2026届高三物理一轮复习课件第8章电路与电能专题9电学实验基础

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第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
小量程电流表(表头)1.工作原理:主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成。当线圈中有电流通过时,线圈在安培力作用下带动指针一起偏转,电流越大,指针偏转的角度越大,从表盘上可直接读出电流值。2.三个参数:满偏电流Ig,表头内阻Rg,满偏电压Ug。它们的关系:Ug=IgRg。
1.思考判断(1)无论是串联电路还是并联电路,只要其中电阻变大,总电阻就变大。(　　)(2)小量程电流表改装电压表时,串联的电阻越大,改装的电压表的量程越大。(　　)
2.下图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~10 V;当使用a、c两个端点时,量程为0~100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω,满偏电流Ig为1 mA,则电阻R1、R2的阻值分别为(　　)A.9 500 Ω　90 000 ΩB.90 000 Ω　9 500 ΩC.9 500 Ω　9 000 ΩD.9 000 Ω　9 500 Ω
训练突破1.电阻R1和R2分别标有“2 Ω　1.0 A”和“4 Ω　0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为(　　)A.1.5 WB.3.0 WC.5.0 WD.6.0 W
解析:由题意可知,两电阻串联后能通过的最大电流为I=0.5 A,则电路允许消耗的最大电功率为P=I2(R1+R2)=1.5 W,A正确。
2.(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω。另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计。则(　　)A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 ΩB.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 ΩC.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 VD.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
解析:当cd端短路时,R2与R3并联再与R1串联,ab之间的等效电阻为40 Ω,A正确。当ab端短路时,R1与R3并联再与R2串联,cd之间的等效电阻为128 Ω, B错误。当ab两端接通测试电源时,R1、R3串联,R2无效,cd两端的电压就等于R3分得的电压,可以求得为Ucd=80 V,C正确。当cd两端接通测试电源时, R2、R3串联,R1无效,ab两端电压就等于R3分得的电压,可以求得Uab=25 V,D错误。
整合构建电表的两种改装的比较
【典例1】某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,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,根据图甲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)根据图甲和题给条件,将图乙中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图丙所示。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) 丙A.18 mAB.21 mAC.25 mAD.28 mA
(3)(多选)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1 200 ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 ΩC.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=___________。
整合构建1.电表的接法(1)电流表内、外接法的比较。
(2)两种电表接法的选择。①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。②比值比较法:
③试触法:如图所示,将电压表分别接在a、c和b、c两点间时,若电流表示数变化较大,说明电压表分流较大,应选用电流表内接法;若电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,则选用电流表外接法。
2.滑动变阻器的接法(1)滑动变阻器两种接法的比较。
(2)滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况。①要求电压表能从零开始读数,或要求电压(或电流)变化范围足够大。②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时。③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表等元件的允许电流。
【典例2】 在用伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源E(电动势约6 V,内阻约1 Ω),待测电阻Rx(阻值小于10 Ω),电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ),电流表A(量程0.6 A,内阻约1 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),单刀开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。
回答下列问题:(1)闭合开关S1前,滑动变阻器的滑片P应滑到　　　(选填“a”或“b”)端。(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向　　(选填“c”或“d”);在上述操作正确的情况下,引起实验误差的主要原因是　　(填正确选项前的字母)。 A.电流表分压B.电压表分流C.电源内阻分压(3)实验时,若已知电流表的内阻为1.2 Ω,在此情况下,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向　　　　(选填“c”或“d”);读得电压表的示数为2.37 V,电流表的示数为0.33 A,则Rx=　　　　 Ω(结果保留两位有效数字)。 
整合构建1.电学实验仪器的选择选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等,一般要考虑四方面因素。(1)安全因素:通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。(2)误差因素:选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差,电压表、电流表在使用时,其指针应偏转到满偏刻度的 以上;使用电阻表时应选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位。(3)便于操作:选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又便于调节。在调节滑动变阻器时,应使其大部分电阻线都被用到。
(4)实验实际:除以上三个因素外,还应注重实验实际,如所用的电源与滑动变阻器的匹配问题等。
2.实物图连接的注意事项(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,然后将要并联的元件再并联到电路中去。(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
【典例3】 为测量某微安表G(量程200 μA,内阻大约2 200 Ω)的内阻,有以下器材可供选择:A.电压表(0~3 V);B.电压表(0~15 V);C.滑动变阻器(0~10 Ω);D.滑动变阻器(0~1 kΩ);E.电源E(电动势约为6 V);F.电阻箱RZ(最大阻值为9 999 Ω);开关S一个,导线若干。
(1)按图甲所示的电路图将图乙中的实物连线。