（通用版）2020高考物理二轮复习 专题六 实验 第13课时 电学实验课件

第13课时电学实验专题六实验栏目索引考点1基本仪器的使用与读数考点2以测电阻为核心的实验考点3以测电动势为核心的实验考点4电学创新拓展实验1.游标卡尺读数主尺读数(化为毫米单位)＋游标尺格子数×精确度.精确度：10分度为0.1mm,20分度为0.05mm,50分度为_____mm.2.螺旋测微器读数固定刻度毫米数(注意有无半刻度)＋可动刻度格子数(一定要估读)×0.01mm.注意：最后一位的“0”不要随意增减.考点1基本仪器的使用与读数0.023.电流表和电压表量程精确度读数规则电流表0～3A0.1A与刻度尺一样，采用估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可电压表0～3V0.1V电流表0～0.6A0.02A估读位与最小刻度在同一位，采用估读电压表0～15V0.5V估读位与最小刻度在同一位，采用估读11012154.多用电表(1)电流的流向电流从多用电表的“＋”插孔(____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)欧姆表使用注意事项①选挡接着调零；②换挡重新调零；③待测电阻与电路、电源断开；④尽量使指针指在表盘中间位置附近；⑤读数之后要乘以倍率得阻值；⑥用完后，选择开关要置于“OFF”挡或_____________挡.红交流电压最高例1(2019·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”期末)某型号多用电表欧姆挡的电路原理图如图1所示.微安表是欧姆表表头，其满偏电流Ig＝500μA，内阻Rg＝950Ω.电源电动势E＝1.5V，内阻r＝1Ω.电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0～9999Ω.图1(1)图1中的a端应与____(填“红”或“黑”)表笔连接.红解析根据多用电表的流向和偏转规律可知电流从红表笔进黑表笔出向右偏，则a端接红表笔.(2)某同学将图中的a、b端短接，为使微安表满偏，则应调节R1＝_____Ω；然后在a、b端之间接入一电阻Rx后发现微安表半偏，则接入的电阻阻值为Rx＝______Ω.2049可得Rx＝Rg＋R1＋r＝3000Ω.3000解析欧姆调零时根据闭合电路欧姆定律Ig＝ERg＋r＋R1，解得：R1＝EIg－(Rg＋r)＝2049Ω；当接入Rx后，电流为满偏的一半，则Ig2＝ERg＋r＋R1＋Rx，(3)如图2甲所示，该同学将微安表与电阻箱R2并联，利用该电路图组装一个“×100”倍率的欧姆表，要求欧姆表的表盘刻度示意图如图乙所示，其中央刻度标“15”，则该同学应调节R2＝____Ω；用此欧姆表测量一个阻值约2000Ω的电阻，测量前应调节R1＝_____Ω.图29501024解析因欧姆表的中央刻度为15，倍率为“×100”，则欧姆表的内阻RΩ＝15×100Ω＝1500Ω，故调零时的满偏电流为I＝ERΩ＝1×10－3A，表头和R2并联改装为电流表，由并联分流电压相等得IgRg＝(I－Ig)R2，解得R2＝950Ω；改装后的欧姆表需要进行欧姆调零，则RΩ＝1500Ω＝Rg·R2Rg＋R2＋R1＋r，解得：R1＝1024Ω.变式训练1.(2019·贵州贵阳市一模)如图3甲所示为实验室的一直流电流表，其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示.图3(1)某次用0～3A量程测量时，示数如图丙所示，其读数为_____A.1.20解析电流表量程为0～3A，由题图丙所示表盘可知，其分度值为0.1A，示数为1.20A.(2)该电流表0～0.6A量程对应的内阻约为_____Ω(结果保留两位有效数字)；0.50解析由题图乙电路图可知，电流表量程为0～0.6A时，电流表内阻为：R＝R1＋R2R3＋RgR1＋R2＋R3＋Rg，代入数据可得：R≈0.50Ω.(3)若电阻R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为______mA(结果保留两位有效数字).5.0解析由题图乙电路图可知，电流表量程为0～3A时，电流表内阻为R′＝R1R2＋R3＋RgR1＋R2＋R3＋Rg，代入数据可得R′≈0.1Ω，故3A＝Ig＋Ig5Ω＋55Ω＋0.4Ω0.1Ω；解得：Ig≈0.0050A＝5.0mA.2.(2019·贵州部分重点中学教学质量评测卷(四))(1)如图4甲所示为一简易多用电表内部电路原理图，其中G为灵敏电流计.选择开关S与不同接点连接就构成不同的电表，下列分析正确的是____.BCA.A为黑表笔，B为红表笔B.将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表C.将选择开关S与1、2连接，就构成了电流表，且与1接点相连时量程较大D.将选择开关S与4、5连接，就构成了电压表，且与4接点相连时量程较大图4解析在多用电表使用时应让电流从红表笔进，黑表笔出，当将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表，由此可判断A为红表笔，B为黑表笔，故A错误，B正确.将选择开关S与1、2连接，就构成了电流表，根据并联分流原理，并联的电阻越小分得的电流越大，所以与1接点相连时量程较大，故C正确.将选择开关S与4、5连接，就构成了电压表，根据串联分压原理，串联的电阻越大分得的电压越大，所以与5接点相连时量程较大，故D错误.(2)某同学选择欧姆挡“×1k”倍率测量电阻R1、R2的阻值时，指针分别处于a、b两位置，其中a位置在表盘正中央(如图乙所示)，指针在b位置时的偏转角度恰好为在a时的一半，则电阻R1＝________，R2＝______.15.0kΩ45kΩ解析指针指向a位置表盘正中央时，即指向了欧姆表的中值电阻R中，也就是欧姆表本身的内阻，R内＝R中＝15.0kΩ，E＝IgR内；当指针指向b位置时，偏转角度恰好为在a时的一半，即I＝14Ig，由14Ig＝ER2＋R内，另有12Ig＝ER1＋R内，解得：R2＝45kΩ.1.电阻测量的基本方法(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)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_______使用，即选择“安安法”.(3)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_______使用，即选择“伏伏法”.(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，需加保护电阻，“伏安加R法”又叫做“加保护电阻法”.注意：电表的“三用”：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“一表三用”.考点2以测电阻为核心的实验电压表电流表2.电表的替代与改装在没有电压表或电压表不能用、没有电流表或电流表不能用时，要用到电表的替代与改装.(1)内阻已知的电压表相当于小量程的电流表；(2)内阻已知的电流表相当于小量程的电压表；(3)灵敏电流计串大电阻改装成电压表；(4)灵敏电流计并小电阻改装成电流表；(5)电阻箱与电流表串联相当于电压表；(6)电阻箱与电压表并联相当于电流表；(7)内阻较小的电源串联定值电阻相当于内阻较大的电源.3.电表内阻测量最常用的方法——半偏法(1)用半偏法测电流表内阻，如图5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.图5(2)若测电压表内阻，如图6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，且R测R真.图64.等效替代法(1)电流等效替代(如图7)图7(2)电压等效替代(如图8)图85.独特的测量方法——电桥法测电阻在电阻的测量方法中，有一种很独特的测量方法，那就是电桥法.其测量电路如图9所示，实验中调节电阻箱R3，当A、B两点的电势相等时，R1和R3两端的电压相等，设为U1，同时R2和Rx两端的电压也相等，设为U2.图9根据欧姆定律有：，由以上两式解得：R1Rx＝R2R3，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值.U1R1＝U2R2，U1R3＝U2Rx例2(2019·广东揭阳市第一次模拟)如图10甲所示，测量电阻丝的电阻率ρ，电阻丝的电阻约为20Ω.先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度.除电池组E(电动势为3.0V，内阻约1Ω)、电阻箱R(0～999.9Ω)、开关、导线若干，可供选择的器材还有：电流表A1(量程0～100mA，内阻约5Ω)；电流表A2(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω).图10(1)实验操作步骤如下：A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B.根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；D.将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E.断开开关，改变______________________的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏.重复多次，记录每一次的R和L数据.F.断开开关.金属夹与电阻丝接触点解析断开开关，改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏.(2)如图乙，用螺旋测微器测量电阻丝直径为d＝______mm；0.730解析螺旋测微器的读数为：0.5mm＋23.0×0.01mm＝0.730mm.(3)电流表应选择____(选填“A1”或“A2”)；A1解析流过电阻丝的最大电流约为I＝320A＝150mA，为了减小电流表读数误差，所以电流表应选A1.(4)用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丙所示图线，截距分别为R0和L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝______(用给定的字母表示).πd2R04L0解析根据题意可知，R＋ρLS＝R0，则：R＝R0－ρLS，由题图丙可知，斜率的绝对值为R0L0＝ρS，而S＝πd24，联立解得：ρ＝πd2R04L0.(5)电流表存在一定内阻，这对该实验的测量结果____(选填“有”或“无”)影响.无解析由(4)分析可知，电流表的内阻对实验的测量结果无影响.3.(2019·四川广元市第二次适应性统考)同学们在测量某电阻丝的电阻Rx的实验中，所用电流表的内阻与Rx相当，电压表可视为理想电压表.图11变式训练(1)若使用图11甲所示电路图进行实验，为了使Rx的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的___点(填“b”或“c”).实验测得电阻丝的U－I图象如图乙所示，根据图象测得Rx＝_____Ω(保留两位有效数字).c4.0解析电流表的内阻与Rx相当，为了使Rx的测量值更接近真实值，应采用电流表的外接法，所以电压表的a端应连接到电路的c点.U－I图象的斜率表示电阻的阻值，则Rx＝ΔUΔI＝0.80.20Ω＝4.0Ω.(2)实验中，随着电源电压进一步增加，电阻丝逐渐进入炽热状态，同学们发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会发生变化.在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻Rx随风速v(用风速计测量)的变化关系如图丙所示.由图可知当风速增加时，Rx会_______(填“增大”或“减小”).当电源电压不变，在风速增加的过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器RW的滑片向____(填“M”或“N”)端调节.实验中为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图丁所示的电路.其中R为两只阻值相同的电阻，Rx为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入的理想电压表.如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“＋”端和“－”端应分别连接到电路中的b点和____点(填“a”“c”或“d”).减小Md解析由题图丙可知当风速增加时，Rx会减小.Rx减小，并联部分电阻减小，并联部分分得电压减小，要让其分得电压不变，滑动变阻器的滑片应向M端移动，维持电路其他部分电阻与并联部