（新课标）2020版高考物理大二轮复习 专题七 物理实验 第二讲 电学实验课件

专题综合突破第一部分专题七物理实验第二讲电学实验知识体系构建[答案](1)以下三种情况必须采用分压接法：①要使待测元件的电压(或电流)从零(或很小值)开始连续调节，必须采用分压接法；②如果实验所提供的电压表、电流表或电阻元件允许的最大电流(或电压)较小，采用限流接法时，实际电流(或电压)都会超过允许的最大电流(或电压)，为了保护电表或电阻元件免受损坏，必须采用分压接法；③若所用的滑动变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流式接法时电表示数变化不大，必须采用分压接法．(2)伏安法、安安法、伏伏法、半偏法、等效替代法．(3)测电源电动势和内阻方法拓展实验方案伏阻法安阻法实验原理E＝U＋URrE＝IR＋Ir实验电路数据处理计算法由E＝U1＋U1RrE＝U2＋U2Rr解得E、r由E＝I1R＋I1rE＝I2R＋I2r解得E、r数据处理图像法原理：1U＝rE·1R＋1E原理：1I＝1E·R＋rE原理：R＝E·1I－r误差来源电压表的分流E测E真；r测r真电流表的分压E测＝E真；r测r真(4)多用电表欧姆挡使用步骤及方法热点考向突破热点考向一基本仪器的使用和读数【典例】(2019·江西临川模拟)(1)用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量：①旋动部件________________，使指针对准电流的“0”刻线．②将K旋转到电阻挡“×100”的位置．③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________________，使指针对准电阻的________________(选填“0刻线”或“∞刻线”)．ST0刻线④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________________的顺序进行操作，再完成读数测量．A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准ADC(2)如图所示为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，则图示的电阻值为________________Ω；测直流电流时，用的是0～100mA的量程，此时图示的电流值为________________mA；测直流电压时，用的是0～50V量程，此时图示的电压值为________________V.[思路引领]欧姆表测量前先机械调零，再欧姆调零．电流表、电压表读数要注意最小分度值．17004723.5[解析](1)①机械调零应旋动S，使指针对准电流的“0”刻线．③欧姆调零应旋动T，使表笔短接时指针对准电阻的“0”刻线．④指针偏转角度小，说明待测电阻大，所选倍率偏小，应改选更大的倍率，选好新的倍率后，需对多用电表重新进行欧姆调零，然后再测电阻，所以应按ADC顺序操作．(2)欧姆表读数＝刻度盘读数×倍率＝17.0×100Ω＝1700Ω；选用量程为0～100mA的电流挡时，读数可选取中间第二排刻度，由图可知，此时的电流值为47mA；选用量程为0～50V的电压挡，读数选取中间第二排刻度，由图可知，此时的电压值为23.5V.1．电流表、电压表、欧姆表的对比2.多用电表的使用方法(1)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200Ω就应该选×10的倍率．(2)进行欧姆调零．(3)将红黑表笔接被测电阻两端进行测量．(4)将指针示数乘以倍率，得测量值．(5)测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡．迁移一电流表及电压表的读数1．电流表量程一般有两种：0～0.6A,0～3A；电压表量程一般有两种：0～3V,0～15V，如图甲所示．(1)接0～3V量程时读数为________________V.(2)接0～15V量程时读数为________________V.(3)接0～3A量程时读数为________________A.(4)接0～0.6A量程时读数为________________A.1.909.50.800.16迁移二多用电表的读数问题2．如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，表针如图所示，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”)．1.5×103×1k(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，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的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________________V.30.7(30.5～30.9都正确)153(152～154都正确)6.1[解析](1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103Ω；测2.0×104Ω电阻时应选“×1k”的欧姆挡．(2)选50mA直流电流挡，则每一大格表示10mA，每一小格表示1mA，测量的精确度为1mA，应估读到0.1mA(此时为1/10估读)，指针对应的读数为30.7mA；选择量程为250mA的电流挡，则每一大格表示50mA，每一小格表示5mA，测量的精确度为5mA，应估读到1mA(此时为1/5估读)，指针对应的读数为153mA.(3)选择10V电压挡，则每一大格表示2V，每一小格表示0.2V，测量的精确度为0.2V，应估读到0.1V(此时应为1/2估读)，指针对应的读数为6.1V.多用电表欧姆挡的表盘的刻度不均匀，指针在“0Ω”附近和“∞”附近误差很大，指针在表盘中央附近误差最小，所以测量时一定要选择合适的倍率，尽可能使指针指到表盘中央附近.热点考向二以测电阻为核心的实验【典例】(2019·江苏卷)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：(1)螺旋测微器如下图甲所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________________(选填“A”“B”或“C”)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．C(2)选择电阻丝的________________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．(3)乙图中Rx为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入丙图实物电路中的正确位置．不同(4)为测量Rx，利用乙图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1－I1关系图像如下图丁所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2－I2图像．[答案](3)如图1所示(4)如图2所示(5)由此，可求得电阻丝的Rx＝________________________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．[思路引领]可根据U－I图像的斜率分别求出R0＋Rx＋RA和R0＋RA.23.5(23.0～24.0都算对)[解析](1)A起固定作用，便于读数；B为粗调，调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触；然后调节C，C起微调作用．(2)电阻丝电阻R＝ρLS，测量一段电阻丝的电阻，S为这段电阻丝的横截面积，而不是某位置处的横截面积，故应在不同位置进行多次测量，取平均值作为电阻丝的直径以减小误差．(4)把U2和I2的数据在方格纸中描点连线，如答图2所示．(5)结合题图丁中图线的斜率可知R0＋Rx＋RA＝49.0Ω，R0＋RA＝25.5Ω，解得Rx＝23.5Ω.常见测电阻的三种方法1．伏安法测电阻用电压表和电流表测出待测电阻Rx的电压U和电流I.(1)多测几组U、I值，利用Rx＝UI求出Rx的平均值．(2)描绘出U－I图像，利用图线的斜率求出Rx.2．等效替代法测电阻实验电路如图所示．电阻R2保持不变，把待测电阻R和电阻箱R1分别接入电路，如果两次电路中的电流相同，则可以认为待测电阻的阻值R等于此时电阻箱的电阻R1，即R＝R1.3．半偏法测电阻(1)用半偏法测电流表内阻，如图所示，电阻箱应和电流表并联，然后与滑动变阻器串联，R测R真．(2)若测电压表内阻，如图所示，电阻箱应和电压表串联，然后与滑动变阻器并联，且R测R真．迁移一半偏法测电流表内阻1．某同学要把一个量程为200μA的直流电流计G改装为量程为4V的直流电压表．(1)他按如图所示的电路，用半偏法测定电流计G的内电阻rg，其中电阻R0约为1kΩ.为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用________________，电阻R1应选用________________，电阻R2应选用________________(选填器材前的字母)．BCFA．电源(电动势1.5V)B．电源(电动势6V)C．电阻箱(0～999.9Ω)D．滑动变阻器(0～500Ω)E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1kΩ)F．电位器(0～51kΩ)(2)该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大．后续的实验操作步骤依次是________________，________________，________________，________________，最后记录R1的阻值并整理好器材．(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)a．闭合S1b．闭合S2c．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度d．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半bcaee．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半f．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度(3)如果所得的R1的阻值为300.0Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为________________Ω，该测量值________________实际值(填“略大于”“略小于”或“等于”)．(4)给电流计G________________联(填“串”或“并”)一个阻值为________________kΩ的电阻，就可以将该电流计G改装为量程为4V的电压表．300.0略小于串19.7[解析](1)利用半偏法测量电流计的内阻时，所选滑动变阻器的阻值必须大于电路所需的最小电阻值，根据电源的路端电压近似等于电源电动势，电路中的最大电流为电流计的满偏电流，则最小电阻值为60.2×10－3Ω＝30kΩ或1.50.2×10－3Ω＝7.5kΩ，考虑到保护电路电阻R0＝1kΩ，则可知调节滑动变阻器使电流计满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29kΩ或6.5kΩ，所以电路图中的滑动变阻器R2不能选择D和E，只能选择F.电流计满偏时，滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源应选择电动势为6V的B，而且电位器F的阻值也满足调节所需．R1是用来测量电流计内阻的电阻箱，只能选C.(2)实验步骤为：第一步，闭合S2(b)；第二步，调节R2的阻值，使电流计满偏(c)；第三步，闭合S1(a)；第四步，调节R1的阻值，使电流计半偏(e)；第五步，读出R1的示数．(3)R1的示数即待测电流计的内阻，为300.0Ω.闭合S1后，电路中的总电阻减小，当电流计半偏时，干路电流大于电流计的满偏电流，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，所以电阻箱的阻值略小于被测电流计的内阻．(4)给电流计串联一个电阻可以改装成电压表，可得改装后电压表的内阻为RV＝UmIg＝40.2×10－3Ω＝20kΩ，则串联电阻的大小为20kΩ－0.3kΩ＝19.7kΩ.迁移二等效法测电阻2．某同学想用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻Rx的阻值、电流表A的内阻和电源(内阻忽略