（江苏专用）2020高考物理二轮复习 第一部分 专题六 物理实验 第三讲 电学实验课件

第三讲电学实验123课前自测诊断课堂重点攻坚课后“达标”检测考点一练习使用多用电表释疑3大考点(一)理解多用电表的结构和原理1．电流的流向：使用多用电表时，直流电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)，从“－”插孔(黑表笔)，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。2．要区分“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，用表盘下边中间的指针调整；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，用____调整。流入流出定位螺丝欧姆调零旋钮(二)掌握多用电表的读数1．测电流、电压时，先看准选择的再读数；测电阻时，读数结果注意乘。2．欧姆表的刻度不均匀，读数时要注意估读方法。如指针指在“10”位置，读数为10.0×1Ω＝10.0Ω，若指针指在“9”和“10”刻度线中间位置，则读为9.4Ω而不能读为9.5Ω。量程倍率(三)谨记使用多用电表测电阻的注意事项1．测量前应根据估计阻值选用适当的挡位并欧姆调零。由于欧姆挡的刻度不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间的一段刻度范围。2．测量时要将电阻与其他元件断开，并且不要用手接触多用电表的表笔，如诊断卷第2题，一定要将电路中的开关S断开。3．每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零，如诊断卷第1、2题的第(2)问。4．多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。[题点全练]1．某同学发现手电筒不亮了，初步判断是小灯泡出现故障，准备使用如图甲所示的多用电表检测小灯泡，电路图如图乙所示。(1)若想使用如图甲所示的多用电表测小灯泡电阻，使用前应先调节________(填“A”或“B”)；测电阻选定或更换倍率后需调节________(填“A”或“B”)。(2)该同学使用该多用电表欧姆挡检测如图乙所示电路中小灯泡故障时，应先________(填“闭合”或“断开”)开关，然后用多用电表正确操作，测量小灯泡电阻时，若指针不偏转，则小灯泡________(填“短路”或“断路”)。解析：(1)多用电表在使用前要观察表盘指针是否指零刻线，进行机械调零，使用前应先调节A；选定或更换欧姆挡倍率后，要进行欧姆调零，则测电阻时选定或更换倍率后需调节B。(2)使用多用电表欧姆挡检测电路时，使用多用电表内的电源，所以开关要断开；使用多用电表正确操作，测量小灯泡电阻时，指针不偏转说明电路处于断路状态，可判断小灯泡断路。答案：(1)AB(2)断开断路2．(2019·盐城三模)小明测量LED(发光二极管)在额定电压(2.5V)时的电阻。他选择的器材有：滑动变阻器(0～10Ω)；电压表(量程3V，内阻3kΩ)；电动势为3.0V的电源；多用电表(电流挡：量程1mA，内阻40Ω；量程10mA，内阻4Ω；量程100mA，内阻0.4Ω)。(1)在判断LED极性时，小明先将多用电表选择开关旋至“×10”挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图甲所示时，多用电表红表笔(插在A孔中)与二极管的________(选填“正”或“负”)极相接触。(2)再将多用电表的选择开关旋至“100mA”挡，将其接入图乙所示电路。多用电表红表笔应与_______(选填“1”或“2”)连接。(3)闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.50V时，多用电表示数为8mA，则该LED在额定电压时的电阻为________Ω。(4)为了更准确地测出LED在额定电压时的电阻，在不更换实验器材的条件下，对小明的实验提出两点改进建议：①__________________________________________________；②_________________________________________________。解析：(1)由欧姆表的示数为170Ω，说明此时二极管为反向电阻，再根据多用电表的电流方向为“红进黑出”，所以此时红表笔与二极管的正极相连。(2)此时多用电表当作电流表使用测量流过二极管的电流，再根据多用电表的电流方向为“红进黑出”，所以此时红表笔应与2相连。(3)根据欧姆定律可知：R＝UI＝2.58×10－3Ω＝312.5Ω。(4)由(3)可知，当二极管两端电压为2.5V时，电流为8mA(即最大电流)，所以为了减小读数误差，应将多用电表的选择开关旋至“10mA”测量电流，由于电压表的内阻为3kΩ，而多用电表10mA挡的内阻为4Ω，二极管的电阻为312.5Ω，所以为了减小误差，应改用多用电表(电流挡)内接法。答案：(1)正(2)2(3)312.5(4)①将多用电表的选择开关旋至“10mA”测量电流②改用多用电表(电流挡)内接法考点二以测电阻为核心的电学实验(一)电学仪器和电路的选择原则——安全、准确、方便1．电源的选择一般可以根据待测元件的额定电流或额定电压选择符合需要的电源。2．电表的选择及电流表的内外接法对比一般根据电源电动势或待测元件的额定电压选择电压表，再估算待测电流的最大值选择电流表。注意测量时要使电表的指针偏转角度较大。电流表内接法电流表外接法电路误差来源电流表的分压电压表的分流测量结果R测＝Rx＋RA，偏大R测＝RxRVRx＋RV，偏小适用条件Rx≫RA(测大电阻)或RA已知RV≫Rx(测小电阻)或RV已知“3用电表”如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表3用”3．变阻器的选择及分压电路、限流电路对比在安全条件下，分压电路选最大阻值较小、额定电流较大的，限流电路选最大值与待测电阻差不多的。分压电路限流电路电路电压调节范围0≤U≤ERxRx＋R0E≤U≤E①要求待测电压或电流从0开始变化时，必须选择分压电路；②要求测量精确度高(或多测量几组数据或数据区分度大)时，应选择分压电路；③虽然没有明确的要求，但滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值小很多时，应选择分压电路；④其他情况优先选择限流电路(节能)(二)最常用的电阻测量方法——伏安法及其变式1．“伏安法”，有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”。2．“伏伏法”，电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”。3．“安安法”，电压表不能用或没有电压表的情形下，若知道电流表内阻，可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”。4．“伏安加R法”，在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法就应运而生，“伏安加R法”又叫做“加保护电阻法”。(三)最精确的电阻测量方法——等效替代法电流等效替代电压等效替代(四)最专一的电表内阻测量方法——半偏法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，然后与大电阻滑动变阻器串联，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，然后与小电阻滑动变阻器并联，R测＞R真。(五)两个常考题点的注意事项——贴合实际1．描绘小灯泡的伏安特性曲线时，为得到完整的伏安特性曲线，电压表的示数从零开始逐渐增大，滑动变阻器应采用分压式连接，如诊断卷第4题电路图。2．利用电阻与电压表串联测量电压表内阻时，滑动变阻器阻值越小，实验的测量误差越小，但必须注意其额定电流，如诊断卷第5题，滑动变阻器选择R2，就是为了保证电路安全。[题点全练]1．(2019·江苏高考)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)螺旋测微器如图甲所示。在测量电阻丝的直径时，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”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。甲(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。乙丙(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U1­I1关系图像如图丁所示。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U2­I2图像。丁(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。解析：(1)旋转微调旋钮C。(2)电阻丝的粗细不一定均匀，为保证测量结果准确，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值。(3)滑动变阻器采用分压式接入电路，注意线不能交叉，如图1所示。图1(4)将所给的5组数据标注在U­I图像中，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上，如图2所示。图2(5)由题意知：U1I1＝Rx＋RA＋R0，由U1­I1图线的斜率可得U1I1＝49.0Ω。U2I2＝RA＋R0，由作出的U2­I2图线的斜率可得U2I2＝25.5Ω。故Rx＝(49.0－25.5)Ω＝23.5Ω。答案：(1)C(2)不同(3)见解析图1(4)见解析图2(5)23.5(23.0～24.0都算对)2．(2019·镇江一模)小华利用图1电路测量某种导电液体的电阻率，玻璃管的横截面积S＝2×10－3m2，通过K可以控制管内导电液体的长度，管两端接有导电活塞(电阻不计)，右活塞固定，左活塞可在管内自由移动。实验器材如下：电源(电动势为12V，内阻不计)，两只相同的电压表V1、V2(量程为3V，内阻足够大)，电阻R1＝400Ω，电阻R2＝1500Ω，电阻箱R(0～9999.9Ω)，单刀双掷开关S，刻度尺。(1)小华的主要实验步骤如下：①向玻璃管内注入导电液体，用刻度尺测量液柱长度如图2所示，其长度L＝________cm；②连接好电路，把S拨到位置“1”，电压表V1的示数如图3所示，示数为U1＝________V；③将S拨到位置“2”，调节电阻箱使电压表V2的示数仍为U1，此时电阻箱的阻值R＝300Ω；④求得管内液柱的电阻Rx＝________Ω，导电液体的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)。(2)请指出小华实验的不足之处__________________。(3)在实验步骤③中，若在小华调节电阻箱的过程中，无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体，则小华测得的电阻率ρ的值将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(4)小清同学仍利用该装置进行实验，他通过K调节管内液柱长度，记录多组数据如表所示，绘制出R­1L关系图像后也可求出液体的电阻率ρ。请你在图4中绘制出此图像。物理量次数R/(×102Ω)/m－110.61.021.22.031.83.042.44.053.05.0解析：(1)①液柱长度为19.97cm；②电压表V1的示数为U1＝2.00V。④由欧姆定律可知：U1＋U1RR2＝U1＋U1R1Rx，解得Rx＝2000Ω，根据Rx＝ρLS，得ρ＝RxSL，代入数据解得ρ＝20Ω·m。(2)小华实验的不足之处：未多次测量取平均值。(3)在实验步骤③中，若在小华调节电阻箱的过程中，无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体，则液柱长度减小，但不影响实验，则小华测得的电阻率ρ的值将不变。(4)图像如图。答案：(1)①19.97(19.95～19.99均可)②2.00④2.0×10320(2)未多次测量取平均值(3)不变(4)见解析图考点三以测电动势为核心的电学实验(一)掌握三个常用测量方案方案伏安法伏阻法安阻法原理E＝U＋IrE＝U＋URrE＝IR＋Ir电路图关系式U＝E－Ir1U＝rER＋1E1I＝RE＋rE方案伏安法伏阻法安阻法图像纵轴截距：E斜率大小：r纵轴截距：1E斜率：rE纵轴截距：rE斜率：1E误差分析E测E真r测r真E测＝E真r测r真E测E真r测r真E测＝E真r测r真(二)深化理解定值电阻的三种作用1．注意U­I图线的斜率、截距的具体含义，并注意诊断卷第6、7题中U­I图像、I1­