全国通用高考物理总复习《电学实验》专题突破学案Word下载.docx
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考点二、描绘小灯泡的伏安特性曲线
①实验原理:
通过滑动变阻器调节小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流,记录小灯泡两端的电压和电流表示数,最终描点连线,做出图像。
②电流表的内接和外接:
电流表内接法如下图
由于电流表和待测电阻串联而分压,导致电压表测量的电压不但包括待测电阻电压而且包括电流表电压,所以此种方法电流表准确,电压表偏大,导致测量的电阻偏大;
对于测量大电阻时,由于电流表阻值较小,分压少,误差较小,所以一般测量大电阻用内接法。
归纳为:
大内偏大
电流表外接法如下图
由于电压表和待测电阻并联而分流,导致电流表所测电流包括待测电阻和和电压表的电流,此种方案所测电压为准确的,而电流偏大,所以导致测量的电子偏小;
对于测量小电阻时,由于电压表内阻较大,分流少,误差较小,所以一般测量小电阻用外接法,归纳为:
小外偏小
综合考虑小灯泡电阻较小,所以选择电流表外接法.
③电压表和电流表量程选择要注意考虑小灯泡的额定电压和额定电流,调节滑动变阻器过程一般不能超过额定电压和额定电流。
④滑动变阻器的链接方式有分压式和限流式
上图为限流式,滑动变阻器与待测电阻串联,滑动变阻器右半部分被短路,滑片向右移动,电流变小,待测电阻电压变小,但是电压和电流最小都无法减小到0.
上图为分压式,滑动变阻器左半部分与待测电阻并联,后与滑动变阻器右半部分串联,滑片向右滑动,待测电阻的电压和电流增大,向左移动,待测电阻的电压和电流逐渐减小,当滑片移动到最左端时,待测电阻被短路,待测电阻的电压和电流均为0.与限流式不同之处在于电压和电流可以从零开始调节。
考点三、测量电源的电动势和内阻
根据闭合回路欧姆定律,,测量出路端电压和干路电流,做出路端电压随电流变化的图像就可以找到电动势和内阻。
②数据处理;
根据路端电压随电流变化的数据记录描点作图如下,那么图线与纵轴的截距即电源电动势,斜率即电源内阻,需要注意计算斜率是要看纵轴是否从0开始。
考点四、练习使用多用电表
①电阻的测量:
A,机械调零,旋转机械调零旋钮,把指针调整到左侧零刻线处。
B,把红黑表笔分别插入正负插孔,并根据电阻大小旋转到合适的倍率。
C,红黑表笔短接,此时相当于电阻等于零,旋转欧姆调零旋钮,把指针调整到右侧的零刻度线处,即欧姆调零。
D,红黑表笔分别于待测电阻相连,最终电阻读数为指针对应刻度乘以倍率。
E,使用完毕后,拔出红黑表笔,把旋钮旋转到OFF档或交流电压最高档。
注意:
(1)测量电阻时,右边为小阻值,左边为大阻值。
开始测量前,指针在左侧,若接入电阻后指针偏角过小,说明示数太大,倍率太小,应该换大倍率;
若偏角过大,说明示数太小,倍率太大,应该换小倍率。
(2)欧姆表测量电阻时,电源在欧姆表内部,电流方向为红进黑出,红表笔接电源负极,为低电势,黑表笔接电源正极,为高电势。
②电流电压的测量:
A,机械调零,通过机械调整旋钮把指针调整到左侧零刻度线处B,测电流则通过红黑表笔把万用表串联入电路,测电压则通过红黑表笔把万用表并联如电路,电流方向遵循红进黑出,此时红表笔为高电势,黑表笔为低电势。
C,根据估测的电压和电流选择合适的量程。
D,读数时,刻度盘共计50格,可以用量程除以50计算每格的具体数值,根据指针指示的刻度乘以每格的数值即为最终读数。
考点五、练习使用多用电表
①传感器是把一些非电学量转化为电压或电流等电学量,从而放大后输入控制系统。
②常见传感器有热敏电阻,随温度升高而减小;
光敏电阻,随光强度增强而减小。
【例题演练】
1.某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究,现有如下器材:
电源E(电动势为4V,内阻约为1Ω);
电流表A1(量程5mA,内阻约为10Ω);
电流表A2(量程0.6A,内阻约为1Ω);
电压表V1(量程3V,内阻约为lkΩ);
电压表V2(量程l5V,内阻约为3kΩ);
滑动变阻器R1(阻值0~2Ω);
滑动变阻器R2(阻值0~20Ω);
开关及导线若干。
他对电阻丝做了有关测量,数据如下表所示:
编号
金属丝直径D/mm
金属丝直径的二次方D/mm2
金属丝长度L/cm
电阻R/Ω
1
0.280
0.0784
100.00
16.30
2
50.00
8.16
3
0.560
0.3136
4.07
①他在某次测量中,用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图甲所示,此示数为mm。
②图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图,则该同学应选择电路 (选填“A”或“B”)进行测量.电流表应选,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。
③请你认真分析表中数据,写出电阻R与L、D间的关系式R=(比例系数用k表示),并求出比例系数k=Ω•m(结果保留两位有效数字)。
【答案】①0.512②A,,,③,
2.某兴趣小组要精确测定额定电压为3V的节能灯正常工作时的电阻。
已知该灯正常工作时电阻约500Ω。
实验室提供的器材有:
A.电流表A(量程:
0~3mA,内阻RA=15Ω)
B.定值电阻R1=1985Ω
C.滑动变阻器R(0~10Ω)
D.电压表V(量程:
0~12V,内阻RV=1kΩ)
E.蓄电池E(电动势为12V,内阻r很小)
F.电键S一只
G.导线若干
(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的。
(2)选择正确电路进行实验,若电压表的示数用U表示,电流表的示数用I表示,写出测量节能灯电阻的表达式Rx=(用题目中给出的相应字母表示)。
当电流表中的电流强度I=mA时,记下电压表的读数U并代入表达式,其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。
【答案】
(1)C;
(2),
3.甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2阻值.
实验器材有:
待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0-99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:
A.闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数Ul.
B.保持电阻箱示数不变,,读出电压表的示数U2.
C.则电阻R1的表达式为R1=.
(2)甲同学已经测得电阻Rl=4.80Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:
闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的图线,则电源电动势E=V,电阻R2=Ω(保留三位有效数字)。
(1)将切换到;
(2)1.43;
1.20
4.【2017·
天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后,发现、和三条导线中,混进了一条内部断开的导线。
为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、间电压,读数不为零,再测量、间电压,若读数不为零,则一定是________导线断开;
若读数为零,则一定是___________导线断开。
②排除故障后,该小组顺利完成实验。
通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如右图。
由I1–I2图象得到电池的电动势E=_________V,内阻r=__________Ω。
【答案】①②1.41(1.36~1.44均可)0.5(0.4~0.6均可)
5.【2017·
新课标Ⅰ卷】
(10分)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3kΩ);
电流表(量程0.5A,内阻0.5Ω);
固定电阻R0(阻值1000Ω);
滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);
电源E(电动势5V,内阻不计);
开关S;
导线若干。
(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(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_________(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率__________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)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)
(1)如图所示
(2)增大增大(3)0.391.17
6.【2017·
新课标Ⅱ卷】
(9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻。
可使用的器材有:
两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);
电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);
电源E(电动势约为1.5V);
单刀开关S1和S2。
C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为Ω(填“20”或“2000”)。
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;
将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1。
将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。
最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势(填“相等”或“不相等”)。
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。
待测微安表的内阻为Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:
。
(1)连线如下图
(2)①20②左③相等④2550(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程