(创新导学案X年高考物理总复习配套课件：热点四

选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）热点专题系列(四)电学实验的“三个选择”电学实验是高考的必考内容，纵观近几年的高考试题，年年都有相关试题出现，主要考查实验原理的理解、实验器材及电路的选择、实验数据的处理、实验误差的分析等。一、控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据：(1)负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(2)若负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器总阻值R，应选分压电路。(3)若负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器总阻值R或相差不多，且没有要求电压从零可调，应选限流电路。(4)两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路消耗的总功率小。(5)特殊问题要具体问题具体分析。二、测量电路的选择对伏安法测电阻，应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(1)阻值判断法：当RV≫Rx时，采用电流表“外接法”；当Rx≫RA时，采用电流表“内接法”。(2)倍率比较法：①当RVRx＝RxRA，即Rx＝RV·RA时，既可选择电流表“内接法”，也可选择“外接法”。②当RVRx＞RxRA即Rx＜RV·RA时，采用电流表外接法；③当RVRx＜RxRA即Rx＞RV·RA时，采用电流表内接法。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(3)试触法：ΔUU与ΔII比较大小：①若ΔUU＞ΔII，则选择电压表分流的外接法；②若ΔII＞ΔUU，则选择电流表的内接法。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）三、实验器材的选择1．安全因素通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流。2．误差因素选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程。使指针有较大偏转(一般取满偏度的)；使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近。3．便于操作选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较小的。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）4．实验的实际要求【典例】(2014·福州模拟)一个标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡，其灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一探究性学习小组在实验室研究这一问题，现实验室备有以下实验器材：器材名称代号参数电池组E电动势9V，内阻约为0.5Ω电压表V1量程0～5V，内阻约为2.0kΩ电压表V2量程0～15V，内阻约为3.0kΩ电流表A1量程0～0.3A，内阻约为2.0Ω选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，测量结果尽可能准确。电流表A2量程0～6A，内阻约为0.4Ω滑动变阻器R10～10Ω，额定电流2A滑动变阻器R20～100Ω，额定电流0.5A固定电阻R05Ω，额定电流5A开关S一个导线M若干选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(1)现在有如图所示的甲、乙、丙、丁四个电路，其中可选用的电路有________。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(2)在实验中，应当选用的实验器材有电压表________，电流表________，滑动变阻器________。(填器材名称代号)(3)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的IU图线如图所示，试根据图线中给出的数据，求出小灯泡在工作点A和B的电阻值分别为________、________。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）【解析】(1)要求灯泡上的电压从0开始调节，因此滑动变阻器要用分压式接法，甲、乙图错误；丙图中滑动变阻器上串联保护电阻，因此，灯泡上的电压也不能从0开始连续调节，所以应选丁图。(2)选取电表时，电表的量程要稍大于被测元件的最大值，因为灯泡标有“3.8V，0.3A”，因此，电压表选择V1；电流表选择A1；滑动变阻器为分压式接法，应选总阻值较小的滑动变阻器R1。(3)根据R＝得A点电阻为6.3Ω(结果为5.9～6.5Ω都对)；B点电阻为10Ω。【答案】(1)丁(2)V1A1R1(3)6.3Ω10Ω选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）1．两位同学在实验室中利用如图甲所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据。并根据数据描绘了如图乙所示的两条UI图线。回答下列问题：选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知()A．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据B．甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据C．乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据D．乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据(2)图像中两直线的交点表示的物理意义是()A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5WD．电源的效率达到最大值选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(3)根据图乙，可以求出定值电阻R0＝________Ω，电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6A，试说明理由。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）【解析】(1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大。甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制的图像，B错误，A正确；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制的图像，C错误，D正确。(2)图像中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图像可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）定值电阻R0消耗的功率为P＝U2I＝1.0×0.5W＝0.5W，C正确；电源的效率为U越大，效率越大，D错误。(3)从图象可以得出定值电阻R0的阻值为R0＝U2I＝1.00.5Ω＝2.0Ω，从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.5V，即电源的电动势为1.5V，图象斜率的绝对值为：k＝ΔU1ΔI＝0.50.5＝1.0，即电源的内电阻为r＝1.0Ω。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）【答案】(1)AD(2)BC(3)2.01.51.0(4)不能，理由见解析(4)该电路中的电流为I＝ER＋R0＋r，当R最小时，电流最大，最大值为Im＝ER0＋r＝1.52.0＋1.0A＝0.5A，故该电路中电流表的读数不能达到0.6A。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）2．(2014·宣城模拟)如图甲所示为某同学测绘额定电压为2.5V的小电珠的IU图线的实验电路图。(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接成完整的实验电路。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(2)开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于________(选填“A端”“B端”或“AB正中间”)。(3)已知小电珠灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，热力学温度T与摄氏温度t的关系为T＝273＋t，根据如图所示的小电珠的IU特性曲线，估算该小电珠以额定功率工作时灯丝的温度约为________℃(保留两位有效数字)。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）【答案】(1)实物连线图如图所示(2)A端(3)1.6×103选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）3．要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约为2kΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻5kΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）(1)有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是________；(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1的内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连好)，并标出所选元件的相应字母代号；(3)由上问写出V1的内阻RV的表达式，说明式中各测量量的物理意义。选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）【解析】由题意知电压表V1的电流约为IV＝A＝1×10－3A≪0.6A，所以电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流，要测量电压表V1的内阻RV，需要知道电压表V1的电压和流过的电流，电压表V1的电压可由其自身读出，要想清楚其电流，定值电阻可作为电流表使用，必须知道定值电阻两端的电压，由于电压表V2的量程是5V，用它测出电压表V1与一个定值电阻的总电压就可以知道定值电阻的电压，由于电压表V2的量程是5V与电压表V1的量程2V相差不大，为减小误差，应该选用定值电阻的阻值与电压表V1的内阻相差不多的阻值，定值电阻应选3kΩ；选修3－1第七章直流电路高考总复习·物理（JK）电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，则电压表V1的内阻RV＝U1U2－U1R2＝U1R2U2－U1；因为电压表V1、电压表V2及R2组成的电路的总阻值约为2.5kΩ比滑动变阻器R3最大阻值100Ω大得多，滑动变阻器R3应选用分压式接法，实验电路图如图所示。【答案】(1)电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流(2)实验电路图见解析(3)RV＝U1R2U2－U1，U1表示V1的电压，U2表示V1和R2串联的总电压。