（新课标）2020版高考物理二轮复习 专题八 第2讲 电学实验课件

第2讲电学实验[做真题·明考向][研考向·提能力][建体系·记要点]目录ONTENTSC4[限时练·通高考]专题八实验技能与创新[网络构建][要点熟记]1．对电压表、电流表读数问题，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12、15还是110估读，明确读数的小数位数．2．使用多用电表时，不管测量什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入电表，从“－”插孔(黑表笔)流出电表，即“红入黑出”．3．欧姆表的读数：①为了减小读数误差，指针应指在表盘中央刻度附近；②电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．4．实验仪器的选择：根据电源电动势大小选择合适量程的电压表，根据通过待测电阻的最大电流选择合适量程的电流表，根据电路中需要的最大电阻来选择滑动变阻器．5．控制电路的选择：当滑动变阻器的最大电阻远小于待测电阻或要求电流从零开始调节时，变阻器应采用分压式接法；当滑动变阻器的最大电阻和待测电阻接近时，选用限流式接法．6．电流表内外接法的选择：当待测电阻满足R2xRARV时，电流表应用外接法；当待测电阻满足R2xRARV时，电流表应用内接法．7．滑动变阻器的选择(1)当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器．(2)当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器．[真题再做]1．(2019·高考全国卷Ⅰ，T23)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线．(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图(c)所示．由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号)A．18mAB．21mAC．25mAD．28mA(3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________.解析：(1)实物连线如图所示．(2)毫安表示数为16.0mA时，对应微安表的刻度为160.0μA，说明量程扩大了100倍，当微安表指针到满量程250μA时，毫安表的示数应为25mA，即为改装后电表的量程，选项C正确．(3)根据IgRg＝(I－Ig)R得I＝IgRgR＋Ig出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于1200Ω，或者并联的电阻R计算错误，接入的电阻偏小，选项A、C正确．(4)若微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有U＝(25－0.25)×10－3A·RU＝(20－0.25)×10－3A·kR解得k＝9979.答案：(1)图见解析(2)C(3)AC(4)99792．(2019·高考全国卷Ⅱ，T23)某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100Ω)；S为开关，E为电源．实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出．图(b)是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U­t关系曲线．回答下列问题：(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻______(选填“变大”或“变小”)，电压表示数______(选填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向________(选填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1.(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系．硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为ΔUΔt＝________×10－3V/℃(保留2位有效数字)．解析：(1)、是理想电压表，则R0与硅二极管串联，电流相等，R0两端电压U1＝IR0＝50.0×10－6×100V＝5.00×10－3V＝5.00mV.由U­t图象知，控温炉内温度升高时，U2变小，又I＝50.0μA不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度升高时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即滑片向B端移动．(2)由U­t图象的斜率可知ΔUΔt＝0.44－0.3080－30V/℃＝2.8×10－3V/℃.答案：(1)5.00变小增大B(2)2.83．(2018·高考全国卷Ⅰ，T23)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃～80℃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900.0Ω；电源E(6V，内阻可忽略)；电压表(量程150mV)；定值电阻R0(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9Ω)；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R1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25.0℃.实验得到的R2­t数据见下表.t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到________(选填“a”或“b”)端．(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2­t曲线．(3)由图(b)可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性．当t＝44.0℃时，可得RT＝________Ω.(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为________Ω，则手心温度为________℃.解析：(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大．(3)由图象可知t＝44.0℃时，电阻的阻值为450Ω.(4)由图(c)可得电阻箱阻值为620.0Ω，由图象可得温度约为33.0℃.答案：(1)b(2)如图所示(3)450(4)620.033.04．(2019·高考全国卷Ⅲ，T23)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500Ω)，电阻箱(0～99999.9Ω)，干电池(E＝1.5V，r＝1.5Ω)，红、黑表笔和导线若干．(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表．欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”)．(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________.(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω.解析：(1)欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即r＋R0＋RA＋R＝15kΩ，解得R＝900Ω.由于滑动变阻器R2的最大阻值为500Ω，所以滑动变阻器选R1.(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia＝ER内＋Ra和Ib＝ER内＋Rb，代入数据解得Ra＝45kΩ，Rb＝5kΩ.(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指在0kΩ上．电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3)Ω＝35000.0Ω.答案：(1)如图所示900R1(2)455(3)035000.0[考情分析]■命题特点与趋势——怎么考1．本讲中近几年高考主要考查：电学基本仪器的使用、实验原理的理解、实验步骤的设计、误差分析、实验数据的处理、实验电路设计、实物连线、器材选取及实验的创新设计等．2．2020年高考电学实验题预测：以电流、电压的测量为基本的设计性电学实验，涉及实验电路和方法的设计、实验原理的迁移、电路实物连线及图象法处理实验数据等．■解题要领——怎么做1．掌握基本仪器的原理和使用，掌握处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等．2．掌握基本的实验目的、实验原理和实验思想．重视实验的迁移和创新问题，如由伏安法测电阻衍生的等效替代法、半偏法、差值法等测电阻方法．考向一电学常用仪器的读数及使用1．电流表和电压表量程精确度读数规则电流表0～3A0.1A电压表0～3V0.1V与刻度尺一样，采用110估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可量程精确度读数规则电流表0～0.6A0.02A估读位与最小刻度在同一位，采用12估读电压表0～15V0.5V估读位与最小刻度在同一位，采用15估读2.多用电表的读数及使用(1)电流的流向电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进黑出”．(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＝ERg＋R0＋r，此时中值电阻R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时，I＝ERg＋R0＋r＋Rx，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．1．如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示．(1)若使用的是0～3V量程的电压表，读数为______V．若使用的是0～15V量程的电压表，读数为______V.(2)若使用的是0～0.6A量程的电流表，读数为______A．若使用的是0～3A量程的电流表，读数为______A.解析：对于电压表，当选取0～3V量程时，每小格为0.1V，读数为1.68V，当选取0～15V量程时，每小格为0.5V，读数为8.4V；对于电流表，当选取0～0.6A量程时，每小格为0.02A，读数为0.46A，当选取0～3A量程时，每小格为0.1A，读数为2.30A.答案：(1)1.68(1.67～1.69均正确)8.4(8.3亦可)(2)0.462.30(2.29～2.31均正确)2．如图所示为多用电表的刻度盘，若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：(1)所测电阻的阻值为________Ω.如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是______(选填“×10”“×100”或“×1k”)．(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA；当选用量程为250mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA.(3)当选用量程为10V的电压挡测量电压