高考热点物理电学实验专题

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高考物理系列讲座——电学实验专题五、定值电阻的五种作用(一)用于改装电表或扩大已有电表量程(二)用于增大待测量,减少实验误差六、六种测电阻的方法伏安法——变化例6、用伏安法测量定值电阻的阻值,备用器材如下:待测电阻R x (阻值约为25KΩ)电流表A1(量程100μA,内阻约为2KΩ)电流表A2(量程500μA,内阻约为300Ω)电压表V1(量程10V,内阻约为100 kΩ)电压表V2(量程50V,内阻约为500 kΩ)电源E (电动势15V,允许通过的最大电流1A)滑动变阻器R (最大阻值1 kΩ)电键S,导线若干为了尽量减小实验误差,要求测多组数据。

(1)电流表应选_________,电压表应选__________。

(2)画出实验电路图。

例7、题型1:从下列实验器材中选出适当的实验器材,设计一个测量阻值约为15kΩ的电阻的电路,要求方法简捷, 两端的电压能从零开始变化,要尽可能提高测量的准确度.①电流表(A1),量程1mA,内阻r1≈50Ω.②电流表(A2),量程500μA,内阻r2≈300Ω.③电压表(V1),量程10V,内阻r3=15kΩ.④电压表(V2),量程3V,内阻r4=10kΩ.⑤电阻(R1),阻值约为25Ω,作保护电阻用,额定电流为1A.⑥滑动变阻器(R2),阻值约为50Ω,额定电流为1A.⑦滑动变阻器(R3),值约为1000Ω,额定电流为1A.⑧电池组,电动势3V,内阻很小但不可忽略.⑨开关及若干导线.⑴画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.⑵写出计算的表达式,并说明各符号表示的意义.※思路分析:①确定电流表、电压表:由电源电动势可确定电压表应选V2(量程3V). 估算电路中的最大电流可确定电流表应选A2(量程500μA).②确定控制电路:由题目要求可知滑动变阻器应采用分压连接且应选R2 (阻值约50Ω).③确定电流表内、外接法:由题给的电压表内阻为准确值,故应采用电流表外接法.思考:若电压表内组不确定何如?例8、从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。

⑴画出电路图,标明所用器材的代号。

⑵若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1= ,式中各符号的意义是。

例9、现要测量某一电压表V的内阻。

给定的器材有:待测电压表V(量程2V,内阻约4kΩ);电流表A(量程1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E(电动势约2.4V,内阻不计);固定电阻3个:R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω;电键S及导线若干。

要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。

⑴试从3个固定电阻中选用1(要求电路中各器材用题中给定的符号标出。

)⑵电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻R V =_________。

例10、为了测量电阻Rx的阻值,实验室备有下列器材A.待测电阻Rx ,阻值约为200ΩB.直流电源,电动势约为3V,内电阻约为0.5ΩC.电流表A1 ,量程10mA,内阻r=80ΩD.电流表A2 ,量程20mA,内阻约为30ΩE.定值电阻R0= 100ΩF.滑动变阻器R,最大电阻值为20Ω,额定电流1.0AG.单刀单掷开关一个,导线若干(1)为尽量准确地测出R X的阻值,甲、乙、丙三位同学设计了三种实验电路,如图所示。

你认为正确的是。

(填“甲”、“乙”、“丙”)(2)开始实验时,在合上开关S前,滑动变阻器的滑动触头应置于端(填“a”或“b”)(3)按所选的电路进行测量,读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,推导出计算R X的表达式为R X =例11、(上海市高考试题)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某回学为研究这一现象,用实验得到小灯泡上的电流和电压的数据如下表所示:①画出实验电路图.可用器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(阻值10Ω)、电键、导线.②画出小灯泡的U —I 曲线.③若电源电动势是1.5V,内阻是2Ω,将本题的小灯泡接在该电源的两端,小灯泡的实际功率是多少?3.替代法——最精确替代法测电阻是一种简捷、精确度高、不需要计算而且没有系统误差的方法,但是要完成实验必须得有可调的标准电阻——电阻箱。

实验思路是等效的思想,即将标准电阻接入电路代替待测电阻,若流经标准电阻的电流或加在标准电阻两端的电压与替代前相等,则标准电阻的阻值等于待测电阻的阻值。

1、在右图中,S 接1,记下电流值 I ; S 接2,调节R ,使电流值仍为 I ,则 R x =R2、在下图中,调节P ,甲图中的电压表的电压为U ;保持P 不动,换接电阻箱R , 调节R 使乙图中的电压表的电压仍为U ,则 R x =R等效法测电流表的内阻例12、(20XX 年全国新课标第22题)为了测量一微安表头A 的内阻,某同学设计了如图所示的电路。

图中,A 0是标准电流表,R 0和R N 分别是滑动变阻器和电阻箱,S 和S 1分别是单刀双掷开关和单刀开关,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S 1,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。

例13:用替代法测一个未知电阻R x 常温下的阻值可以用如下电路,图中R s 为电阻箱,A 为电流表,S 2为单刀双刀开关,R 0为规格(0—20Ω)的滑动变阻器。

测量前应将滑动变阻器R 0的滑片P 调至__________(选填“a ”或“b ”),电阻箱R s 阻值调至__________(选填“最大”或“最小”)。

闭合S 1开始实验,接下来的步骤有以下一些:(A )慢慢移动滑片P ,(B )将S 2闭合在2端,(C )将S 2闭合在1端,(D )调节电阻箱R s 的值,(E )将S 1断开,(F )观察电流表指针变化直至某一位置,(G )记下电阻箱上电阻读数。

合理的次序应是_______________________(填字母)。

4.比较法比较法测电阻,是对待测电阻和标准电阻的相关物理量进行比较,从而确定待测电阻的阻值,通常有电压比较法和电流比较法。

巧用串联分压、并联分流例14. (2)用以下器材测量一待测电阻R x的阻值(900—1000Ω) .电源E(有一定内阻,电动势约为9.0V )电压表V l (量程为1.5V ,内阻r l=750Ω )电压表V2(量程为5V ,内阻r2=2500Ω )滑线变阻器R(最大阻值约为100Ω )单刀单掷开关S,导线若干.①测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,请在答题卡的虚线方框中画出测量电阻R x的一种实验电路原理图.(原理图中的元件要用题目中相应的字母标注)②若电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示,则由已知量和测得量表示R x的公式为R x= ▲ .5、半偏法(一般用于测电压表和电流表的内阻)(1)、电流表半偏法测内阻开始应将变阻器的滑片置于A端,然后断开S2,闭合S1,调R1,使电流表满偏,设读数为I g,若R g<<R1,合上S2后,只要滑动变阻器滑片的位置不变,电路中的电流近似不变,即I≈I g(I为闭合S2后干路中电流)。

调节电阻箱R2使电流表半偏,则电阻箱R2的值近似为电流表内阻。

(R>>Rg)※R A的测量值小于真实值例15:在利用半偏法测电表表G的内阻时,现有下列器材:A、待测电流表(量程500μA)B、电位器(0~2千欧)C、电位器(0~10千欧)D、电阻箱(0~9999欧)E、电源E=2VF、电源E=4V为了得到较高的精确度,在以上器材中应用哪些器材?(2)、电压表半偏法原理及使用条件开始应将滑动变阻器的滑动头置于C端,然后闭合电键S1和S2,调节滑动滑动变阻器使电压表满偏,设读数为U m。

此时,干路中的电流Ⅰ分成两路Ⅰ1和Ⅰ2,只要R v>>R滑,则Ⅰ1<<Ⅰ2。

所以,当S2断开后,只要滑片P的位置不变,CP之间的电压近似不变,即AB 之间的电压近似不变,仍为U m。

调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为U m/2,则电阻箱的阻值R≈R v (R<<R V)※误差原因及测量结果:将S2断开后,R AB↑→R总↑→Ⅰ↓→U PD↓U端↑→U CP↓,即U AB >U m ,所以调节电阻箱使电压表的示数为U m /2,所以U R >U v ,R >R v ,因而电压表内阻的测量值大于其真实值。

6.惠斯通电桥法小结:测电阻基本变式: (1)无电流表---测电流(2) 无电压表—测电压(3)把实验题当作计算题处理①根据闭合电路欧姆定律列方程求解待测量; ②根据欧姆定律的变式I U R x ∆∆=求解电阻。

在利用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中,只要IUr ∆∆=测出外电路的电压变化量和电流的变化量(外电压的变化量始终等于内电压的变化量),就可以求出电源的内阻【例16】为了测定一电阻约20Ω,额定电流为0.5A 的电阻器的电阻,现备有下列器材:(A)内阻不计的6v 电源;(B)量程为0~3A ,内阻约为0.06Ω的电流表; (C)量程为0~0.6A ,内阻约为3Ω的电流表; (D)量程为0~25V ,内阻约为5×104Ω的电压表; (E)量程为0~5V ,内阻约为l04Ω的电压表;(F)阻值为0~5Ω,额定电流为3A 的滑动变阻器;(G)阻值为0~1500Ω,额定电流为0.5A 的滑动变阻器; (H)电键和导线若干。

(1)为了尽可能多测几组数据,应选用的器材为(2)将符合要求的实验电路图画在图方框内。

(3)本实验电阻得测量值与真实值相比偏 (填大或小或相等) (4)有一位同学将实验进行如下改装:电学实验解析(一)测定金属的电阻率(2)如图12所示为使用螺旋测微器测量某金属丝直径的示意图,则该金属丝的直径为________ mm.考点二对实验的理解与应用【例2 】在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图13所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5 Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.(1)从图中读出金属丝的直径为________mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:A.电压表0~3 V,内阻10 kΩB.电压表0~15 V,内阻50 kΩC.电流表0~0.6 A,内阻0.05 ΩD.电流表0~3 A,内阻0.01 ΩE.滑动变阻器0~10 ΩF.滑动变阻器0~100 Ω①要求较准确地测出其阻值,电压表应选________,电流表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)②实验中某同学的实物接线如图14所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误.错误1:;错误2:。