高考电学实验总结与解析讲课教案
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高中物理电学实验教案及反思教学主题:静电场的研究
教学对象:高一学生
教学目标:
1.了解静电场的基本概念和性质;
2.学会使用静电计测量电场强度;
3.掌握Coulomb定律及其应用;
4.通过实验加强对静电场相关知识的理解。
教学准备:
1.测试用具:静电计等;
2.实验器材:导体、电荷等;
3.参考资料:《物理实验教材》。
教学过程:
一、引入
1.教师通过提问、揭示现象等方式帮助学生初步了解静电场,并简要介绍相关知识。
2.通过幻灯片、图表、实物等形式展示静电场的数学模型、理论框架和实验方法,为后续实验做好准备。
二、实验操作
1.将静电荷球放在电极上,并使用静电计测量荷球的电荷量和电场强度。
2.利用静电荷球的Coulomb定律,通过改变电荷量和距离等因素,测量电场强度的变化并提取规律。
3.将导体置于静电场中,测量导体表面的电势及其变化,通过对采集的数据进行分析,探究导体及与静电场的关系。
三、实验总结
1. 学生根据实验数据,对静电场的性质和变化规律进行总结。
2. 教师就实验步骤、结果及其背后的物理学原理,给予学生较系统而
深刻的解释。
3. 引导学生通过思考、讨论等方式发掘实验现象、背后的物理学原理,从而深化理解、打造真知。
四、反思
本次实验的设计反映了教师的细致、严谨和敬业精神,且从教学目标
到实验分析,思路清晰,逻辑严密。
但从学生参与和实验深化教学次
数等角度剖析,建议对实验过程的吸引力和教学互动性再提高,鼓励
学生多参与实验的思考、检验中发现问题并对问题寻求解答等,激发
学生对物理学科的兴趣和提高实验教学效果。
电学实验专题复习教案设计一、教学目标1. 回顾和巩固电学实验的基本原理和实验方法。
2. 提高学生对电学实验数据的分析和处理能力。
3. 培养学生的实验操作技能和科学思维。
二、教学内容1. 电学实验的基本原理和实验方法。
2. 电学实验数据的采集、分析和处理。
3. 常见电学仪器的使用和维护。
三、教学重点与难点1. 电学实验的基本原理和实验方法。
2. 电学实验数据的采集、分析和处理。
3. 常见电学仪器的使用和维护。
四、教学方法与手段1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动思考和探究。
2. 使用多媒体教学手段,展示实验操作过程和实验数据。
3. 组织学生进行实验操作和小组讨论,提高学生的实践能力。
五、教学过程1. 引入电学实验的主题,回顾电学实验的基本原理和实验方法。
2. 讲解电学实验数据的采集、分析和处理方法,引导学生掌握实验数据的处理技巧。
3. 演示常见电学仪器的使用和维护方法,让学生了解实验仪器的操作和保养。
4. 组织学生进行实验操作和小组讨论,让学生亲身体验电学实验的过程和数据分析的方法。
5. 进行课堂小结,巩固学生对电学实验的理解和掌握。
教学反思:在教学过程中,要注意关注学生的学习情况,及时进行反馈和指导。
要注重培养学生的实验操作技能和科学思维,提高学生的实践能力。
六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对电学实验原理的理解程度。
2. 实验操作:观察学生在实验中的操作是否规范,数据处理是否准确。
3. 小组讨论:评估学生在小组讨论中的参与程度及提出的观点。
七、教学策略1. 针对学生的薄弱环节进行有针对性的讲解和辅导。
2. 鼓励学生提问,充分解答学生的疑问。
3. 提供丰富的实验资源,让学生有更多的机会进行实验操作。
八、教学拓展1. 介绍电学实验在实际应用中的例子,激发学生的学习兴趣。
2. 引导学生关注电学领域的最新研究成果,拓宽视野。
3. 组织学生参加电学实验竞赛,提高学生的实验技能。
九、教学计划1. 节课:回顾电学实验基本原理和方法,讲解实验数据处理。
物理高中电学实验总结电学实验是高中物理教学中的重要内容之一,通过实验可以让学生直观地观察和探究电路的基本原理和电学现象。
本次电学实验中,我们主要学习了电阻和电路的基本概念,实验了串联电路和并联电路的特性,学习了欧姆定律的应用等。
通过实验,我们不仅加深了对电学知识的理解,还掌握了一些实验操作技能。
下面是我对本次电学实验的总结。
首先,串联电路实验中,我们使用了直流电源、电阻箱和电流表,观察了当电阻变大时,电路中的电流变化情况。
实验中,我们发现当电阻增大时,电路中的电流减小,这与欧姆定律的说法是相符合的。
通过实验,我们深刻理解了欧姆定律的含义,即电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大。
其次,我们进行了并联电路实验。
实验中,我们先是观察了两个电阻串联时,电路中的电流变化情况。
我们发现,当两个电阻串联时,总电流等于两个电阻的电流之和。
接下来,我们将两个电阻改为并联,观察了电路中的电流变化情况。
我们发现,当两个电阻并联时,总电流等于两个电阻中较小的电流。
这个实验结果与串联电路的实验结果形成了鲜明的对比。
这个实验进一步加深了我们对串联电路和并联电路特性的认识。
通过观察电路中的电流变化,我们发现并联电路中总电流比串联电路中的总电流要大,而并联电路中的电压在各个电阻上都是相等的。
这一点与我之前的认知有所不同。
通过实验,我们不仅掌握了串联电路和并联电路的连接方式,还理解了并联电路与串联电路之间的差异。
最后,我们还实验了欧姆定律和电阻率的应用。
在这个实验中,我们使用了直流电源、电流表和电阻丝。
通过改变电阻丝的长度,我们观察了电路中的电流和电压的变化情况。
实验中,我们发现电流和电压之间的比例关系是恒定的,这正是欧姆定律的表达。
同时,我们还使用欧姆定律计算了电阻丝的电阻值,进一步熟悉了欧姆定律的应用。
综上所述,本次电学实验让我充分了解了电阻和电路的基本概念,掌握了串联电路和并联电路的特性,并进一步理解了欧姆定律的应用。
通过实验,我不仅加深了对电学知识的理解,还学会了一些实验操作技能。
物理电学高中实验讲解教案
实验目的:通过测量串联和并联电路中的电流和电压,探究串联和并联电路的特点以及电流和电压在电路中的分布规律。
实验仪器和材料:
1. 电源
2. 电阻
3. 电流表
4. 电压表
5. 连线
6. 示波器(可选)
实验原理:
1. 串联电路:串联电路是指电流只有一条路径流过的电路。
在串联电路中,电流在各个电阻中是相等的,而电压会在各个电阻之间分配。
2. 并联电路:并联电路是指电流有多条路径流过的电路。
在并联电路中,电压在各个电阻中是相等的,而电流会在各个电阻之间分配。
实验步骤:
1. 搭建串联电路:将电源、电阻、电流表、电压表连接成串联电路。
2. 调节电源,使电路中的电流适中,记录下电流表和电压表的读数。
3. 搭建并联电路:将电源、电阻、电流表、电压表连接成并联电路。
4. 同样调节电源,使电路中的电流适中,记录下电流表和电压表的读数。
5. 对比串联和并联电路的电流和电压分布规律,分析并总结实验结果。
实验注意事项:
1. 操作实验仪器时要小心谨慎,避免发生短路或其他安全事故。
2. 搭建电路时,要保证电路连接牢固、接触良好,避免因接触不良导致的测量误差。
3. 在实验过程中要注意实验数据的记录和整理,确保实验结果的准确性和可靠性。
实验总结:
通过本实验,我们了解了串联和并联电路的特点,以及电流和电压在电路中的分布规律。
串联电路中电流相等而电压分配,而并联电路中电压相等而电流分配。
这些知识对于理解电路的基本原理和应用具有重要意义。
高三物理电学实验总结知识精讲人教版一. 本周教学内容:电学实验总结b. 如果实验所提供的电压表,电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流法时,无论怎样调节,电路中实际电流〔压〕都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流〔压〕,为了保证电表和电阻元件免受损坏,必须采用分压法连接电路。
c. 伏安法测电阻实验中,假设所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑到另一端,待测电阻上的电流〔压〕变化也很小,这不利于屡次测量求平均值或图象法处理数据。
为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值时也能大范围地调节待测电阻上的电流〔压〕,应选择变阻器的分压接法。
3. 描绘小电珠的伏安特性曲线4. 测定金属的电阻率5. 电压表和电流表〔1〕电流表〔表头〕改装成电压表 原理:利用串联电路的分压作用 分压电阻的计算:设电流表满编电流为g I ,内阻为g R ,满偏电压为g U ,利用串联电阻的分压作用,可将电流表串一电阻串R ,使电流表改装成电压表。
假设电压表的量程为U :如此串R U U R U I ggg g -==分压电阻:g gg gg R U UR U U U R )1(-=⋅-=串 〔2〕电流表扩大量程原理:利用并联电阻的分流作用分流电阻的计算,将电流的量程扩大到I ,要并联的电阻为并R22得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=--=2112122112I I U U r I I U I U I E〔2〕实验电路VAVA甲 乙甲电路:因的分流作用,所测的电流小于电源的总电流,而引起实验误差,要减小误差,应满足内阻r R V >>。
E 和r 均偏小。
乙电路:因的分压作用,所测得电压值小于电源的路端电压而引起实验误差,要减小误差,应满足电流表内阻r R A <<,E 准确,r 偏大。
〔3〕误差分析【典型例题】[例1] 闭合电路的U —I 图象。
如下图中a 为电源的U —I 图象;b 为外电阻的U —I 图象;两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率;a 的斜率的绝对值表示内阻大小; b 的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时〔即内、外电阻相等时图中矩形面积最大,即输出功率最大〔可以看出当时路端电压是电动势的一半,电流是最大电流的一半〕。
物理高中电学知识讲解教案
授课对象:高中物理学生
授课内容:电学知识的基本概念和原理
教学目标:
1. 理解电荷、电流、电压和电阻的定义和关系
2. 掌握欧姆定律和功率公式的应用
3. 熟悉串联和并联电路的特点和分析方法
4. 理解电容器和电感的基本原理
教学过程:
1. 导入:介绍电学知识的重要性和应用场景,引发学生的兴趣和思考
2. 探究:通过实验或示意图展示电荷、电流、电压和电阻的概念,并进行讨论和思考
3. 教学:讲解欧姆定律和功率公式的推导及应用,引导学生理解电路中的电压、电流和电阻之间的关系
4. 实践:设计并搭建简单的串联和并联电路,让学生通过实验来理解电路中电流和电压的变化规律
5. 拓展:介绍电容器和电感的基本原理,并与电阻的异同进行比较和讨论
6. 总结:对本节课学习的内容进行总结,强调重点知识和概念,激发学生的学习兴趣和思考能力
教学手段:
1. 实验仪器和示意图
2. PowerPoint幻灯片
3. 讲解和互动式教学
4. 小组讨论和合作学习
5. 课堂练习和实践操作
教学评估:
1. 课堂讨论和互动
2. 实验操作和结果分析
3. 组织小组展示和总结
4. 课堂练习和作业
教学反思:
评估学生对电学知识的理解和应用能力,及时调整教学方法和内容,激发学生的学习兴趣和思考能力。
高考电学实验教案一、实验基础知识1.1 电学实验目的理解并掌握电学基本概念和原理培养实验操作能力和实验数据分析能力1.2 电学实验器材与设备万用表电源电阻电容器灯泡电线开关1.3 电学实验安全注意事项操作电源时务必切断电源避免触电,操作时保持手干燥操作尖锐物品时小心谨慎二、基本电路分析2.1 串联电路电流在串联电路中相等电压在串联电路中相加2.2 并联电路电压在并联电路中相等电流在并联电路中相加三、电学实验操作步骤与方法3.1 实验一:测量电阻值连接电路,将电阻与灯泡串联使用万用表测量电阻值记录数据并进行分析3.2 实验二:测量电源电动势和内阻连接电路,将电阻与灯泡并联使用万用表测量电压记录数据并进行分析四、实验数据分析与处理4.1 实验数据分析方法利用公式计算电路中的电流、电压和电阻值分析实验数据与理论值的差异4.2 实验数据处理技巧绘制图表,展示实验数据变化规律计算实验误差,并进行误差分析五、高考电学实验题型和解题策略5.1 高考电学实验题型分类实验原理理解题实验操作步骤题实验数据分析题5.2 解题策略熟悉电学实验原理和操作步骤掌握实验数据分析方法注意审题,准确理解题目要求六、实验三:欧姆定律的验证6.1 实验目的验证欧姆定律:电流I与电阻R成反比,与电压V成正比。
6.2 实验器材电源电阻箱万用表导线开关6.3 实验步骤连接电路,将电阻箱与灯泡串联。
调节电阻箱的电阻值,记录不同电阻下的电流和电压。
使用万用表测量电流和电压值。
重复步骤,记录多组数据。
六、实验四:探究串并联电路的特点7.1 实验目的探究串联和并联电路的特点,理解两种电路中电流和电压的分布。
7.2 实验器材电源电阻灯泡万用表导线开关7.3 实验步骤分别搭建串联电路和并联电路。
在两种电路中分别测量电流和电压。
记录数据并进行分析。
八、实验五:电容器充放电现象的研究8.1 实验目的研究电容器的充放电现象,理解电容器的充电和放电过程。
8.2 实验器材电容器灯泡万用表导线开关8.3 实验步骤连接电路,将电容器与灯泡串联。
高中物理电学实验总结导言:电学实验是高中物理课程中重要的一环,通过实际操作可以帮助学生理解电学知识,并培养其实验技能与科学思维能力。
在这篇文章中,我将总结我在高中物理电学实验中的一些经验和收获,并分享一些有关电学实验的重要原理和技巧。
实验一:欧姆定律的验证欧姆定律是电学基础中的重要定律之一,它描述了电流、电阻和电压之间的关系。
通过实验验证欧姆定律可以帮助我们更好地理解和应用这个定律。
首先我们搭建了一个简单的电路,包括一个电源、一个电阻和一个安培表。
我们通过改变电阻的大小和电压的大小来观察电流的变化,并记录实验数据。
实验结果显示,当电压增大时,电流也随之增大。
根据欧姆定律的公式 I=V/R,可以得出结论:在一定条件下,电流和电压成正比,与电阻成反比。
这也验证了欧姆定律的正确性。
实验二:串联和并联电阻的等效性在这个实验中,我们研究了电阻的串联和并联对电流和总电阻的影响。
首先,我们分别搭建了串联和并联的电路,测量了电压和电流的数值,并计算了总电阻的值。
实验结果表明,串联电路的总电阻等于各个电阻的和,而并联电路的总电阻等于各个电阻的倒数之和的倒数。
这就是串联和并联电阻的等效性。
通过这个实验,我们可以更好地理解并应用此原理,对电路的设计和分析提供指导。
实验三:电阻和电压的温度变化关系在这个实验中,我们研究了电阻与温度之间的关系。
电阻与温度的变化关系是一个重要的热学现象,也是我们理解电器设备的工作原理的重要基础。
我们通过控制环境温度,并改变电阻的温度来观察电阻值的变化。
实验结果表明,电阻随着温度的升高而增加。
这个现象可以通过热胀冷缩的原理来解释,也提醒我们在电器设计和使用时要注意温度的影响。
实验四:电能转换的效率在这个实验中,我们研究了电能转换的效率。
电能转换效率是衡量电能转换过程中能量损耗的重要指标,也是我们设计节能电器的重要参考。
我们通过搭建一个简单的电路,将电流的变化和电压的变化转化成热能的变化,再通过测量得到的数据进行计算。
高中物理电学实验教案(精彩6篇)高中物理电学实验教案篇一电磁学是高二物理的重点内容,从高考角度看是高考的重考内容;在生活中运用很多,对不能升学的同学,学好了,今后改变自己的人生也有很大的好处;但是学起来,难度很大。
在教学过程中,如何教?我有一些点滴体会,愿与同行们共同探讨和分享。
(我们采用的是人教版高二物理)一、做好两个实验——学生实验和演示实验。
近几年由于多媒体进入校园,对教学多段改变很多。
学生实验和演示实验无法用多媒体代替。
课件是由人制作的,很有规律,易于控制和验证规律,好处很多。
实验带有很大的误差,实验更具有真实性,有时还不一定成功。
我每次在上电磁学时,只要能做的实验尽量让同学们亲自做。
让他们体会实验的乐趣。
如我在上闭合电路欧姆定律一节时,就采用了实验教学。
我准备了多种电源:学生电源、干电池、蓄电池,小灯泡(2.5v,0.3w)先用实验让学同们直观认识电源有电动势,然后讲解,在认识电源内阻时,我用学生电源稳压6v和干电池6v对同一小灯泡供电,给果不一样,用学生电源的不发光,电池的发光;又用它们对6v的收录机进行供电,都可用。
时这也同学们的想法不一样了,学初中的知识不能解释了,分析原因是电源的内阻在作怪。
后又用实验测得学生电源的内阻为100欧,电池的内阻为0.08欧。
这样让同学们确实承认电源也有内阻。
又如在上电容器的电容一节时:我也才用了实验教学,电容器的充电、放电、储能用电解电容(1000μf)即可完成,效果明显,同学们看到了电容器确实有这些特点,在做电容器的电容与哪些因素有关时,用教材中的演示实验,困难了。
看不到现象,正当同学们开始有些怀凝时,我抓住这个机会,对同学生进行了物理学历的教育,这个实验我们今天做起来困难,在2某某年前,当物理学家们研究时,不知经过多少次失败,才有结果。
所以我们今天不仅要学习人类智慧的结晶,更要学习前人不怕困难的精神。
二、激发同学们探索物理的兴趣。
如何提高同学们学习物理的兴趣,我也做了一些偿试。
高中物理常考的电学实验满分知识点总结+例题精讲电学实验最全知识点总结一、实验的考查内容(1)测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器);(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线;(3)测定电源的电动势和内阻;(4)练习使用多用电表;(5)传感器的简单使用;(6)设计型实验。
二、电学实验命题走向(1)给定条件,进行实验设计;(2)给定测量数据,选择处理方法;(3)给定原理、器材,设计实验方案;(4)给出实验过程情景,判断过程、方法的合理性。
三、电学实验的基础和核心(1)伏安法测电阻“外接法”的系统误差是由电压表的分流引起的,电阻测量值总小于真实值,小电阻应采用外接法,可记为“外小小”。
“内接法”的系统误差是由电流表的分压引起的,电阻测量值总大于真实值,大电阻应采用内接法,可记为“内大大”(2)滑动变阻器的连接(限流法/分压法)分压接法时,题中常出现这样的字眼:要求电压从零开始调节,或是要求测量尽可能精确等被测电阻上电压的调节范围大。
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的。
(3)其他常用测电阻方法①内阻已知的电流表、电压表可看成能读出它们电流、电压大小的电阻来使用;②电流表可通过串联定值电阻来扩大量程,当成大量程电流表来使用;也可以并联定值小电阻来当成电压表来使用。
③替代法测电阻④半偏法测电阻四、选取电学仪器和实验电路(1)安全:在电流表和电压表测量值不超量程,滑动变阻器、电源中通过的电流小于额定电流。
解决方法是依据欧姆定律算出实验电路调节中过程的电流范围,再和某器材的最大电压和给定值进行选择。
(2)方便:便于操作。
主要是对滑动变阻器、电压表、电流表的选择。
解决方法是要根据用电器分流、分压、限流等不同用途,采用正确的连接,能够既得到满足实验要求的电压范围,同时调节时电压表现为线性稳定变化。
(3)准确:选择的仪器使实验误差尽量小,电流表、电压表量程的选择原则是使指针指在满刻度的2/3以上,欧姆表量程的选择的原则是应使指针指在中心刻度附近。
高考电学实验总结与解析高考电学实验总结归类电学实验是高考试题中必考实验,电学实验出题灵活,内容丰富,在高考试卷中所占比重大,是高考试题中的重要得分点。
以下是电学实验各种常见实验原理和做题技巧的总结,基本涵盖了电学实验中的所有题型,对学习电学实验有很大的帮助。
一、电表的双重作用1(电表的替代).有以下可供选用的器材及导线若干条,要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流.A .待测电流表A 0:满偏电流约为700~800μA 、内阻约100Ω,已知表盘刻度均匀、总格数为N .B .电流表A :量程0.6A 、内阻0.1Ω.C .电压表V :量程3V 、内阻3kΩ.D .滑动变阻器R :最大阻值200Ω.E .电源E :电动势约3V 、内阻约1.5Ω.F .开关S 一个.(1)根据你的测量需要,在B (电流表A )和C (电压表V )中应选择 .(只需填写序号即可)(2)在虚线框内画出你设计的实验电路图.(3)测量过程中,测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A 0的指针偏转了n 格,可算出满偏电流I Amax = ,式中除N 、n 外,其他字母符号代表的物理量是 .答案 ① C ② 电路如图所示 ③vR U n N ⋅(或3000U n N ⋅)U 为电压表读数,R v 为电压表内阻解析 (1)由于电流表的满偏电流太小,所以要想进行多次测量,不能使用。
而对于电压表,1000g g VU I A R μ==,大于待测电流表的满偏电流,因此,可把电压表当电流表用。
故选C.(2)题中要求测多组数据,故测量电路应选用分压电路,电路图如右所示。
(3)电路中的电流V U I R =,又电流表刻度均匀,故有:m I I n N= 联立可解得:max V N U I n R =⋅ 或max 3000N U I n =⋅ 2.某同学要测量一电压表V 1的内阻。
提供的器材有: A .电压表V 1:量程3V ,内阻约为2k Ω B .电压表V 2:量程10V ,内阻为5k Ω C .电源E :电动势约为10V ,内阻不计D .滑动变阻器R :最大阻值为20ΩE .定值电阻R 1:阻值5k ΩF .定值电阻R 2:阻值30k ΩG .电键S 及导线若干该同学设计了如图甲所示的实验电路图,通过改变滑动变阻器R 的阻值,测量多组电压表V 1的读数U 1和电压表V 2的读 数U 2,最终求出了电压表V l 的内阻。
(1)实验中定值电阻应选用__________(填字母代号);(2)该同学在实验中测得数据如下表:请在图乙的坐标中,描点作出U 1-U 2的图象。
(3)由图象可以较准确地求出电压表V l 的内阻为_________k Ω。
答案 (1)R 1 (2)0.2k Ω解析 (1)定值电阻与电压表V 1串联,有:1211V U U U R R-=,可得:5R k ≈Ω,故选1R 。
(2)由1211V UU U R R -=可得:1121V V R U U R R =+,即12U U -图像的斜率为11V V R R R+, 从所作图像中先求出斜率,随之可算出10.2V R k =Ω点评 本题中,电压表的双重作用为:一是测量工具电压表,二也是一个电阻. 二、伏安法测电阻(或电阻率)1、 (2012·北京卷,21)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如下图所示,其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值).(2)用伏安法测金属丝的电阻R x .实验所用器材为:电池组(电动势3 V ,内阻约1 Ω),电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R (0~20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次数 1 2 3 4 5 6 7 U /V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I /A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520x ).(3)下图是测量R x的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线.,由图线得到金属丝的阻值R x=________Ω(保留两位有效数字).(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)A.1×10-2Ω·m B.1×10-3Ω·mC.1×10-6Ω·m D.1×10-8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是________(有多个正确选项).A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析(1)螺旋测微器的读数为0 mm+39.8×0.01 mm=0.398 mm.(2)由实验记录的数据可知R x的阻值大约为5 Ω.由题知R x≪R V,故电流表外接.若滑动变阻器接为限流的形式,则R x两端的电压最小值U min=5×3V≈0.6 V,而从实验20+5+1+0.1数据可知R x两端电压可为0.10 V,因此滑动变阻器应采用分压的形式.(3)如图甲所示.图甲图乙(4)选尽可能多的点连成一条直线,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,如图乙所示.图线的斜率反映了金属丝的电阻,因此金属丝的电阻值R x=4.4 Ω.(5)根据R=ρlS 得金属丝的电阻率ρ=RSl=πRd24l=3.14×4.4×(0.398×10-3)24×0.5Ω·m≈1.09×10-6Ω·m,故选项C正确,选项A、B、D错误.(6)由于读数引起的误差属于偶然误差,选项A错误;由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差,若将电流表和电压表的内阻计算在内,则可以消除系统误差,选项B错误、选项C正确;利用U-I图象处理数据,相当于多次测量取平均值,可以减小偶然误差,选项D正确.答案(1)0.398(0.395~0.399均正确)(2)甲(3)如解析图甲所示(4)如解析图乙所示4.4(4.3~4.7均正确)(5)C(6)CD2、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外,还有:A.直流电源(电动势约为5 V,内阻可不计)B.直流电流表(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)C.直流电流表(量程0~600 mA,内阻约为5 Ω)D.直流电压表(量程0~15 V,内阻约为15 kΩ)E.直流电压表(量程0~5 V,内阻约为10 kΩ)F.滑动变阻器(最大阻值10 Ω,允许通过的最大电流为2 A)G.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,允许通过的最大电流为0.5 A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.(1)实验中电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示).(2)请按要求将图7-4-3中所示的器材连成实验电路.(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,定值电阻R=9 Ω,此时灯泡的实际功率为________W.(结果保留两位有效数字)甲乙解析(1)由灯泡标识(5 V,2.5 W)知,I=PU=0.5 A,因此电流表选C,电压表选E.由于电路接成分压式,滑动变阻器选F.(2)如图所示(3)把定值电阻作为电源的内阻,则该电源短路时的电流为I max=ER+r=0.6 A,在题图中的U-I图中,作出此电源的U-I图线如图中虚线所示。
两图线交点即表示该灯泡的实际工作点.由图知U=2.2 V,I=0.38 A,所以P=UI=2.2×0.38 W=0.84 W.答案(1)C E F(2)见解析图(3)0.84(0.81~0.87)皆可三“替代法”测电阻1、(2011·课标全国卷,22)为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如上图所示的电路.图中A0是标准电流表,R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:(1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________的读数I;(2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时R N的读数;(3)多次重复上述过程,计算R N读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值.解析本题为用替代法测未知电流表的内阻,其实验步骤为:(1)将S拨向接点1,接通S1,调节R0,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时标准电流表(或A0)的读数I;(2)然后将S拨向接点2,调节R N,使标准电流表(或A0)的读数仍为I,记下此时R N的读数;(3)多次重复上述过程,计算R N读数的平均值,此即为待测微安表头内阻的测量值.答案(1)R0标准电流表(或A0)(2)R N标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值2、(电压表替代)某同学要测电压表的内阻R V,测量的电路如下图a所示,供选择的器材如下:①待测电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ);②电压表(0~6 V,内阻约6 kΩ);③定值电阻R1=3 kΩ;④定值电阻R2=30 Ω;⑤滑动变阻器R3(0~1 kΩ,1 A);⑥滑动变阻器R4(0~10 Ω,2 A);⑦电源3.0 V,内阻不计;⑧开关一个,导线若干.根据上述条件,请你完成下面的实验.(1)定值电阻应选________;滑动变阻器应选________.(2)根据电路图a,在上图b中用实线把实物连成电路;(3)实验过程中的测量步骤为:移动滑动变阻器触头到某一位置,记录、的读数U1、U2;不断改变滑动变阻器触头的位置,得到一组U1、U2的值,分别以U1、U2为坐标轴建立坐标系,作出相应图线(如下图所示),测得该图线的斜率为k.根据图线的斜率k和选定的定值电阻,写出待测电压表内阻的表达式为R V=________.解析(1)定值电阻应选R1,滑动变阻器应选R4,若选用大电阻的滑动变阻器,就会出现在移动滑动触头的时候,刚开始电压表上的电压几乎不变,到了某个位置后又突然增大的现象,不易操作.(2)根据电路图a,在图b中用实线把实物连成电路,如答案图所示.(3)待测电压表内阻的表达式为R V=R1k-1.答案(1)R1R4(2)如图所示(3)R1k-1预测高考命题视角通过对近几年的高考实验试题的研究发现,高考电学实验试题有三个显著的特点:第一,基于教材中的电学实验,着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析;第二,重视电学的实验方法,问题设置结合科技、生产、生活的实际;第三,基本仪器的使用是考查的热点,实验的器材选择、实际操作是考查的重点,设计型实验是考查的难点,实验的基本原理和思想方法是考查的核心.四、测电源电动势内阻1、(伏安法)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.5 Ω的保护电阻R0,实验电路如图下所示.(1)连好电路后,当该同学闭合电键时,发现电流表示数为0,电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错,接触良好且未发生短路;他用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是________.(2)在下图中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时,把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图所示)以笔画线代替导线连接起来.(3)排除故障后,该同学顺利完成实验,测定得到下列数据,根据表中数据在图中的坐标上画出UI 图线,由图线知:电池的电动势为________,内阻为________.解析 (1)用电压表检测c 、d 时,电压表有示数,说明有电流通过电压表,但没有电流通过多用电表所并联的电路,说明多用电表所并联的电路发生断路故障.由已知条件可知,是滑动变阻器R 发生故障.(3)电源的伏安特性曲线为直线,使直线通过尽量多的数据点,其他点均匀分布在线的两侧.由U =E -I (r +R 0)可知,纵轴截距表示电动势,则E =1.50 V ,斜率绝对值表示r +R 0,则:r +R 0=1.50-0.200.43 Ω=3.0 Ω,则r =0.5 Ω.答案 (1)R 断路 (2)如图甲所示(3)如图乙所示 1.50 V(1.41~1.51 V 均可)2、(伏阻法) (2012·福建卷,19(2))某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E .①先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图所示,其示数为________V .②然后,用电压表、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势.(ⅰ)根据图乙所示电路图,用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接成完整电路.(ⅱ)闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表相应示数U.该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的1R与1U的值.请用表中数据在图中的坐标纸上描点,并作出1U 1R图线.R(Ω)166.77-1-.450.033.325.020.0 U(V)8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1R(×10-2Ω-1)0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.001U(V-1)0.120.170.210.240.310.34(ⅲ)从图线中可求得E =________V .解析 ①读出示数为:9.4 V . ②(ⅰ)连接电路如图所示.(ⅱ)作图线如图所示(ⅲ)由闭合电路欧姆定律得E =U +UR(r +R 0)变形得1U =1E +r +R 0E 1R ,从上式看出在1U 1R 图象中,纵轴的截距即为1E ,由图象得出截距为0.1,所以E =10.0 V(9.5 V ~11.1 V 内均正确). 答案 见解析3、(安阻法)某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱,采用如图甲所示的电路测电源电动势与内阻,比常规的伏安法更准确.若电流表内阻阻值为R A ,则测量的方法与步骤是:(1)将电阻箱阻值R 调到最大,闭合S 后观察电流表示数,然后再调节电阻箱,使电流表的示数指到某两个恰当的值,记下此时电阻箱的阻值R 1、R 2及对应的电流I 1、I 2;(2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律,建立方程组,即可求出电源的电动势E 与内阻r .该方程组的表达式是:________、________.该实验小组现在手头只有一个电流表,只知其内阻很小,却不知具体阻值.为了测出该电流表的内阻,她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材.请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路.注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用,开关闭合前其阻值应_________________________.解析根据题图示电路,利用闭合电路欧姆定律可得:E=I1(R1+R A+r)、E=I2(R2+R A+r);两节干电池的电动势大约为3 V,电流表应选0.6 A量程,在连接电路时,本着先串后并的原则进行.答案E=I1(R1+R A+r)E=I2(R2+R A+r)连线如图调至最大五、考查多用电表的使用及读数1、(2011·北京卷,21(1)) 用如上图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量.(1)旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线.(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置.(3)将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件______,使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”).(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准解析机械调零需调节S,电阻调零(欧姆挡调零)需调节调零旋钮T.指针偏转角度过小说明该电阻是一个大电阻,需换用阻值较大的挡来测量才准确,换挡之后需要重新电阻调零.故正确顺序应为ADC. 答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC 2、(多用表测黑箱)(2012·江苏卷,10)如下图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.甲乙(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”、“B”或“C”).(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况.(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值.测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表.两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所示.请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路.两表笔接的接点多用电表的示数a、b ________Ωa、c 10.0 Ωb、c 15.0 Ω解析(1)多用电表使用前应进行机械调零,机械调零装置为 A.(2)使用多用电表进行测量时,为保证电表不被损坏往往要进行试触,即让两表笔进行短暂接触,观察指针偏转情况,若持续接触则有可能损坏电表.(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等,由多用电表读数可知所缺数据为5.0 Ω,由a、b间电阻为5 Ω,a、c间为10 Ω,b、c间为15 Ω知,电路为a、b间5 Ω的电阻与a、c间10 Ω电阻串联而成,电路图如答案图所示.答案(1)A(2)短暂(3)5.0电路图见下图。