2022-2023年高考物理一轮复习 电学实验基础课件(重点难点易错点核心热点经典考点)
展开这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 电学实验基础课件(重点难点易错点核心热点经典考点),共50页。PPT课件主要包含了两种接法的比较,伏安法测电阻,答案C,13~217,巩固基础,提升能力,答案如下图,再上台阶等内容,欢迎下载使用。
一、电流表、电压表的使用和读数
二、滑动变阻器的使用(控制电路的选择)1.滑动变阻器示意图
2.滑动变阻器的使用A.作限流用时,把滑动变阻器串联在被限电流的电路中,可以接同一端的两个接线柱 或 ,也可以接对角线上的两接线柱 或 ,开始时,应使接入的电阻 .B.作分压用时,先把电阻丝串上电键,接到电源两极上,再在电阻丝的一端与滑键之间接上用电器.如下图所示.开始时,应使用电器上的电压为____.
②选用滑动变阻器时,先要确保电路中电流不超过变阻器允许通过的最大电流.若用“限流式”一般选阻值适当大一点的,但不是越大越好.因阻值太大时,在实验中,可能只用到其阻值较小的一部分,滑动触头只能在很短的距离内移动,使用起来很不方便.一般是选变阻器总阻值与用电器的阻值比较接近的.若用“分压式”,应选择总阻值适当小一些的滑动变阻器,这样可使分出的电压大致上随滑动触头移动距离成正比例改变,调节起来比较方便.
2.选用器材的一般步骤:a.先找出实验中必须应用的器材b.画出实验电路图c.估算待测电路中I和U的最大值.d.考虑能否使电表指针在半偏以上.e.选择合适量程的电压表、电流表,合适的滑动变阻器和电源.
1.电流表的内接法和外接法的比较
题型一:实际电表对电路的影响
例1 如图甲所示,电压表V1、V2串联接入电路中时,示数分别为6 V和4 V,当只有电压表V2接入电路中时,如图乙所示,示数为9 V,电源的电动势为( )A.9.8 V B.10 VC.10.8 V D.11.2 V
【思路点拨】实际的电压表是有一定的内阻的,其电压读数跟其内阻的比值即为通过电压表的电流,再运用闭合电路路端电压公式U=E-Ir即可求解.
【方法与知识感悟】1.理想电表:(1)理想电压表的内阻看作无穷大,故视为断路(2)理想电流表的内阻看作为零,故视为短路2.实际电表(不能忽略电表内阻对电路的影响):(1)电表在电路中的作用是能够显示电流、电压的定值电阻.(2)已知内阻的电流表可当电压表使用;已知内阻的电压表可当电流表使用.
例2 图为用伏安法测量电阻的原理图.图中,V为电压表,内阻为4000 Ω;mA为电流表,内阻为50 Ω;E为电源,R为电阻箱,Rx为待测电阻,S为开关. (1)当开关闭合后,电压表读数U=1.6 V,电流表读数I=2.0 mA.若将Rx=作为测量值,所得结果的百分误差是____________.
题型二:电阻测量电路的选取
【思路点拨】伏安法测电阻时,电流表外接法的测量值是待测电阻RX的真实值与电压表内阻并联的总阻值,内接法的测量值是待测电阻RX的真实值与电流表内阻串联的总阻值.
【答案】(1)20% (2)5%
③实验试探法:按右图接好电路,让电压表接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.2.本章两个测电阻实验的测量电路的选取本章实验《测定金属丝的电阻率》和《描绘小灯泡的伏安特性曲线》中由于所测金属丝和小灯泡的电阻都较小,故都采用了电流表的外接法.
例3 某同学若采用伏安法测量某待测电阻(约10 Ω),其能够使用的器材如下:电源(电动势约6 V)、电压表(量程3 V,内阻约5 kΩ)、电流表(量程0.6 A,内阻约0.5 Ω)、滑动变阻器(0~10 Ω)、开关一个、导线若干.他采用了如图所示的实验电路图,他的实验是否可行?若不可行,请你设计一个更好的实验电路图.
【思路点拨】计算限流接法的最小调节电压,电压表的量程是否够用.
题型三:控制电路的选取
察和操作.③若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法.2.下列情况可选用限流式接法①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0接近或RL略小于R0,采用限流式接法.②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.③没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.
3.本章两个有关伏安法测电阻的实验中控制电路的选取(1)实验《测定金属丝的电阻率》中采用滑动变阻器的限流式接法;(2)实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》中由于电压要从零开始调节测多组数据,故采用滑动变阻器的分压式接法.
1.读出下列电表的示数.
接0~3 V量程时读数为 V.接0~15 V量程时,读数为10.7 V
接0~0.6 A量程时读数 A.接0~3 A量程时,读数为0.80 A
2.有一待测电阻R,其阻值在1 000~1100 Ω之间,实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:电压表V(量程0~15 V,内电阻约20 kΩ)电流表A1(量程0~10 mA,内电阻约20 Ω)电流表A2(量程0~300 mA,内电阻约40 Ω)滑动变阻器R1(最大阻值为2 0Ω,额定电流为1 A)滑动变阻器R2(最大阻值为300 Ω,额定电流为0.1 A)直流电源E(电动势为9 V、内电阻约为0.5 Ω)
开关及导线若干实验要求电表读数从零开始变化,并能多测几组电流、电压值,以便画出电流-电压的关系图线,为了实验能正常进行,减少测量误差,还要求滑动变阻器便于调节,则(1)电流表应选用____(填实验器材的代号).(2)滑动变阻器应选用____(填实验器材的代号).(3)甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是____图.
3.某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值,他先将电压表接在a点,读得两表示数分别为U1=3.0 V,I1=3.0 mA,然后将电压表改接在b点,读得两表示数分别为U2=2.9 V,I2=4.0 mA,如图所示,由此可知电压表应接到____点误差较小,测得R值应为 Ω.
1.用伏安法测电阻,可采用下图所示的甲乙两种接法.如所用电压表内阻为5000 Ω,电流表内阻为 0.5 Ω.(1)当测量100 Ω左右的电阻时,宜采用____电路.(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为____Ω,真实值为 Ω.
2.如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路.以下分析正确的是( )A.此接法的测量值大于真实值B.此接法的测量值小于真实值C.此接法要求待测电阻值小于电流表内阻D.开始实验时滑动变阻器动头P应处在最左端
3.用伏安法测金属电阻Rx(约为5 Ω)的值,已知电流表内阻为1 Ω,量程为0.6 A,电压表内阻为几千欧,量程为3 V,电源电动势为9 V,滑动变阻器的阻值为0~6 Ω,额定电流为5 A,试画出测量Rx的原理图.
4.测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材:A.电流表(量程100 μA,内阻2 kΩ)B.电流表(量程500 μA,内阻300 Ω)C.电压表(量程10 V,内阻100 kΩ)D.电压表(量程50 V,内阻500 kΩ)E.直流稳压电源(电动势15 V,允许最大电流1 A)F.滑动变阻器(最大电阻1 kΩ,额定功率1 W)G.电键、导线若干
(1)电流表应选 ,电压表应选 .(2)画出测量Rx的量程图.
电流表内接,分压式如图所示
5.一直流电压表,量程为1 V,内阻为1000 Ω,现将一阻值大约为5000~7000 Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值,再给定一直流电源(电动势E约为6~7 V,内阻可忽略不计),一阻值R2=2000 Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干导线.(1)为达到上述目的,把下图连成一个完整的实验电路图.
(2)连线完成以后,当S1与S2均闭合时,电压表的示数为0.90 V;当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70 V,由此可以计算出改装后电压表的量程为 V,电源电动势为 V.
6.某研究性学习小组设计了图所示的电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系.图中E为直流电源,K为开关,K1为单刀双掷开关,V为电压表,A为多量程电流表,R为滑动变阻器,Rx为待测稀盐水溶液液柱.
(1)实验时,闭合K之前将R的滑片P置于 (填 “C”或“D”)端;当用电流表外接法测量Rx的阻值时,K1应置于位置 (填“1”或“2”).(2)在一定条件下,用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如图4所示(不计由于通电导致的化学变化).实验中Rx的通电面积为20 cm2,长度为20 cm,用内接法测量Rx的阻值是3500 Ω,则其电阻率为 Ω·m,由图中对应曲线 (填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为 %(结果保留2位有效数字).
7.如图所示是有两个量程的电流表,当使用a、b两个端点时,量程为1 A,当使用a、c两个端点时,量程为0.1 A,已知表头的内阻Rg为200 Ω,满偏电流Ig为2 mA,求电阻R1、R2的值.
【解析】当使用a、b两个端点时,有Ig(Rg+R2)=(I1-Ig)R1,其中I1=1 A当使用a、c两个端点时,有IgRg=(I2-Ig)(R1+R2),其中I2=0.1 A代入数据整理解得R1=0.4 Ω,R2=3.6 Ω.
8.为了测定电流表A1的内阻,采用如右图所示的电路.其中:A1是待测电流表,量程为300 μA,内阻约为100 Ω;A2是标准电流表,量程是200 μA;R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9 Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为4 V,内阻不计;S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.
(1)根据电路图甲所示,请在图乙中画出连线,将器材连接成实验电路.
(2)连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150 μA;然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调整变阻箱R1,使电流表A2的读数仍是150 μA.若此时电阻箱各旋钮的位置如图丙所示,电阻箱R1的阻值是 Ω,则待测电流表A1的内阻Rg= Ω.
(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用( )A.200 kΩ B.20 kΩ C.15 kΩ D.150 kΩ(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用.既要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变阻器 (填写阻值相应的字母)是最佳选择.A.1 kΩ B.5 kΩ C.10 kΩ D.25 kΩ
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