高考物理第二轮能力专题电路设计与仪器选择1

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1、高考物理第二轮能力专题电路设计与仪器选择高考物理第二轮能力专题电路设计与仪器选择 1 1本文由 137018043 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第二轮能力专题：电路设计与仪器选择 第二轮能力专题：专题解说知识概要与方法实验电路设计的原则1、安全性 2、精确性 3、方便性 4、误差小 5、仪器少 6、耗电少专题解说一.仪器的选择对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下，一般遵循 对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下， 以下原则： 以下原则：安全性原则： 安全性原则： 要保证所用仪器的安全， 要保证所用仪器的安全，注意考虑电源

2、的 电压、电表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流等。 电压、电表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流等。 选择电表时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。 选择电表时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。选 择滑动变阻器时， 择滑动变阻器时，流经滑动变阻器的电流不能超过允许通 过的最大电流。 过的最大电流。 尽量减小实验误差。选择电表时， 尽量减小实验误差。选择电表时，在保证 精确性原则： 精确性原则： 电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。 电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。 务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的 2/3） ，一般能 2/3） ， 务必使指针有较

3、大偏转（一般取满偏度的 2/3） ，一般能 用小时不用大。选择滑动变阻器时， 用小时不用大。选择滑动变阻器时，注意其阻值的大小对 实验操作和对实验的影响，一般能用小时不用大。 实验操作和对实验的影响，一般能用小时不用大。对某个 实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。 实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。专题解说操作性原则： 实验时需考虑调节方便，便于操作，如 操作性原则： 实验时需考虑调节方便，便于操作， 滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流， 滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它 的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下， 的阻值范围，在二者都能满足实

4、验要求的情况下，还要考 虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。 虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。 选择的一般步骤是： 选择的一般步骤是： 找出唯一性的器材； 找出唯一性的器材； 草画电路图（暂不把电表接入） ； 草画电路图（暂不把电表接入） ； 估算最大值（ 估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小 值） ； 考虑能否都使电表达到满偏的 1/3 以上 以上。 考虑能否都使电表达到满偏的 1/3 以上。专题解说 二.供电电路与滑动变阻器的选择 限流电路设路端电压为 U 设路端电压为 U，滑动变阻器的有效 电阻为接线柱 a 电阻为接线柱 a 和 P 之间的电阻 RaP， 之间

5、的电阻 R 灯泡两端的电压为R LU UL = R L + R apP RL b aU 灯泡的电阻为 R 灯泡的电阻为 RL，则通过灯泡的电流强度为 I= R L + R ap若滑动变阻器的总阻值为 R 若滑动变阻器的总阻值为 R，则灯泡两端电压的变化范围 RL 是 U L RL +R 可见滑动变阻器的总阻值 越大， 滑动变阻器的总阻值 R 可见滑动变阻器的总阻值 R 越大，灯泡两端电压的变化范 围越大。但若 R 大得多，则滑动头稍有移动， 围越大。但若 R 比 RL 大得多，则滑动头稍有移动，电流电 压便有很大变化,则不便于调节 R 两端的电压,不宜采用。 压便有很大变化,则不便于调节 RL

6、 两端的电压,不宜采用。专题解说 使用限流电路时,一般选用滑动变阻器的 使用限流电路时,全电阻和用电器的电阻相差不多或大几倍, 全电阻和用电器的电阻相差不多或大几倍,在 25 倍为好, 倍为好, 这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大. 这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大.若过 则不能有效地控制电流,过大则控制电流不平稳, 小,则不能有效地控制电流,过大则控制电流不平稳,会造成 电流值跳跃太大. 电流值跳跃太大. 分压电路RLp 设路端电压恒为 U 设路端电压恒为 U，这个电压分布在 a b 滑动变阻器的全部电阻丝上， 滑动变阻器的全部电阻丝上，而灯只 分得其中接线柱 a

7、之间的电压。 分得其中接线柱 a 和 P 之间的电压。移 动滑动变阻器的滑片 P 增加 a 动滑动变阻器的滑片 P，增加 a 和 P 之间的电阻 RaP ，灯泡 之间的电阻 R 两端的电压就会随之增大。 两端的电压就会随之增大。 灯泡两端电压的变化范围是 0 U L 如果只从用电器两端电压的变化范围看， 如果只从用电器两端电压的变化范围看，好像滑动变阻器 的阻值多大都行， 的阻值多大都行，但是滑动变阻器的阻值越大越不便于调 节用电器两端电压，且耗能越大. 节用电器两端电压，且耗能越大.专题解说 使用分压电路时，一般选用滑动变阻器的 使用分压电路时，全电阻小于用电器的电阻, 0.10.5 倍之间

8、为好 全电阻小于用电器的电阻, 在 0.10.5 倍之间为好。即阻 倍之间为好。 值小些,以获得较大的电流输出。 值小些,以获得较大的电流输出。 选用限流电路还是选用分压电路, 选用限流电路还是选用分压电路,以下几点可作参考 : a用电器两端电压要求变化范围较大，或从零开始连读 用电器两端电压要求变化范围较大， 可调，应选分压电路。 可调，应选分压电路。 b如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于用 如果采用限流电路时， 电器的额定电流，应选分压电路。 电器的额定电流，应选分压电路。 c如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多，为 如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多， 了能使用电

9、器两端电压有较大变化，应选分压电路。 了能使用电器两端电压有较大变化，应选分压电路。 d如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多， 如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多， 两种电路都可以对用电器的电压（电流） 两种电路都可以对用电器的电压（电流）进行有效方便的 控制，可以任选其中一种电路。 控制，可以任选其中一种电路。此时假如从节省电能和电 路简单考虑，应选限流电路。 路简单考虑，应选限流电路。专题解说 三、测量电路的选择由于电流表、电压表内阻的影响，不 由于电流表、电压表内阻的影响， V 管采用电流表内接还是外接都将会引 R 起实验的误差。（ 。 （如在伏安法测电阻 A 起实验的

10、误差。 （如在伏安法测电阻 内接法 内接法测量结果偏大， 时，内接法测量结果偏大，外接法测 量结果偏小。 ） 量结果偏小。 ） V 内接法的测量误差是由于电流表的 分压作用而产生的, 分压作用而产生的,由串联电路中电 R A 压与电阻成正比,可知当 R R RvR 时 由并联电路中电流与电阻成反比，可知当 RvR时，电压 表的分流作用可忽略不计，此时测量值很接近真实值， 表的分流作用可忽略不计，此时测量值很接近真实值，可 测量小电阻时宜采用外接法。 见，测量小电阻时宜采用外接法。专题解说 如何确定 R 值是较大还是较小？ 如何确定 R 值是较大还是较小？当被测电阻与电压表内阻的关系满足 R R

11、 即 /R1 时 当被测电阻与电压表内阻的关系满足 RVR 即 RV/R1 时 应采用“外接法”较准确； 应采用“外接法”较准确； 当被测电阻与电流表的内阻相比满足 RA R/R 即 R R A R V 时，电压表的分流作用较电流 表的分压作用明显，应采用内接电路 表的分压作用明显，应采用内接电路专题解说四.实验设计要求误差小.仪器少.耗电少. 实验设计要求误差小.仪器少.耗电少.为减小实验误差，在设计电路时，要注意实验原理的 为减小实验误差，在设计电路时， 完善，尽量选用精密的仪器；选择合适的量程（ 完善，尽量选用精密的仪器；选择合适的量程（使指针有 较大偏转） ；读数时至少保证一个表（电流

12、表或电压表） ） ；读数时至少保证一个表 较大偏转） ；读数时至少保证一个表（电流表或电压表） 的指针与刻度线对齐。 的指针与刻度线对齐。 在进行实验的设计时，根据实验要求选择必须的实验 在进行实验的设计时， 仪器，要充分发挥仪器的功能，在能完成实验的前提下， 仪器，要充分发挥仪器的功能，在能完成实验的前提下， 尽可能地减少仪器的使用数目。 尽可能地减少仪器的使用数目。同时也还要求实验电路的 耗电要少，节约能源。 耗电要少，节约能源。 如在用滑动变阻器作为控制电路时，滑动变阻器的限 如在用滑动变阻器作为控制电路时， 流接法较分压接法节省电能， 流接法较分压接法节省电能，不是非用分压接法不可的时

13、 通常用限流接法。 候，通常用限流接法。专题解说五.如何正确的读数，记录正确的实验数据？ 如何正确的读数，记录正确的实验数据？1、读数前要明确实验中所用电表的量程，最小刻 读数前要明确实验中所用电表的量程， 度是多少； 度是多少；2、掌握读数最基本的原则：最小刻度的下一位要估 掌握读数最基本的原则： 人眼估读时通常是将最小刻度等分为十等分， 读；人眼估读时通常是将最小刻度等分为十等分，然 后估计指针的位置是多少等分，最后确定估读数； 后估计指针的位置是多少等分，最后确定估读数； 3、根据高中实验要求，仪器的最小刻度除以 2，所得 根据高中实验要求，仪器的最小刻度除以 2 数字的首位即为估读到的

14、位数； 数字的首位即为估读到的位数； 如量程为00.6A 的电流表 其最小刻度是 0.02A， 的电流表， 如量程为00.6A 的电流表，其最小刻度是 0.02A， 误差出现在电流表的百分位上（0.02A/2=0.01A） 。 误差出现在电流表的百分位上（0.02A/2=0.01A） 。专题聚焦 例 1.某电压表的内阻在 20 k 50 k 之 1.某电压表的内阻在 某电压表的内阻在 20间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：待测 现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材： 电压表 V 量程 3 V)，电流表 A 量程 200 A)， 电压表 V(量程 3 V)，电流表 A(量程 20

15、0 A)，电流表 A2(量程 5 mA)，电流表 A3(量程 0.6 )，滑动变阻器 R(最 量程 5 mA)，电流表 A 量程 0.6 滑动变阻器 R 大阻值 1 )，电源 E 电动势 4 V)，电键 S 大阻值 1 k )，电源 E(电动势 4 V)，电键 S. (1)所提供的电流表中，应选用(填写字母代号). (1)所提供的电流表中 应选用(填写字母代号 所提供的电流表中， 填写字母代号). (2)为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在图中画 (2)为了尽量减小误差 要求测量多组数据， 为了尽量减小误差， 出符合要求的实验电路图(电源和电键及连线已画出). 出符合要求的实验电路图(电源

16、和电键及连线已画出). =4V,电压表内阻最大50k,故电流最小 电压表内阻最大 50k, 解: 电源电动势 E=4V,电压表内阻最大 50k,故电流最小 E 4 值 I= A1 =80A， =80A，A2、A3 量程 = V 3 都太大，故选 A 都太大，故选 A1. 由于 R 20k50k 之间 之间, 由于 RV 在 20k50k 之间,远大于滑动 变阻器的阻值 1k,故应连成分压电路. 1k,故应连成分压电路 变阻器的阻值 1k,故应连成分压电路.RV 5010专题聚焦 例 2.用伏安法测量某电阻的阻值，现有实 2.用伏安法测量某电阻的阻值 用伏安法测量某电阻的阻值，验器材如下：待测电阻 Rx（阻值大约为 5，额定功率为 Rx（ 5， 验器材如下：待测电阻 Rx 阻值大约为 5 1W） ；电流表 A 量程为 0 0.6A，内阻为 0.2） ；电流 ） ；电流表 0.2） ； 1W） ；电流表 A1（量程为 00.6A，内阻为 0