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文档介绍
【物理】2019届一轮复习人教版 电学实验 学案
知识网络 考情分析 1.主要题型:填空题、连线题、画图题 2.命题特点 (1)分析近几年的高考,考查的方向基本不变,主要体现在:①基本仪器的使用及读数.②电表的改装、仪器的选择.③以测量电阻、电源电动势为核心的电 实验.④实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计方面. (2)基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点,同时注重对实验操作过程的考查和创新设计实验的考查. 3.思想方法 常用方法:等效替代法、控制变量法、累积法. 滑动变阻器的接法:分压式、限流式. 电流表的接法:内接法、外接法. 考点一 多用表的使用 核心知识 1.多用表的电流 多用表的电压和电流 2.“机械零点”与“欧姆零点” “机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮. 3.欧姆表刻度不均匀的原因 当红、黑表笔短接时,调节滑动变阻器R0(即欧姆调零),使灵敏电流计满偏,Ig=,此时中值电阻R中=Rg+R0+r,当两表笔接入电阻Rx时I=,电阻Rx与电路中的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻度不均匀. 规律方法 “使用多用电表测电阻”的步骤 步骤一:机械调零. 步骤二:选倍率,一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率,如估计值为200 Ω就应该选×10的倍率,使指针的偏转角度在满偏到满偏之间为测量的有效范围. 步骤三:进行欧姆调零. 步骤四:将红、黑表笔接在被测电阻的两端进行测量,将指针示数乘以倍率得测量值. 步骤五:测量结束后,将选择开关旋至OFF或交流电压最高挡. 特别注意:用欧姆挡测电阻时,如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大),应该适当增大倍率重新调零后再测量;如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小),应该适当减小倍率重新调零后再测量. 典例分析 【例1】 (2017年高考·江苏卷)某同 通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图甲所示,继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的电阻约20 Ω,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示. t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1+ + (1)提供的实验器材有:电源E1(3V,内阻不计)、电源E2(6V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0 200 Ω)、滑动变阻器R2(0 500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0 999.9 Ω)、开关S、导线若干.为使该装置实现对30 80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用________(填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用________(填“R1”或“R2”). (2)实验发现电路不工作.某同 为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图乙所示的选择开关旋至________(填“A”“B”“C”或“D”). (3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查.在图甲中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针________(填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针________(填“偏转”或“不偏转”). (4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合,下列操作步骤的正确顺序是________.(填写各步骤前的序号) ①将热敏电阻接入电路 ②观察到继电器的衔铁被吸合 ③断开开关,将电阻箱从电路中移除 ④合上开关,调节滑动变阻器的阻值 ⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω 【答案】(1)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转 (4)⑤④②③① 【例2】 某 生实验小组利用图所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 ”挡内部电路的总电阻,使用的器材有多用电表; 电压表:量程5 V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5 Ω;导线若干 回答下列问题: (1)将多用电表挡位调到电阻 “×1 ”挡,再将红表笔和黑表笔____________,调零点. (2)将图中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端. (3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图 (a)所示,这时电压表的示数如图 (b)所示,多用电表和电压表的读数分别为________ Ω和________V. (4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 Ω和4.00 V.从测量数据可知,电压表的内阻为________ Ω. (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图所示.根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为________V,电阻“×1 ”挡内部电路的总电阻为________ Ω. (4)当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时,多用电表读数即电压表内阻,所以电压表内阻为12.0 Ω. 【答案】 (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0 规律总结 电压表、电流表、多用电表的读数技巧 (1)对电表读数问题,要先弄清楚电表的精确度,即每小格的数值,再确定估读的方法,是、还是估读,明确读数的小数位数. (2)多用电表的使用问题,在弄清其基本原理的基础上,会选择测量项目及量程、挡位,能区分机械调零和欧姆调零的区别,掌握测量电阻的步骤,此外,会看多用电表表盘,最上排不均匀刻度为测电阻时读数刻度,读出表盘刻度后应乘以挡位倍率;中间刻度是均匀的,为测量电压和电流的读数刻度,下面三排数字均为方便读数所标注;最下排刻度专为测量2.5 V以下交流电压所用,一般较少使用. 考点二 以测电阻为核心的电 实验 核心知识 1.电流表内接法与外接法的判断方法 (1)比值判断法 若<,应选用内接法;若>,应选用外接法. (2)临界值判断法 若Rx>,应选用内接法;若Rx<,应选用外接法;若Rx=R0,内、外接法均可. (3)试触法 若电流表示数较电压表示数变化明显,说明外接时电压表分流作用大,应采用内接法;若电压表示数较电流表示数变化明显,说明内接时电流表的分压作用大,应采用外接法. 2.滑动变阻器限流接法与分压接法的选取原则 (1)限流式接法选取原则 一般在滑动变阻器总电阻R0与用电器电阻Rx相差不大时,若既不要求较大范围内调节电流和电压,又不要求从零开始读数,则优先选择限流式接法. (2)分压式接法选取原则 ①滑动变阻器的总电阻R0远小于用电器电阻Rx或电路中串联的其他电阻的阻值,即Rx≫R0; ②要求用电器Rx的电流或电压从零开始连续变化; ③采用限流式接法时,电路中的最小电流大于用电器Rx的额定电流,或给定的仪表量程偏小. 三条中满足一条,采用分压接法. 规律方法 测电阻实验时仪表的选择及接法 (1)仪表选择的三个主要原则:安全性(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节). (2)选择电流表内外接法的口诀:“好表要内接”(越接近理想电流表,其分压的影响越小)或“内大大”(大电阻适合电流表内接法,测量值比实际值偏大). (3)选择滑动变阻器接法的口诀:“以小控大用分压”(并联总电阻主要由小电阻决定,并联总电流主要由电阻小的支路决定,故并联电路对小电阻的变化更敏感,即小电阻“控制”着大电阻). (4)电表有时可反常规使用:已知内阻的电压表可当电流表使用,已知内阻的电流表可当电压表使用. (5)定值电阻的常见用途:保护电路、分压或分流. (6)电压表量程的选择:比电源电动势略大或相差不多. (7)电流表量程的选择:和电压表量程与被测电阻的比值相差不多. 典例分析 【例1】在把电流表改装成电压表的实验中,需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻,其主要操作步骤如下: ①接通S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度; ②再接通S2,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的一半; ③读出R2的阻值,即可认为电流表的内阻rg=R2. 现备有如下器材: A.电流表(量程0 100 μA,内阻约为100 Ω) B.电阻箱(范围0 9.9 Ω) C.电阻箱(范围0 999.9 Ω) D.电阻箱(范围0 99 999 Ω) E.电源(电动势3 V,内阻不计) F.电源(电动势6 V,内阻不计) G.开关和若干导线 (1)电路图中R1应选________,R2应选________,电源应选________.(填入所选器材的字母代号) (2)实验中读得R2的阻值为100 Ω,若将此电流表改装成量程为3 V的电压表,应________联一个阻值为________Ω的电阻. (3)若用此改装表去测量一稳恒电压,则测量值和真实值相比________.(填“偏大”或“偏小”) (2)实验中读得R2的电阻值为100Ω,则电流表内阻的测量值为100Ω ,若将此电流表改装成量程为3V的电压表,应串联一个阻值为Ω-100Ω=29 900Ω的电阻. (3)由上面分析可知,实验中测量的电流表内阻偏小,导致改装为电压表时串联的分压电阻偏大,若用此改装表去测量一稳定电压,流过电流表的电流偏小,指针的偏角偏小,则测量值和真实值相比偏小. 【答案】(1)D C F (2)串 29 900 (3)偏小 【例2】电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同 利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下: 待测电压表(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干. (1)虚线框内为该同 设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整. (2)根据设计的电路,写出实验步骤:___________________________________. (3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′,与电压表内阻的真实值RV相比,RV′________RV(填“>”“=”或“<”),主要理由是________________________________________________________. (2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏;读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻 (3)> 断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV′>RV(其他合理说法也可) 【例3】 (2017年高考·天津卷)某同 想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同 选用的器材除开关、导线外,还有: 电压表V1(量程0 3 V,内阻等于3 Ω) 电压表V2(量程0 15 V,内阻等于15 Ω) 电流表A1(量程0 200 mA,内阻等于10 Ω) 电流表A2(量程0 3 A,内阻等于0.1 Ω) 滑动变阻器R1(0 10 Ω,额定电流2 A) 滑动变阻器R2(0 1 Ω,额定电流0.5 A) 定值电阻R3(阻值等于1 Ω) 定值电阻R4(阻值等于10 Ω) 定值电阻R5(阻值等于1 Ω) 电源E(E=6 V,内阻不计) (1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁. (2)该同 描绘出的I-U图象应是下图中的________. (2)小灯泡的电阻随温度升高而变大,因此该同 描绘出的I-U图象应该为图B. 【答案】 (1)电路如解析图 (2)B 规律总结 1.仪器的选择 (1)电源的选择:一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源. (2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;电表的指针摆动的幅度不宜较大,一般应使指针能达到半偏左右. 2.电路的选择 (1)测量电路的选择 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差 电流表的分压 电压表的分流 测量结果 R测=>Rx,偏大 R测=查看更多
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