2019年高考物理二轮复习专题18电学实验讲含解析2.pdf
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1、 电学实验 电学实验 实验 实验七:测定金属的电阻率(同 时练习使用螺旋测微器) 实验八:描绘小电珠的伏安特性 曲线 实验九:测定电源的电动势和内 阻 实验十:练习使用多用电表 实验十一:传感器的简单使用 1 要求会正确使用的仪器主要有 : 刻度尺、 游标卡尺、 螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点 计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动 变阻器、电阻箱等。 2要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差 的概念,知道系统误差和偶然误差;知道用多次测量 求平均值的方法减少偶然误差;能在某些实验中分析 误差的主要来源;不要求计算误差。 3要求知道有效数字的概念,会用有效数字表达直
2、 接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求。 纵观近几年高考试题,预测 2019 年物理高考试题还会考: 与电阻测量有关的电学实验仍是今年年高考命题的热点,同进伴随对基本仪器的读数能力的考查,命题形 式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等;重视对实验操作能力的考查;实验器 材的选择,包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择 考向 01 电学测量仪器与读数考向 01 电学测量仪器与读数 1.讲高考1.讲高考 (1)考纲要求 掌握电流表、电压表和多用表的使用方法及电流表、电压表和多用表的读数方法;掌握多用表的使用方法。 (2)命题规律 与电阻测量有关的电学实验仍是 2015
3、年高考命题的热点,同进伴随对基本仪器的读数能力的考查 案例 1案例 1 某实验小组利用如图 (a) 所示的电路探究在 2580范围内某热敏电阻的温度特性, 所用器材有 : 置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25时的阻值)为 900.0 :电源E(6V,内阻 可忽略) : 电压表 (量程 150 mV) : 定值电阻R0(阻值 20.0 ) ,滑动变阻器R1(最大阻值为 1 000 ) : 电阻箱R2(阻值范围 0-999.9 ):单刀开关 S1,单刀双掷开关 S2。 实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至 80.0,将 S2与 1 端接通,闭合 S1,调节R
4、1 的滑片位置,使电压表读数为某一值U0: 保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将 S2与 2 端接通,调 节R2,使电压表读数仍为U0:断开 S1,记下此时R2的读数,逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2 的阻值,直至温度降到 25.0C,实验得到的R2-t数据见下表。 案例2案例2 【2017新课标卷】 (9分) 图 (a) 为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。 图中E是电池 ;R1、R2、 R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻 ; 表头G的满偏电流为 250 A,内阻为 480 。虚线方框内为换 挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有 5 个挡位,5 个挡
5、位为 : 直流电压 1 V 挡和 5 V 挡,直 流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡,欧姆100 挡。 (1)图(a)中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接。 (2)关于R6的使用,下列说法正确的是_(填正确答案标号)。 A在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得R1+R2=_,R4=_。 (4) 某次测量时该多用电表指针位置如图 (b) 所示。 若此时B端是与 “1” 相连的, 则多用电表读
6、数为_ ; 若此时B端是与“3”相连的,则读数为_;若此时B端是与“5”相连的,则读数为_。 (结果均保留 3 位有效数字) 【答案】(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA(或 1.48 mA) 1 100 2.95V 【 考点定位】多用电表的使用 【方法技巧】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键,在平时实验训练过 程中要多加注意规范操作和正确使用。 2讲基础2讲基础 (1)电学测量仪器的使用与读数 仪器极性量程选择读数 电流表 电压表 使指针指示比满偏刻 度的 多的位置 1 3 3 V 和 3 A量程估 读到最小分度的 ;15 V 量程估 1
7、 10 读到最小分度的1 5 ;0.6 A 量程应估 读到最小分度的1 2 欧姆表 有正、负极 的电表,电 流由电表的 正极流入, 负极流出 使指针尽量指在表盘取两位有效数字 中间位置并乘以相应挡位 的倍率 (2)多用电表使用“四注意”: 极性:从电表外部看,电流应从红表笔(“+”极)流入电表,从黑表笔(“-”极)流出电表。 功能:利用多用电表测电压和电流时,选择开关对应的是电表的量程;而测电阻时,选择开关对应的是倍率。 调零:测量电阻时,要进行两次调零:机械调零和欧姆调零。“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,
8、调整的是欧姆调零旋 钮。 保护:测电阻时,应把被测电阻从电路中拆下测量;多用电表长期不用时,必须取出表内的电池。 3讲典例3讲典例 案例 1案例 1某实验小组要测量某一段金属丝的电阻率。 (1)实验时先用螺旋测微器测量金属丝的直径,用米尺测量金属丝接入电路后的长度,如图下所示,则金 属丝的直径d_mm,金属丝的长度l_ cm. (2)若金属丝的电阻大约为 5 欧,实验室给出了下列器材: A电池组(3 V,内阻 1 ) B电流表(03 A,内阻 0.0125 ) C电流表(00.6 A3 A,内阻 0.125 ) D电压表(03 V15 V,内阻 3 k) E滑动变阻器(020 ,额定电流 1
9、A) F滑动变阻器(02000 ,额定电流 0.3 A) G开关、导线 为了使测量尽可能减小误差,电流表应选用量程_A,滑动变阻器应选用_(填写器材前字母 序号) ,安培表应采用_ (填“内”或“外”)接法 (3)右上图是某同学根据所选器材设计电路,连接了部分电路,请你再用两根导线帮他把电路连接完整 (4)根据所选器材调节滑动变阻器,测得的一组电压和电流如下图所示,则电流表的示数为_A, 电压表的示数为_V,结合前面测得的数据求得金属丝的电阻率为_m 【答案】 0.7980.800 60.10 0.6 E 外 0.48 2.20 3.81106 (3)由于本实验要使流过电阻的电流不能太大,因为
10、电流过大,电阻的阻值变化较大,测量误差较大,所以 滑动变阻器应用限流式,电流表外接,电路如图: (4)由图可得:电压表示数为:U=2.2V,电流表示数为:I=0.48A,根据和,联立解得: m。 【趁热打铁】【趁热打铁】某实验小组为了研究多用电表欧姆挡的原理,选用了 MF141 型多用电表,它的表盘如图 1 所示。欧姆挡内部电路的一部分如图 2 所示,电阻 Ro=4.20k,,Rp=3.30k,表头满偏电流 Ig= 19 7A, 内阻 rg=457。虚线框内的电路可等效为一个电流表 G,设等效电流表 G 允许输入的最 大电流为 IG。 (1)当滑动变阻器的滑动头 P 在 a 端时,IG=_A(
11、计算结果保留三位有效数字) ;当滑动 变阻器的滑动 头P从a端滑到b端的过程, 滑动变阻器接入电路中电阻如何变化_, 虚线框中的总电阻如何变化_。(填 “逐渐增大” 、“逐渐减小” 、“先增大后减小”或“先减小后增大” ) (2)如图 3 甲所示, 电源电动势 E=1.5v, 内阻 r1=0. 6, RG =3. 95k。 接入 R1对应为多用电表的1 挡。 A、 B 两个表笔中_是黑表笔,红黑表笔短接进行调零后(即调节 P 的位置) ,虚线框内的等效电阻为_。 (3)如图 3 乙所示, 将电阻 R1换成电阻 R2, 对应为多用电表的10 挡, 则 R1 与 R2 相比应有 R2_ R1(填
12、“大于” 、“等于”或“小于” ) 。在完成第(2)问的调零后,将多用电表由1 档换为10 挡后,重新进行 调零时,应将 P 向_端滑动。 (填“a”或“b” ) (4)如图 4 所示为该多用电表的1K 挡的电路。其中电源电动势 E2=10. 5V,内阻 r2=5000, R1=38k。将 红黑表笔短接,进行电阻调零后,虚线框内的总电阻应为_k。 【答案】 373; 逐渐减小; 逐渐减小; B; 39.4 大于; a; 40 (4) 该多用电表的1K 挡的电路由图 1 可知,多用电表的中值电阻为 40000 ,中值电阻为欧姆表的内阻, 即为虚线框内的总电阻。 点睛:解决本题关键理解多用电表中的
13、欧姆档,中值电阻为欧姆表的内阻,中值电阻可以通过表头读出, 但注意在表盘上的中间数值要乘以相应的倍率。 (2)本题关键要从减小实验误差的角度选择仪器,能根据欧姆定律解答。 考向 02 控制电路和内外接法考向 02 控制电路和内外接法 1.讲高考1.讲高考 (1)考纲要求 掌握滑动变阻器的使用方法及连接方法,会用伏安法测电阻 (2)命题规律 命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等 案例 1案例 1一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 ) ;可视为理想电压表。S1为单刀开关,S2位单刀双掷开关,E为电源,R为滑动变
14、阻器。采用如下步 骤完成实验: (1)按照实验原理线路图(a) ,将图(b)中实物连线_; (2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合 S1; (3)将开关 S2掷于 1 端,改变滑动变阻器动端的位置,记下此时电压表的示数U1; 然后将 S2掷于 2 端, 记下此时电压表的示数U2; (4)待测电阻阻值的表达式Rx=_(用R0、U1、U2表示) ; (5)重复步骤(3) ,得到如下数据: 12345 U1/V0.250.300.360.400.44 U2/V0.861.031.221.361.49 3.443.433.393.403.39 (6)利用上述 5 次测量所得的平均值,求得Rx=_。
15、 (保留 1 位小数) 【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国 III 卷) 【答案】 如图所示: 48.2 【解析】 【命题意图】 本题主要考查电阻测量、欧姆定律、电路连接研及其相关的知识点。 案例 2案例 2【2017新课标卷】(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 3.8 V,额定电流 0.32 A) ; 电压表V(量程 3 V,内阻 3 k) ; 电流表(量程 0.5 A,内阻 0.5 V A );固定电阻R0(阻值 1 000 );滑动变阻器R(阻值 09.0 );电源E(电动势 5 V,内阻不计); 开关 S;导线若干。
16、考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线 【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻外接法,电压从 0 开始 测量分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化,注意纵轴是电流。第(3)问求小灯泡消耗的 实际功率较难,因小灯泡的阻值随电流的变化而变化,通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、 电压值。 案例 3案例 3【2016全国新课标卷】(9 分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表的内 V 阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值 99 999.9 ),滑动变阻器R1(最大阻 值 50 ),滑动变阻器R2(最大阻值 5 k),
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- 2019 年高 物理 二轮 复习 专题 18 电学 实验 解析
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