伏安特性曲线,小电珠两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作.已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);
电键一个、导线若干.
(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号).
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
(2)实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号).
(3)实验得到小电珠的伏安特性曲线如图所示.如果将这个小电珠接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小电珠消耗的功率是________W.
测定电源的电动势的内阻
4.某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.
(1)先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图,其示数为________V.
(2)然后,用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势.
①根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路.
②闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的1/R与1/U的值.请用表中数据在坐标纸上描点,并作出1/U-1/R图线.
R(Ω)
166.7
71.4
50.0
33.3
25.0
20.0
U(V)
8.3
5.9
4.8
4.2
3.2
2.9
1/R(×10-2Ω-1)
0.60
1.40
2.00
3.00
4.00
5.00
1/U(V-1)
0.12
0.17
0.21
0.24
0.31
0.34
③从图线中可求得E=________V.
5.(18分).(2013高考北京理综第21题)某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A),开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用(选填器材前的字母);实验电路应采用图1中的(选填“甲”或“乙”)
(2)图2是测最Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请请根据在
(1)问中所选
的电路图,补充完成图2中实物间的连线.
(3)接通开关,改变滑动变阻器画片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。
某次电表示数如图3所示,可得该电阻的测量值RX=U/I=Ω(保留两位有效数字)。
(4)若在
(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是;若在
(1)问中选用乙电路残
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