《高三物理二轮复习 第一篇 专题通关六 物理实验 14 电学实验课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理二轮复习 第一篇 专题通关六 物理实验 14 电学实验课件.ppt（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第14讲电学实验一、电学仪器的使用与读数一、电学仪器的使用与读数1.1.电流表、电压表、欧姆表的比较：电流表、电压表、欧姆表的比较：仪器仪器极性极性量程选择量程选择读数读数电流表电流表有正、负极有正、负极的电表的电表, ,电电流由电表的流由电表的正极流入正极流入, ,负极流出负极流出使指针指示超过满使指针指示超过满偏刻度偏刻度 的位置的位置3V3V和和3A3A量程估读到最小分量程估读到最小分度的度的 ;15V;15V量程估读到最量程估读到最小分度的小分度的 ;0.6A;0.6A量程估量程估读到最小分度的读到最小分度的 电压表电压表欧姆表欧姆表使指针尽量指在表使指针尽量指在表盘的中间位置盘的中间
2、位置表盘读数乘以相应挡位的表盘读数乘以相应挡位的倍率倍率2.2.使用多用使用多用电表的表的“三注意三注意”：(1)(1)电流的流向：使用欧姆流的流向：使用欧姆挡时, ,多用多用电表内部表内部电池的正极接黑表笔池的正极接黑表笔, ,负极接极接红表笔表笔, ,从从电源外部看源外部看, ,电流从流从红表笔流入表笔流入, ,从黑表笔流出。从黑表笔流出。(2)(2)区分区分“机械机械调零零”和和“欧姆欧姆调零零”：“机械机械调零零”在表在表盘刻度左刻度左侧“0”0”位位置置, ,调整表整表盘下下边的中的中间定位螺定位螺丝;“;“欧姆欧姆调零零”在表在表盘刻度的右刻度的右侧电阻刻度阻刻度“0”0”位置位置
3、, ,调整欧姆整欧姆调零旋零旋钮。(3)(3)倍率倍率选择：使用欧姆：使用欧姆挡测电阻阻时, ,表表头指指针过大或大或过小均有小均有较大大误差差, ,指指针偏偏转角度在角度在 满偏到偏到 满偏之偏之间读数数较准确准确, ,例如待例如待测电阻阻约为2k,2k,则应选用用“100”100”挡。3.3.电学学仪器的器的选择：(1)(1)电源的源的选择：一般可以根据待：一般可以根据待测电路的路的额定定电流或流或额定定电压选择符合需要的直流符合需要的直流电源。源。(2)(2)电表的表的选择：一般根据：一般根据电源的源的电动势或待或待测用用电器的器的额定定电压选择电压表表; ;根据待根据待测电流的最大流的
4、最大电流流选择电流表流表; ;选择的的电表的量程表的量程应使使电表的指表的指针偏偏转的幅度的幅度较大大, ,一般一般应使指使指针能达到半偏以上能达到半偏以上, ,以减小以减小读数的偶然数的偶然误差差, ,提高精确度。提高精确度。二、电流表内外接法的区分与选择二、电流表内外接法的区分与选择比较项目比较项目电流表内接法电流表内接法电流表外接法电流表外接法电路电路误差来源误差来源电流表的分压电流表的分压电压表的分流电压表的分流测量结果测量结果R R测测= R= Rx x, ,偏大偏大R R测测= R= Rx x, ,偏小偏小适用条件适用条件R Rx xR RA A( (测大电阻测大电阻) )R RV
5、 VR Rx x( (测小电阻测小电阻) )三、分压式与限流式的区分与选择三、分压式与限流式的区分与选择1.1.控制电路的比较：控制电路的比较：比较项目比较项目限流式接法限流式接法分压式接法分压式接法电路电路电压调节电压调节的范围的范围 0 0E E电能损耗电能损耗节能节能耗能耗能2.2.控制控制电路的路的选择：(1)(1)从从节能的角度考能的角度考虑, ,优先先选用限流式。用限流式。(2)(2)以下三种情况必以下三种情况必须用分用分压式：式：要求待要求待测电路的路的U U、I I从从0 0开始开始变化化; ;RR0 0R Rx x; ;选用限流用限流时,U,Ux x、I Ix x过大大( (
6、超超过电流表量程流表量程, ,烧坏坏电表、表、电源或用源或用电器等器等) )或或U Ux x、I Ix x过小小( (最大最大值不超不超过电表表满偏量程的偏量程的 , ,读数数误差大差大) )。四、四、电学学实验方法方法1.1.等效替代法：在保等效替代法：在保证某种效果某种效果( (特性和关系特性和关系) )相同的前提下相同的前提下, ,将将实际的、复的、复杂的物理的物理问题和物理和物理过程程转化化为等效的、等效的、简单的、易于研究的的、易于研究的物理物理问题和物理和物理过程来程来进行研究和行研究和处理。理。2.2.控制控制变量法：量法：对于多个于多个变量的量的问题, ,常常采用控制常常采用控
7、制变量的方法量的方法, ,把多把多个个变量的量的问题变成成单个个变量的量的问题, ,从而研究从而研究这一个一个变量量对事物的影事物的影响响, ,分分别对各个各个变量加以研究量加以研究, ,最后最后综合解决。合解决。3.3.累累积法：把某些法：把某些难以用常以用常规仪器直接准确器直接准确测量的物理量用累量的物理量用累积的方的方法法, ,将微小量将微小量变为较大的量大的量, ,不不仅便于便于测量量, ,还可以提高可以提高测量的准确程量的准确程度度, ,从而减小从而减小误差。差。热点考向点考向1 1多用多用电表的使用表的使用【典典题1 1】(2015(2015渝中区二模渝中区二模) )为了了较准确地
8、准确地测量某量某电子元件的子元件的电阻阻, ,某同学某同学进行了以下行了以下实验, ,请完成步完成步骤中的填空：中的填空：(1)(1)用多用用多用电表表测量量该元件的元件的电阻阻, ,选用用“10”10”的的电阻阻挡测量量时, ,发现指指针偏偏转较小小, ,因此因此应将多用将多用电表表调到到电阻阻_(_(选填填“1”1”或或“100”)100”)挡。(2)(2)将将红、黑表笔短接、黑表笔短接, ,调节欧姆表欧姆表调零旋零旋钮, ,使指使指针指到指到_位位置。置。(3)(3)将将红、黑表笔分、黑表笔分别连接接电阻的两端阻的两端, ,多用多用电表的示数如表的示数如图甲所示甲所示, ,则被被测电阻的
9、阻阻的阻值为_。(4)(4)为精确精确测量其量其电阻阻, ,该同学同学设计了如了如图乙所示的乙所示的电路。路。图乙中毫安乙中毫安表的量程表的量程为2mA,2mA,内阻内阻约50;R50;R为电阻箱阻箱(9999.9),(9999.9),直流直流电源源E E约6V,6V,内阻内阻约0.50.5。则以下关于保以下关于保护电阻阻R R0 0的阻的阻值合理的是合理的是_。A.20A.20B.200B.200C.2 000C.2 000D.20 000D.20 000(5)(5)将将S S掷到到1 1位置位置, ,将将R R调为R R1 1, ,读出出R R1 1的的值以及此以及此时毫安表的示数毫安表的
10、示数为I I0 0, ,然后将然后将R R调到到_(_(选填填“最大最大值”或或“最小最小值”) )。(6)(6)再将再将S S掷到到2 2位置位置, ,调节R,R,使得毫安表的示数仍使得毫安表的示数仍为I I0 0, ,读出出R R的的值为R R2 2, ,则R Rx x=_=_。【解解题探究探究】(1)(1)多用多用电表的零刻表的零刻线在在_,_,指指针偏偏转角度角度较小小时, ,电阻阻_,_,说明明选择的量程的量程_。(2)(2)换挡后后, ,需需进行欧姆行欧姆调零零, ,即即_。(3)(3)电阻的大小等于阻的大小等于_。(4)(4)测R Rx x的原理：的原理：_。最右最右边较大大过小
11、小红黑表笔短接黑表笔短接, ,使得指使得指针指在欧姆表指在欧姆表的零刻度的零刻度表表盘的的读数乘以倍率数乘以倍率根据根据电流不流不变, ,结合欧姆定律知合欧姆定律知总电阻不阻不变, ,进一步一步求出待求出待测电阻的大小阻的大小【解析解析】(1)(1)选用选用“1010”的电阻挡测量时的电阻挡测量时, ,发现指针偏转较小发现指针偏转较小, ,知该知该电阻较大电阻较大, ,应选用量程较大的欧姆挡应选用量程较大的欧姆挡, ,即选择即选择“100100”挡。挡。(2)(2)将红、黑表笔短接将红、黑表笔短接, ,调节欧姆表调零旋钮调节欧姆表调零旋钮, ,使指针指到欧姆表的零使指针指到欧姆表的零刻度处。刻
12、度处。(3)(3)欧姆表的读数等于表盘读数乘以倍率欧姆表的读数等于表盘读数乘以倍率, ,则则R=19100=1900R=19100=1900。(4)(4)根据欧姆定律得根据欧姆定律得, ,电路中的最小电阻大约为电路中的最小电阻大约为R R总总= = =3000,=3000,可知保护电阻应选择可知保护电阻应选择C C。(5)(5)为了保护电路为了保护电路, ,开关变换位置时开关变换位置时, ,应将电阻箱调到最大值。应将电阻箱调到最大值。(6)(6)将将S S掷到掷到2 2位置位置, ,调节调节R,R,使得电流表的示数仍为使得电流表的示数仍为I I0 0, ,知电路中的总电知电路中的总电阻不变阻不
13、变, ,即即R R1 1+R+Rx x=R=R2 2, ,解得解得R Rx x=R=R2 2-R-R1 1。答案：答案：(1)100(1)100(2)(2)欧姆表零刻度欧姆表零刻度(3)1900(3)1900(4)C(4)C(5)(5)最大值最大值(6)R(6)R2 2-R-R1 1【规律律总结】多用多用电表使用表使用“五步五步”法法(1)(1)选倍率：一般要倍率：一般要选择比被比被测电阻的估阻的估计值低一个数量低一个数量级的倍率的倍率, ,如如估估计值为200,200,就就应该选“10”10”的倍率。的倍率。(2)(2)进行欧姆行欧姆调零。零。(3)(3)将将红、黑表笔接被、黑表笔接被测电阻
14、两端阻两端进行行测量。量。(4)(4)将指将指针示数乘以倍率示数乘以倍率, ,得得测量量值。(5)(5)测量结束后测量结束后, ,将选择开关扳到将选择开关扳到OFFOFF或交流电压最高挡。或交流电压最高挡。特特别注意：用欧姆注意：用欧姆挡测电阻阻时, ,如果指如果指针偏偏转角度太小角度太小( (即指即指针所指的所指的欧姆刻度欧姆刻度值太大太大),),应该适当增大倍率重新适当增大倍率重新调零后再零后再测量量; ;如果指如果指针偏偏转角度太大角度太大( (即指即指针所指的欧姆刻度所指的欧姆刻度值太小太小),),应该适当减小倍率重新适当减小倍率重新调零后再零后再测量。量。【对点点训练】1.(2015
15、1.(2015广广东高考高考) )某某实验小小组研究两个未知元件研究两个未知元件X X和和Y Y的伏安特性的伏安特性, ,使用的器材包括使用的器材包括电压表表( (内阻内阻约为3k)3k)、电流表流表( (内阻内阻约为1)1)、定、定值电阻等。阻等。(1)(1)使用多用使用多用电表粗表粗测元件元件X X的的电阻。阻。选择“1”1”欧姆欧姆挡测量量, ,示数示数如如图a a所示所示, ,读数数为_。据此。据此应选择图中的中的_(_(选填填“b”b”或或“c”)c”)电路路进行行实验。(2)(2)连接所接所选电路路, ,闭合合S;S;滑滑动变阻器的滑片阻器的滑片P P从左向右滑从左向右滑动, ,电
16、流表的流表的示数逐示数逐渐_(_(选填填“增大增大”或或“减小减小”););依次依次记录电流及相流及相应的的电压; ;将元件将元件X X换成元件成元件Y,Y,重复重复实验。(3)(3)如如图d d是根据是根据实验数据作出的数据作出的U-IU-I图线, ,由由图可判断元件可判断元件_( (选填填“X”X”或或“Y”)Y”)是非是非线性元件。性元件。(4)(4)该小小组还借助借助X X和和Y Y中的中的线性元件和阻性元件和阻值R=21R=21的定的定值电阻阻, ,测量待量待测电池的池的电动势E E和内阻和内阻r,r,电路如路如图e e所示所示, ,闭合合S S1 1和和S S2 2, ,电压表表读
17、数数为3.00 V;3.00 V;断开断开S S2 2, ,读数数为1.00 V1.00 V。利用。利用图d d可算得可算得E=_V,E=_V,r=_(r=_(结果均保留两位有效数字果均保留两位有效数字, ,视电压表表为理想理想电压表表) )。【解析解析】(1)(1)多用电表选择多用电表选择“11”挡挡, ,指针指示指针指示“1010”, ,故读数为故读数为10;10;因电阻因电阻1010远远小于电压表内阻远远小于电压表内阻, ,故电流表选用外接法。故选故电流表选用外接法。故选b b图进行实验。图进行实验。(2)(2)滑片从左向右滑动滑片从左向右滑动, ,电阻两端电压增大电阻两端电压增大, ,
18、电流表的示数增大。电流表的示数增大。(3)(3)由图可知由图可知U-IU-I图线呈非线性变化的是元件图线呈非线性变化的是元件Y Y。(4)(4)由由d d图可得线性元件图可得线性元件X X的电阻为的电阻为R RX X=10,=10,闭合闭合S S1 1和和S S2 2, ,由闭合电路的由闭合电路的欧姆定律有：欧姆定律有：E=UE=U1 1+ r,+ r,断开断开S S2 2, ,有：有：E=UE=U2 2+ (r+R),+ (r+R),代入数据计代入数据计算得算得E=3.2V,r=0.50E=3.2V,r=0.50。答案：答案：(1)10(1)10b b(2)(2)增大增大(3)Y(3)Y(4
19、)3.2(4)3.20.500.502.2.某同学将量程某同学将量程为200A200A、内阻、内阻为500500的表的表头改装成量程改装成量程为1 mA1 mA和和10 mA10 mA的双量程的双量程电流表。流表。电路如路如图甲所示甲所示, ,定定值电阻阻R R1 1=500,R=500,R3 3= = 25,S25,S为单刀双刀双掷开关。回答下列开关。回答下列问题：(1)(1)表笔表笔A A的的颜色色为_(_(选填填“红”或或“黑黑”) )色。色。(2)(2)将开关将开关S S置于置于“1”1”挡时, ,量程量程为_mA_mA。(3)(3)利用改装的利用改装的电流表流表进行某次行某次测量量时
20、,S,S置于置于“2”2”挡, ,表表头指示如指示如图乙乙所示所示, ,其示数其示数为_mA_mA。(4)(4)定定值电阻的阻阻的阻值R R2 2=_=_。【解析解析】(1)(1)根据电流应从电流表的根据电流应从电流表的“+ +”极进入极进入, ,再根据红表笔应接再根据红表笔应接“+ +”插孔可知插孔可知, ,表笔表笔A A的颜色应是红色。的颜色应是红色。(2)(2)根据欧姆定律根据欧姆定律, ,当开关置于当开关置于“1 1”时时, ,电流表的量程最大电流表的量程最大, ,所以量程所以量程应是应是10mA10mA。(3)(3)当开关置于当开关置于“2 2”时时, ,电流表量程是电流表量程是1m
21、A,1mA,其示数为其示数为I= mAI= mA=0.8mA;=0.8mA;(4)(4)根据欧姆定律根据欧姆定律, ,当开关置于当开关置于“1 1”时应有：时应有：10mA=2001010mA=20010-3-3mAmA+ ,+ ,解得解得R R2 2=225=225。答案：答案：(1)(1)红红(2)10(2)10(3)0.8(3)0.8(4)225(4)225热点考向点考向2 2实验器材的器材的选择和和实验电路的路的设计【典典题2 2】(2015(2015全国卷全国卷)图甲甲为某同学改装和校准毫安表的某同学改装和校准毫安表的电路路图, ,其中虚其中虚线框内是毫安表的改装框内是毫安表的改装电
22、路。路。(1)(1)已知毫安表表已知毫安表表头的内阻的内阻为100,100,满偏偏电流流为1 mA;R1 mA;R1 1和和R R2 2为阻阻值固定的固定的电阻。若使用阻。若使用a a和和b b两个接两个接线柱柱, ,电表量程表量程为3 mA;3 mA;若使用若使用a a和和c c两个接两个接线柱柱, ,电表量程表量程为10 mA10 mA。由。由题给条件和数据条件和数据, ,可以求出可以求出R R1 1= =_,R_,R2 2=_=_。(2)(2)现用一量程用一量程为3 mA3 mA、内阻、内阻为150150的的标准准电流表流表对改装改装电表的表的3 mA3 mA挡进行校准行校准, ,校准校
23、准时需需选取的刻度取的刻度为0.5 mA0.5 mA、1.0 mA1.0 mA、1.5 mA1.5 mA、2.0 mA2.0 mA、2.5 mA2.5 mA、3.0 mA3.0 mA。电池的池的电动势为1.5 V,1.5 V,内阻忽略不内阻忽略不计; ;定定值电阻阻R R0 0有两种有两种规格格, ,阻阻值分分别为300300和和1 000;1 000;滑滑动变阻器阻器R R有有两种两种规格格, ,最大阻最大阻值分分别为750750和和3 0003 000。则R R0 0应选用阻用阻值为_的的电阻阻,R,R应选用最大阻用最大阻值为_的滑的滑动变阻器。阻器。(3)(3)若若电阻阻R R1 1和和
24、R R2 2中有一个因中有一个因损坏而阻坏而阻值变为无无穷大大, ,利用利用图乙的乙的电路路可以判断出可以判断出损坏的坏的电阻。阻。图乙中的乙中的RR为保保护电阻阻, ,虚虚线框内未画出的框内未画出的电路即路即为图甲虚甲虚线框内的框内的电路。路。则图乙中的乙中的d d点点应和接和接线柱柱_( (选填填“b b”或或“c c”) )相相连。判断依据是：。判断依据是：_。【解解题探究探究】(1)(1)利用利用_去去选择定定值电阻和滑阻和滑动变阻器。阻器。(2)(2)根据根据_判断判断电阻阻的的损坏情况。坏情况。电路中的最大和最小路中的最大和最小电流流电表示数的有无表示数的有无【解析解析】(1)(1
25、)根据电路的串并联关系根据电路的串并联关系, ,使用使用a a和和b b两个接线柱时有两个接线柱时有I Ig gR Rg g=(I=(Iabab-I-Ig g)(R)(R1 1+R+R2 2););使用使用a a和和c c两个接线柱时有两个接线柱时有I Ig g(R(Rg g+R+R2 2)=(I)=(Iacac-I-Ig g)R)R1 1; ;把把R Rg g=100,I=100,Ig g=1mA,I=1mA,Iabab=3mA,I=3mA,Iacac=10mA=10mA代入以上两式解得代入以上两式解得R R1 1=15,=15,R R2 2=35=35。(2)(2)因为校准时需选取的刻度为
26、因为校准时需选取的刻度为0.5 mA0.5 mA、1.0 mA1.0 mA、1.5 mA1.5 mA、2.0 mA2.0 mA、2.5 mA2.5 mA、3.0 mA,3.0 mA,取滑动变阻器阻值为零取滑动变阻器阻值为零, ,当电路中电流最大时当电路中电流最大时I Imaxmax= = =3.0mA, =3.0mA,代入数据解得代入数据解得R R0 0=350,=350,故故R R0 0选规格为选规格为300300的的; ;当电当电路中电流最小时有路中电流最小时有I Iminmin= =0.5mA,= =0.5mA,代入数据解得代入数据解得R=2550,R=2550,所以滑动变阻器所以滑动变
27、阻器R R应选应选30003000的。的。(3)(3)乙图中的乙图中的d d点应和接线柱点应和接线柱c c相连相连, ,这样如果电流表有示数这样如果电流表有示数, ,说明电阻说明电阻R R1 1损坏损坏; ;如果电流表无示数则说明电阻如果电流表无示数则说明电阻R R2 2损坏。损坏。答案：答案：(1)15(1)153535(2)300(2)3003 0003 000(3)c(3)c判断依据见解析判断依据见解析【规律律总结】选择实验仪器的三大原器的三大原则(1)(1)安全性原安全性原则：要能：要能够根据根据实验要求和客要求和客观条件条件选用合适的用合适的仪器器, ,使使实验切切实可行可行, ,能
28、达到能达到预期目期目标。另外。另外还要注意要注意测量量仪器的量程器的量程, ,电阻阻类器件的器件的电流不能超流不能超过允允许通通过的最大的最大电流等。流等。(2)(2)精确性原精确性原则：根据：根据实验的需要的需要, ,选用精度合适的用精度合适的测量工具量工具, ,但但对某某个个实验来来讲, ,精确程度达到要求即可精确程度达到要求即可, ,并不是精度越高越好。并不是精度越高越好。(3)(3)方便性原则：在不违反前两个原则的前提下方便性原则：在不违反前两个原则的前提下, ,尽量使测量电路简单尽量使测量电路简单好接好接, ,测量中的调节控制操作方便。测量中的调节控制操作方便。用分压式接法时用分压式
29、接法时, ,滑动变阻器应该选用阻值较小的滑动变阻器应该选用阻值较小的, ,而额定电流较大而额定电流较大的。的。用限流式接法时用限流式接法时, ,滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的, ,额定额定电流应大于被测电阻的额定电流。电流应大于被测电阻的额定电流。【对点点训练】1.(20151.(2015江西六校江西六校联考考) )某物理某物理兴趣小趣小组要精确要精确测量一只量一只电流表流表G G( (量程量程为1 mA1 mA、内阻、内阻约为100)100)的内阻。的内阻。实验室中可供室中可供选择的器材有：的器材有：电流表流表A A1 1：量程：量程为3 mA,
30、3 mA,内阻内阻约为200;200;电流表流表A A2 2：量程：量程为0.6 A,0.6 A,内阻内阻约为0.1;0.1;定定值电阻阻R R1 1：阻：阻值为10;10;定定值电阻阻R R2 2：阻：阻值为60;60;滑滑动变阻器阻器R R3 3：最大：最大电阻阻20,20,额定定电流流1.5A;1.5A;直流直流电源：源：电动势1.5V,1.5V,内阻内阻0.5;0.5;开关开关, ,导线若干。若干。(1)(1)为了精确了精确测量量电流表流表G G的内阻的内阻, ,你你认为该小小组同学同学应选择的的电流表流表为_、定、定值电阻阻为_。( (填写器材的符号填写器材的符号) )(2)(2)在
31、方框中画出你在方框中画出你设计的的实验电路路图。(3)(3)按照你按照你设计的的电路路进行行实验, ,测得得电流表流表A A的示数的示数为I I1 1, ,电流表流表G G的的示数示数为I I2 2, ,则电流表流表G G的内阻的表达式的内阻的表达式为r rg g=_=_。【解析解析】(1)(1)待测电流表待测电流表G G的量程是的量程是1 mA,1 mA,因此可以选电流表因此可以选电流表A A1 1：量程：量程为为3 mA,3 mA,内阻约为内阻约为200;200;当通过电流表当通过电流表A A1 1的电流等于其量程的电流等于其量程3 mA3 mA时时, ,电路最小电阻约为电路最小电阻约为R
32、= =500,R= =500,则定值电阻最小应为则定值电阻最小应为R R定定=R-R=R-RA1A1-R-RG G=500-200-100=200,=500-200-100=200,为保证电路安全为保证电路安全, ,定值电阻阻值应大一点定值电阻阻值应大一点, ,定值电阻应选定值电阻应选R R2 2：阻值为：阻值为60;60;(2)(2)待测电流表与定值电阻并联待测电流表与定值电阻并联, ,然后由电流表测然后由电流表测出并联电流出并联电流, ,滑动变阻器采用分压接法滑动变阻器采用分压接法, ,电路图如电路图如图所示。图所示。(3)(3)电流表电流表A A的示数为的示数为I I1 1, ,电流表电
33、流表G G的示数为的示数为I I2 2, ,通过定值电阻的电流为通过定值电阻的电流为I=II=I1 1-I-I2 2, ,电流表电流表G G两端的电压两端的电压U=IRU=IR2 2, ,待测电流表内阻待测电流表内阻r rg g= =答案：答案：(1)A(1)A1 1R R2 2(2)(2)电路图见解析电路图见解析(3)(3)2.(20152.(2015合肥一模合肥一模) )在在“描描绘标有有9 V9 V5 W5 W小灯泡伏安特性曲小灯泡伏安特性曲线”的的实验中中, ,要求要求测量从量从0 V0 V到到9.0 V9.0 V的的电压下通下通过小灯泡的小灯泡的电流流, ,实验室提室提供了下列器材供
34、了下列器材A.A.电流表流表A A1 1( (量程量程100 mA,100 mA,内阻内阻1)1)B.B.电流表流表A A2 2( (量程量程0.6 A,0.6 A,内阻内阻0.3)0.3)C.C.电压表表V V1 1( (量程量程3.0 V,3.0 V,内阻内阻3 k)3 k)D.D.电压表表V V2 2( (量程量程15.0 V,15.0 V,内阻内阻10 k)10 k)E.E.滑滑动变阻器阻器R R1 1( (最大阻最大阻值为50)50)F.F.滑滑动变阻器阻器R R2 2( (最大阻最大阻值为500)500)G.G.电源源E(E(电动势15 V,15 V,内阻忽略内阻忽略) )H.H.
35、电键、导线若干若干(1)(1)为了提高了提高测量准确度和有效性量准确度和有效性, ,应选择的器材的器材为( (只需填写器材只需填写器材前面的字母即可前面的字母即可) )电流表流表_;_;电压表表_;_;滑滑动变阻器阻器_。(2)(2)如图如图1 1下列给出的测量电路中下列给出的测量电路中, ,最合理的是最合理的是_。(3)(3)某同学用正确的方法分某同学用正确的方法分别测得两只灯泡得两只灯泡L L1 1和和L L2 2的伏安特性曲的伏安特性曲线如如图3 3中中和和所示。然后又将灯泡所示。然后又将灯泡L L1 1、L L2 2分分别与与电池池组连成如成如图2 2所示所示电路。路。测得通得通过L
36、L1 1和和L L2 2的的电流分流分别为0.30 A0.30 A和和0.60 A,0.60 A,则电池池组的的电动势为_V,_V,内阻内阻为_(_(数数值取到小数点后一位取到小数点后一位) )。【解析解析】(1)(1)因灯泡的额定电压为因灯泡的额定电压为9 V,9 V,故电压表应选故电压表应选V V2 2; ;额定电流为额定电流为0.56 A,0.56 A,故电流表应选故电流表应选A A2 2, ,滑动变阻器采用分压式接法滑动变阻器采用分压式接法, ,应该选择最大应该选择最大阻值较小的阻值较小的, ,有利于数据的测量。故选有利于数据的测量。故选R R1 1。(2)(2)要求测量从要求测量从0
37、 V0 V到到9.0 V9.0 V的电压下通过小灯泡的电流的电压下通过小灯泡的电流, ,所以应采用分所以应采用分压式接法。由于灯泡电阻更接近电流表内阻压式接法。由于灯泡电阻更接近电流表内阻, ,所以采用电流表外接法。所以采用电流表外接法。故选故选B B。(3)(3)由图可知由图可知, ,灯光灯光L L1 1电流为电流为0.30 A0.30 A时时, ,电压为电压为8.0 V;L8.0 V;L2 2电流为电流为0.60 A0.60 A时时, ,电压为电压为6.0 V;6.0 V;因灯泡直接接在电源两端因灯泡直接接在电源两端, ,故灯泡电压即为电源输出电故灯泡电压即为电源输出电压压, ,故由闭合电
38、路欧姆定律可知：故由闭合电路欧姆定律可知：E=8.0+0.30r,E=6.0+0.60r;E=8.0+0.30r,E=6.0+0.60r;联立两联立两式解得：式解得：r=6.7;E=10.0 Vr=6.7;E=10.0 V。答案：答案：(1)B(1)BD DE E(2)B(2)B(3)10.0(3)10.06.76.7热点考向点考向3 3实验数据的数据的处理及理及实物的物的连接接【典典题3 3】(2015(2015海南高考海南高考) )某同学利用某同学利用图甲所示甲所示电路路测量量电容器充容器充电时两极板两极板间的的电压随随时间的的变化。化。实验中使用的器材中使用的器材为：电池池E(E(内内阻
39、很小阻很小) )、开关、开关S S1 1和和S S2 2、电容器容器C(C(约100F)100F)、电阻阻R R1 1( (约200k)200k)、电阻阻R R2 2(1k)(1k)、电压表表 ( (量程量程6 V)6 V)、秒表、秒表、导线若干。若干。(1)(1)按按图甲所示的甲所示的电路原理路原理图将将图乙中乙中实物物图连线。(2)(2)先先闭合开关合开关S S2 2, ,再断开开关再断开开关S S2 2, ,闭合开关合开关S S1 1, ,同同时按下秒表开始按下秒表开始计时。若某若某时刻刻电压表的示数如表的示数如图丙所示丙所示, ,电压表的表的读数数为_V_V( (保留保留2 2位小数位
40、小数) )。(3)(3)该同学每隔同学每隔10s10s记录一次一次电压表的表的读数数U,U,记录的数据如下表所示的数据如下表所示, ,在在给出的坐出的坐标纸上上绘出出U-tU-t图线。已知只有一个数据点。已知只有一个数据点误差差较大大, ,该数数据点据点对应的表中的的表中的时间是是_s_s。时间时间t/st/s10.010.020.020.030.030.040.040.050.050.060.060.0电压电压U/VU/V2.142.143.453.454.234.234.514.515.005.005.185.18(4)(4)电路中路中C C、R R2 2和和S S2 2构成的回路的作用是
41、构成的回路的作用是_。【解解题探究探究】(1)(1)连接接实物物图时要要_进行。行。(2)(2)电压表的分度表的分度值为0.1V,0.1V,读数数时要估要估读到到_。(3)(3)绘制制图线时要舍去要舍去_的点。的点。按照一定的按照一定的顺序序0.01 V0.01 V偶然偶然误差差较大大【解析解析】(1)(1)实物连线如图所示实物连线如图所示(2)(2)电压表的量程为电压表的量程为6 V,6 V,分度值为分度值为0.1 V,0.1 V,所以读数为所以读数为3.60 V3.60 V。(3)(3)根据表格中数据描点连线如图所示根据表格中数据描点连线如图所示, ,由图像可以看出由图像可以看出40s40
42、s时的数据时的数据偏离较大偏离较大, ,所以所以40s40s时的数据误差较大。时的数据误差较大。(4)(4)电路中电路中C C、R R2 2和和S S2 2构成的回路构成的回路, ,可以使充电的电容器很快放电可以使充电的电容器很快放电, ,以便以便多次测量。多次测量。答案：答案：(1)(1)见解析见解析(2)3.60(2)3.60(3)(3)图见解析图见解析4040(4)(4)可以使充电的电容器很快放电可以使充电的电容器很快放电, ,以便多次测量以便多次测量【对点点训练】1.1.某同学在用某同学在用电流表和流表和电压表表测电池的池的电动势和内阻的和内阻的实验中中, ,串串联了一只了一只2.52
43、.5的保的保护电阻阻R R0 0, ,实验电路如路如图所示。所示。(1)(1)请按按图甲甲电路原理路原理图把把图乙乙实物物电路路连接起来。接起来。(2)(2)该同学同学顺利完成利完成实验, ,测定下列数据。根据数据在定下列数据。根据数据在图丙坐丙坐标图中画中画出出U-IU-I图, ,由由图知：知：电池的池的电动势为_,_,内阻内阻为_。I/AI/A0.10.10.170.170.230.230.300.30U/VU/V1.201.201.001.000.800.800.600.60(3)(3)考考虑电表本身表本身电阻阻对测量量结果的影响果的影响, ,造成本造成本实验系系统误差的原差的原因：因：
44、_。(4)(4)实验所得的所得的电池的池的电动势和内阻的和内阻的测量量值与真与真实值比比较,E,E测_E_E真真, ,r r测_r_r真真( (选填填“”“=”)”)。【解析解析】(1)(1)对照电路图连线即可对照电路图连线即可, ,要注意电表的极性要注意电表的极性, ,实物图连线如实物图连线如图：图：(2)U-I(2)U-I图线是一条倾斜的直线图线是一条倾斜的直线, ,描点连线如图所示。描点连线如图所示。纵轴截距为纵轴截距为1.5,1.5,所以电动势：所以电动势：E=1.5VE=1.5V。图线的斜率：图线的斜率：k= =3.0,k= =3.0,则内阻：则内阻：r=3.0-2.5=0.5r=3
45、.0-2.5=0.5。(3)(3)电流表所测的电流小于通过电源的电流电流表所测的电流小于通过电源的电流, ,因为电压表内阻有分流作因为电压表内阻有分流作用。用。(4)(4)保护电阻等效到电源的内部保护电阻等效到电源的内部, ,电压表测的电压为外电压电压表测的电压为外电压, ,电流表所电流表所测的电流偏小测的电流偏小, ,作出作出U-IU-I图线的测量图线和实际图线图线的测量图线和实际图线( (虚线表示实际图虚线表示实际图线线) )从图线可以看出从图线可以看出, ,电动势和内阻的测量值均小于真实值。电动势和内阻的测量值均小于真实值。答案：答案：(1)(1)见解析图见解析图(2)1.5 V(2)1
46、.5 V0.50.5(3)(3)电压表内阻分流电压表内阻分流(4)(4) 2.(20152.(2015福建高考福建高考) )某学某学习小小组探究一小探究一小电珠在不同珠在不同电压下的下的电功率功率大小大小, ,实验器材如器材如图甲所示甲所示, ,现已完成部分已完成部分导线的的连接。接。(1)(1)实验要求滑要求滑动变阻器的滑片从左到右移阻器的滑片从左到右移动过程中程中, ,电流表的示数从流表的示数从零开始逐零开始逐渐增大增大, ,请按此要求用笔画按此要求用笔画线代替代替导线在在图甲甲实物接物接线图中中完成余下完成余下导线的的连接。接。(2)(2)某次某次测量量, ,电流表指流表指针偏偏转如如图
47、乙所示乙所示, ,则电流表的示数流表的示数为_A_A。(3)(3)该小小组描描绘出的伏安特性曲出的伏安特性曲线如如图丙所示丙所示, ,根据根据图线判断判断, ,将将_只相同的小只相同的小电珠并珠并联后后, ,直接与直接与电动势为3 V3 V、内阻、内阻为11的的电源源组成成闭合回路合回路, ,可使小可使小电珠的珠的总功率最大功率最大, ,其其总功率的功率的值约为_W(_W(保留两位小数保留两位小数) )。【解析解析】(1)(1)要使电流表示数从零逐渐增加要使电流表示数从零逐渐增加, ,滑动变阻器应采用分压接滑动变阻器应采用分压接法法, ,实物接线图如图所示。实物接线图如图所示。(2)(2)由于
48、最小刻度值为由于最小刻度值为0.02 A,0.02 A,因此示数为因此示数为0.44 A0.44 A。(3)(3)电源内阻为电源内阻为1,1,所以当外电路总电阻等于电源内阻时所以当外电路总电阻等于电源内阻时, ,消耗电功率消耗电功率最大最大, ,此时外电路电压等于内电压等于此时外电路电压等于内电压等于1.5 V,1.5 V,由图丙知当小电珠电压由图丙知当小电珠电压等于等于1.5 V1.5 V时电流约为时电流约为0.38 A,0.38 A,此时电阻约为此时电阻约为R= =3.95,R= =3.95,并联后的并联后的总电阻为总电阻为1,1,所以需要所以需要4 4个小电珠个小电珠, ,小电珠消耗的总功率约为小电珠消耗的总功率约为P= P= W=2.25 W W=2.25 W。答案：答案：(1)(1)见解析见解析(2)0.44(2)0.44(3)4(3)42.252.25
