高考物理一轮复习课件：电学实验专题-.ppt

1、高三电学实验专题复习高三电学实验专题复习 -电阻测量问题电阻测量问题一：滑动变阻器的选择一：滑动变阻器的选择 分压接法和限流接法的选择分压接法和限流接法的选择.滑动变阻器在电路中也有滑动变阻器在电路中也有a a、b b两种常用的接法：两种常用的接法：a a叫叫限流接法限流接法，b b叫叫分压接法分压接法。分压接法被测电阻上电压。分压接法被测电阻上电压的调节范围大。的调节范围大。下列情形一般要用分压接法：下列情形一般要用分压接法：1.1.当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大，或者说要求测量尽可能多组数据以作画图处理。量大，或者说要求测量尽可

2、能多组数据以作画图处理。2.2.所给的滑动变阻器的阻值少于被测电阻值时；所给的滑动变阻器的阻值少于被测电阻值时；3.3.所给的被测用电器的额定电压或电流不明的情况下；所给的被测用电器的额定电压或电流不明的情况下；用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。的。ab二伏安法测量电阻时的内接和外接问题二伏安法测量电阻时的内接和外接问题1.1.内接外接系统误差的偏大偏小问题内接外接系统误差的偏大偏小问题;2.2.什么情形下用内接和外接问题什么情形下用内接和外

3、接问题A:A:粗判被测电阻的大小粗判被测电阻的大小,B:B:触碰法比较触碰法比较.3.3.当电压表或电流表内阻已知的时候可以消除当电压表或电流表内阻已知的时候可以消除系统误差系统误差.例如例如例题例题1例题三三.常见的测量电阻的方法常见的测量电阻的方法:1 1：多用电表的欧姆挡直接测量电阻：多用电表的欧姆挡直接测量电阻欧姆挡的基本原理和测量方法和有关中值欧姆挡的基本原理和测量方法和有关中值电阻问题电阻问题给你多用电表测量时给你多用电表测量时,要注意多用电表的要注意多用电表的其他挡也可以使用其他挡也可以使用(注意量程和挡位的区注意量程和挡位的区别别)+3:3:半偏法测量电阻半偏法测量电阻(有电流

4、半偏和电压半偏之分有电流半偏和电压半偏之分)电流半偏法的基本电路如下图电流半偏法的基本电路如下图1,1,图图2 2为改装的电压为改装的电压表的校正电路表的校正电路;系统误差分析问题系统误差分析问题 电压半偏法的基本电路如右图电压半偏法的基本电路如右图 系统误差分析系统误差分析 例题例题24:4:等效替代法测量电阻等效替代法测量电阻没有系统误差没有系统误差例题例题35:5:电桥法测量电阻电桥法测量电阻没有系统误差没有系统误差6:6:电表内阻测量的常见方法电表内阻测量的常见方法要注意电表本身就是一个会说话的电阻要注意电表本身就是一个会说话的电阻例题例题4例题例题5例题例题6例题例题7例题例题8例题

5、例题8四四 设计性实验的的原则设计性实验的的原则1.1.科学性与可行性科学性与可行性(可操作性可操作性)比如利用匀速运动测量滑动摩擦因数匀速问题；测量比如利用匀速运动测量滑动摩擦因数匀速问题；测量斜面的角度问题；电表的量程等斜面的角度问题；电表的量程等2.2.可靠性可靠性实验方案要可靠实验方案要可靠,对仪器对仪器,对人体要安全对人体要安全如被测量用电器的额定功率不知道如被测量用电器的额定功率不知道,要用分压电路；测要用分压电路；测量的电表的量程要选择正确量的电表的量程要选择正确.3.3.简便化简便化便于操作便于操作,计数和数据处理计数和数据处理4.4.精确性精确性选择误差较小的实验方案选择误差

6、较小的实验方案,如伏安法的内外接法如伏安法的内外接法.如实验要求测量精度高如实验要求测量精度高,就不能用有系统误差的伏安法就不能用有系统误差的伏安法和半偏法等和半偏法等数据处理时用图像处理的误差更小数据处理时用图像处理的误差更小;如如S=S=naTnaT2 2用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻VARSI/AU/V00.2 0.4 0.63.02.01.0其他拓展电路其他拓展电路AvE rAR1 R2如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，正确的是的说法，正确的是 ()A.由于电流表的分压作用，使内电阻的测

7、量由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值；值小于真实值；B.由于电流表的分压作用，使内电阻的测量由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值；值大于真实值；C.由于电压表的分流作用，使内电阻的测量由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值；值小于真实值；D.由于电压表的分流作用，使内电阻的测量由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值；值大于真实值；vA某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为已知干电池的电动势约为1 15 5 V V，内阻约为内阻约为1 1；电压电压表表(0(0一一3

8、3V V，3k)3k)、电流表电流表(0(00 06 6A A，1 10)0)、滑动滑动变阻器有变阻器有R R1 1(10(10，2A)2A)和和R R2 2(100(100，0 01 A)1 A)各一只各一只（1)1)实验中滑动变阻器应选用实验中滑动变阻器应选用(填填“R R1 1”或或“R R2 2”)”)。(2)(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。(3)(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的的U UI I图线，由图可较准确地求出该电源电动势图线，由图可较准确地求出该电源电动势E EV

9、V；内阻，内阻，r r 。甲AVE rS乙U/VI/A0809101103020101512141304丙为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：待测干电池（电动势约待测干电池（电动势约1.51.5V V，内阻约内阻约1.01.0）电流表电流表G G（满偏满偏电流电流3.03.0mAmA，内阻内阻1010）安培表安培表A A（量程量程00.6000.60A A，内阻内阻0.100.10）滑动变阻器滑动变阻器R R1 1（020020，10A10A）滑动变阻器滑动变阻器R R2 2（01000100，1A1A）定值电阻定值电阻R

10、 R3 3=990 =990 开关和导线若干开关和导线若干为了能较为准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用为了能较为准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是的滑动变阻器是_。请在下图方框中画出实验电路图。请在下图方框中画出实验电路图。下图右为某同学根据正确的电路图作出的下图右为某同学根据正确的电路图作出的I1-I2图线（图线（I1为电流为电流表表G的示数，的示数，I2为安培表为安培表A的示数），由该图线可得：被测干电的示数），由该图线可得：被测干电池的电动势池的电动势E=_V，内电阻内电阻r=_。I1/mAI2/A1.51.4131.21.11.00 0.1 0.2 0

11、.3 0.4 0.5 0.6测量电源测量电源B的电动势的电动势E及内阻及内阻r（E约为约为4.5V，r约约为为1.5）。）。器材：量程器材：量程3V的理想电压表的理想电压表V，量程量程0.5A的电的电流表流表A（具有一定内阻），固定电阻具有一定内阻），固定电阻R=4，滑线变阻滑线变阻器器R，电键电键K，导线若干。导线若干。画出实验电路原理图。图中各元件需用题目画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。中给出的符号或字母标出。实验中，当电流表读数为实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数时，电压表读数为为U1；当电流表读数为当电流表读数为I2时，电压表读数为时，电压表读数为U

12、2。则可以求出则可以求出E=_,r=_（用（用I1，I2，U1，U2及及R表示）表示）4 4“伏安法伏安法”测电阻时，由于电压表、电流表内阻的测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量总存在误差，如图所示的电路进行测影响，使得测量总存在误差，如图所示的电路进行测量，则电压表、电流表的内阻所造成的误差可以消除。量，则电压表、电流表的内阻所造成的误差可以消除。请将以下没完成的实验步骤补充完整，并用字母表示请将以下没完成的实验步骤补充完整，并用字母表示相应的测量值。相应的测量值。（1 1 闭合电键闭合电键S S1 1，电键电键S S2 2接接2 2，调节，调节R RP P和和R RP P/，使

13、两电表使两电表达到一定的读数，读出电压表、电流表的读数达到一定的读数，读出电压表、电流表的读数U U1 1、I I1 1；（2 2）保 持保 持 R RP P不 变，闭 合 电 键不 变，闭 合 电 键 S S1 1，电 键电 键 S S2 2接接 ，调节，调节 ，读出，读出 （3 3）待测电阻待测电阻R RX X=有一待测的电阻器有一待测的电阻器R Rx x，其阻值约在其阻值约在40-5040-50之间，实验之间，实验室准备用来测量该电阻值实验器材有：电压表室准备用来测量该电阻值实验器材有：电压表V V（量程量程0-60-6V V，内电阻内电阻2020KK）电流表电流表A A1 1（量程量程

14、0-500-50mAmA，内电阻约为内电阻约为2020）电流表电流表A A2 2（量程量程0-3000-300mAmA，内电阻约为内电阻约为2020）滑动变阻器滑动变阻器R R1 1（最大阻值为最大阻值为2020，额定电流为额定电流为1 1A A）滑动变阻器滑动变阻器R R2 2（最大阻值为最大阻值为300300，额定电流为额定电流为0.10.1A A）直流电源直流电源E E（电动势为电动势为9 9V V，内电阻约为内电阻约为0.50.5）电键，电键，此外还有若干根供连线用的导线。此外还有若干根供连线用的导线。实验要求电表读数从零开始变化，并多测出几组电流、实验要求电表读数从零开始变化，并多测

15、出几组电流、电压值，以便画出电流电压值，以便画出电流电压的关系图线。为了实电压的关系图线。为了实验能正常进行并减少测量误差，还要求滑动变阻器便验能正常进行并减少测量误差，还要求滑动变阻器便于调节。电流表应选用于调节。电流表应选用 滑动变阻器应滑动变阻器应选用选用 请在方框内画出实验电路图，并将图中器请在方框内画出实验电路图，并将图中器材连成符合要求的实验电路。材连成符合要求的实验电路。为了测定电流表为了测定电流表A A1 1的内阻，采用如图的内阻，采用如图1 1所示的电路。所示的电路。其中：其中：A A1 1是待测电流表，量程为是待测电流表，量程为300300AA内阻约为内阻约为100100；

16、A A2 2是标准电流表，量程是是标准电流表，量程是200200AA；R R1 1是电阻箱，阻值范围是电阻箱，阻值范围0999.90999.9；R R2 2是滑动变阻器；是滑动变阻器；R R3 3是保护电阻是保护电阻E E是电池组，电动势为是电池组，电动势为4 4V V，内阻不计；内阻不计；S S1 1是单刀单掷开关，是单刀单掷开关，S S2 2是单刀双掷开关。是单刀双掷开关。（1）根据电路图）根据电路图1，请在图，请在图2中画出连线，将器材连接中画出连线，将器材连接成实验电路成实验电路.（2 2）连接好电路，将开关）连接好电路，将开关S S2 2扳到接点扳到接点a a处，接通开关处，接通开关

17、S S1 1，调整滑调整滑动变阻器动变阻器R R2 2使电流表使电流表A A2 2的读数是的读数是150150AA；然后将开关然后将开关S S2 2扳到接点扳到接点b b处，保持处，保持R R2 2不变，调节电阻箱不变，调节电阻箱R R1 1，使使A A2 2的读数仍为的读数仍为150150AA。若若此时电阻箱各旋钮的位置哪图此时电阻箱各旋钮的位置哪图3 3所示，电阻箱所示，电阻箱R R1 1的阻值是的阻值是 ，则待测电流表则待测电流表A A1 1的内阻的内阻R R3 3=。（3 3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R R2 2的滑动端位置，都的滑动端位置，

18、都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻R R3 3应选用：应选用：（填写阻值相应的字母）。（填写阻值相应的字母）。A A200K200KB B20K20KC C15K15KD D2020（4 4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。即要满下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。即要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器 （填写阻值相应的字母）。（填写阻值相应的字母）。A A1k1kB B5k5kC C10k10kD D25k25k实验室内有一电压表实验室内有一电压

19、表mVmV ，量程为量程为150150mVmV，内阻约为内阻约为150150。现现要将其改装成量程为要将其改装成量程为1010mAmA的电流表，并进行校准。为此，实验室的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池提供如下器材：干电池E E(电动势为电动势为1.51.5V)V)，电阻箱电阻箱R R，滑线变阻器滑线变阻器R R，电流表电流表A (A (有有1.51.5mAmA，15mA15mA与与150150mAmA三个量程三个量程)及开关及开关K K。(a a)对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图示的电路对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图示的电路测量电压表的内阻。在既不损坏仪

20、器又能使精确度尽可能高的测量电压表的内阻。在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中电流表条件下，电路中电流表A A 应选用的量程是应选用的量程是 。若合上。若合上K K，调调节滑线变阻器后测得电压表的读数为节滑线变阻器后测得电压表的读数为150 150 mVmV，电流表电流表A A 的读的读数为数为1.051.05mAmA，则电压表的内阻则电压表的内阻R RmVmV为为 。(取三位有效数字取三位有效数字)(b b)在对改装成的电流表进行校准时，把在对改装成的电流表进行校准时，把A A 作为标准作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理电流表，画出对改装成的电流表进行校准的

21、电路原理图图(滑线变阻器作限流使用滑线变阻器作限流使用)，图中各元件要用题中给，图中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是 (取取三位有效数字三位有效数字)，电流表，电流表A A 应选用的量程是应选用的量程是 。EK A mVR有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求使用个有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流。流。A 待测电流表：满偏电流约待测电流表：满偏电流约700800、内阻约内阻约100，刻度均匀、总格数为刻度均匀、总格数为N。B 安培

22、表：量程安培表：量程0.6A、内阻内阻0.1C 电压表：量程电压表：量程3V、内阻内阻3KD 滑动变阻器：最大阻值滑动变阻器：最大阻值200E 电源：电动势电源：电动势3V、内阻内阻1.5F 开关一个开关一个在虚线框内画出实验电路图，并在每个选用的仪器在虚线框内画出实验电路图，并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号。旁标上题目所给的字母序号。测量过程中测出多组数据，其中一组数据中待测测量过程中测出多组数据，其中一组数据中待测电流表电流表A的指针偏转了的指针偏转了n格，可算出满偏电流格，可算出满偏电流I=式中除了式中除了N、n外，其他字母代表的物理量外，其他字母代表的物理量是是 。实验室中有

23、器材如下：实验室中有器材如下：电池电池E E：电动势约为电动势约为6 6V V，内电阻约为内电阻约为1 1；电压表电压表V V1 1：量程量程3030V V，内阻内阻r r1 1约为约为3030KK电压表电压表V V2 2：量程量程3 3V V，内阻内阻r r2 2约为约为3 3KK电压表电压表V V3 3：量程量程2.52.5V V，内阻内阻r r3 3约为约为2.52.5KK电阻箱电阻箱R R1 1：最大阻值最大阻值9999.99999.9，阻值最小改变量为阻值最小改变量为0.10.1。滑动变阻器滑动变阻器R R2 2：最大阻值为最大阻值为5050要求用图乙所示的电路测定电压表的内阻。要求

24、用图乙所示的电路测定电压表的内阻。用此电路可以精确测量所给三个电压表中哪几个用此电路可以精确测量所给三个电压表中哪几个的内阻？的内阻？在可测的电压表中任选一个作为测量对象，在实在可测的电压表中任选一个作为测量对象，在实物图甲上连成测量电路。物图甲上连成测量电路。实验中，你除了要读出电阻箱的阻值实验中，你除了要读出电阻箱的阻值R1外，还需外，还需要读出要读出 。用所测数据表示待测电压内阻的计。用所测数据表示待测电压内阻的计算公式是算公式是 。从下列实验器材中选出适当的器材，设计测量电路来测量两个从下列实验器材中选出适当的器材，设计测量电路来测量两个电流表的内电阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精

25、度。电流表的内电阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度。（A A）待测电流表待测电流表A1A1，量程量程5050mAmA，内电阻约为几十欧姆内电阻约为几十欧姆（B B）待测电流表待测电流表A2A2，量程量程3030mAmA，内电阻约为几十欧姆内电阻约为几十欧姆（C C）电压表电压表V V，量程量程1515V V，内电阻内电阻r=15Kr=15K（D D）电阻箱电阻箱R1R1，阻值范围阻值范围0 09999.99999.9。（E E）电阻箱电阻箱R2R2，阻值范围阻值范围0 099.999.9。（F F）滑动变阻器滑动变阻器R3R3，阻值阻值0 0150150，额定电流额定电流1.51.5A A

26、（G G）滑动变阻器滑动变阻器R4R4，阻值阻值0 02020，额定电流额定电流2 2A A（H H）电阻电阻R0,R0,阻值是阻值是4040,功率是功率是0.50.5W W（作保护电阻用）作保护电阻用）（I I）电池组，电动势为电池组，电动势为1212V V，内电阻约内电阻约0.50.5。此外还有单刀单掷开关、单刀双郑开关和导线若干，供需要选此外还有单刀单掷开关、单刀双郑开关和导线若干，供需要选用。用。（1 1）设计一个测量电路，画出电路图。设计一个测量电路，画出电路图。（2 2）选出必要的实验器材。选出必要的实验器材。（3 3）说明实验需要测量的物理量，并列出计算两个电流表内说明实验需要测

27、量的物理量，并列出计算两个电流表内电阻的计算式。电阻的计算式。为了测量量程为为了测量量程为3V的电压表的电压表V的内阻（内阻约的内阻（内阻约2000），），实验室可以提供的器材有：电流表实验室可以提供的器材有：电流表A1，量程为量程为06A，内阻约为内阻约为01；电压表电压表V2，量程量程为为5V，内阻约为内阻约为3500；电阻箱电阻箱R1的阻值范围为的阻值范围为09999；电阻箱电阻箱R2阻值范围为阻值范围为0999；滑滑动变阻器动变阻器R3的最大阻值约为的最大阻值约为100，额定电流额定电流15A；电源电源E，电动势电动势6V，内阻约内阻约05；单刀单掷开关单刀单掷开关S，导线若干。导线若

28、干。（1）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表量电压表V的内阻的实验电路，画出电路原理图（图的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。量尽量准确。（2）写出计算电压表）写出计算电压表V的内阻的内阻Rv的计算公式为的计算公式为Rv_。从下面给定的器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值是从下面给定的器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值是大约值，有些器材的阻值是准确值）。设计一个测量阻值大约值，有些器材的阻值是准确值）。设计一个测量阻值R Rxx约

29、约为为1515kk的电阻的电路，要求方法简捷，操作方便，并要尽可的电阻的电路，要求方法简捷，操作方便，并要尽可能提高测量的精度。能提高测量的精度。电流表电流表AA1 1，量程量程1 1mAmA，内阻内阻r rA1A15050电流表电流表AA2 2，量程量程300300AA，内阻内阻r rA2A2300300电流表电流表AA3 3，量程量程100100AA，内阻内阻r rA3A3500500电压表电压表VV1 1，量程量程1010V V，内阻内阻r rV1V1=15k=15k电压表电压表VV2 2，量程量程3 3V V，内阻内阻r rV2V2=10k=10k滑动变阻器滑动变阻器R R1 1，全阻

30、值全阻值5050，额定电流为额定电流为1 1A A滑动变阻器滑动变阻器R R2 2，全阻值全阻值20002000，额定电流为额定电流为0.10.1A A电池组，电动势电池组，电动势3 3V V，内阻很小但不能忽略，开关及导线若干内阻很小但不能忽略，开关及导线若干测量电路中电流表应选测量电路中电流表应选 _ _ ，电压表应选，电压表应选 _ _ ，滑动变阻器应选，滑动变阻器应选_（填代号）；（填代号）；画出测量画出测量R Rxx的电路图。的电路图。从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表流表A1的内阻的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测

31、量要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。（精度，并能测得多组数据。（1）在虚线方框中画出）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（电路图，标明所用器材的代号。（2）若选测量数据）若选测量数据中的一组来计算，中的一组来计算，r1，则所用的表达式为则所用的表达式为r1=_，式中各符号的意义是：式中各符号的意义是：_.器材（代号）器材（代号）规格规格电流表电流表(A1)量程量程10mA,内阻内阻r 1待测（约待测（约40）电流表电流表(A2)量程量程500A，内阻内阻r2=750电压表电压表(V)量程量程10V，内阻内阻r3=10k电阻电阻(R1)阻值约阻值约100，作保护电阻

32、用作保护电阻用滑动变阻器滑动变阻器(R2)总电阻约总电阻约50 电池电池(E)电动势电动势1.5V，内阻很小内阻很小电键电键(K)导线若干导线若干某同学在某同学在“用伏安法测电阻用伏安法测电阻”的实验中的实验中,正确地正确地设计了实验电路设计了实验电路,如图，由于操作失误，伏特表如图，由于操作失误，伏特表的指针被打弯了，但没有烧坏，其他元件完好。的指针被打弯了，但没有烧坏，其他元件完好。为了启发学生，教师没有更换电压表，而是发为了启发学生，教师没有更换电压表，而是发给该同学一个适用的电阻箱，要求其继续完成给该同学一个适用的电阻箱，要求其继续完成电阻的测量。请你帮助该同学设计后续实验，电阻的测量。请你帮助该同学设计后续实验，写出待测电阻写出待测电阻Rx的表达结果。的表达结果。RxE V AS