【物理】2019届一轮复习人教版 电学实验 学案 16页

知识网络 考情分析 ‎1．主要题型：填空题、连线题、画图题 ‎2．命题特点 ‎(1)分析近几年的高考，考查的方向基本不变，主要体现在：①基本仪器的使用及读数．②电表的改装、仪器的选择．③以测量电阻、电源电动势为核心的电 实验．④实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计方面．‎ ‎(2)基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点，同时注重对实验操作过程的考查和创新设计实验的考查．‎ ‎3．思想方法 常用方法：等效替代法、控制变量法、累积法．‎ 滑动变阻器的接法：分压式、限流式．‎ 电流表的接法：内接法、外接法．‎ 考点一　多用表的使用 核心知识 ‎1．多用表的电流 多用表的电压和电流 ‎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．欧姆表刻度不均匀的原因 当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝，此时中值电阻R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时I＝，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀．‎ 规律方法 ‎“使用多用电表测电阻”的步骤 步骤一：机械调零．‎ 步骤二：选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 Ω就应该选×10的倍率，使指针的偏转角度在满偏到满偏之间为测量的有效范围．‎ 步骤三：进行欧姆调零．‎ 步骤四：将红、黑表笔接在被测电阻的两端进行测量，将指针示数乘以倍率得测量值．‎ 步骤五：测量结束后，将选择开关旋至OFF或交流电压最高挡．‎ 特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新调零后再测量．‎ 典例分析 ‎【例1】 (2017年高考·江苏卷)某同 通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示.‎ t/℃‎ ‎30.0‎ ‎40.0‎ ‎50.0‎ ‎60.0‎ ‎70.0‎ ‎80.0‎ Rt/Ω ‎199.5‎ ‎145.4‎ ‎108.1‎ ‎81.8‎ ‎62.9‎ ‎49.1+ + ‎ ‎（1）提供的实验器材有：电源E1(3V，内阻不计)、电源E2(6V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0 200 Ω)、滑动变阻器R2(0 500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0 999.9 Ω)、开关S、导线若干．为使该装置实现对30 80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用________(填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(填“R1”或“R2”)．‎ ‎ (2)实验发现电路不工作．某同 为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至________(填“A”“B”“C”或“D”)．‎ ‎(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查．在图甲中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(填“偏转”或“不偏转”)．‎ ‎(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)‎ ‎①将热敏电阻接入电路 ‎②观察到继电器的衔铁被吸合 ‎③断开开关，将电阻箱从电路中移除 ‎④合上开关，调节滑动变阻器的阻值 ‎⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω ‎【答案】(1)E2　R2　(2)C　(3)不偏转　偏转 (4)⑤④②③①‎ ‎【例2】　某 生实验小组利用图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 ”挡内部电路的总电阻，使用的器材有多用电表；‎ 电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 Ω；导线若干 回答下列问题：‎ ‎(1)将多用电表挡位调到电阻 ‎“×1 ”挡，再将红表笔和黑表笔____________，调零点．‎ ‎(2)将图中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．‎ ‎(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图 (a)所示，这时电压表的示数如图 (b)所示，多用电表和电压表的读数分别为________ Ω和________V.‎ ‎ ‎ ‎ (4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 Ω和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为________ Ω.‎ ‎(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1 ”挡内部电路的总电阻为________ Ω.‎ ‎ (4)当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时，多用电表读数即电压表内阻，所以电压表内阻为12.0 Ω.‎ ‎【答案】　(1)短接　(2)1　(3)15.0　3.60 (4)12.0　(5)9.00　15.0‎ 规律总结 电压表、电流表、多用电表的读数技巧 ‎(1)对电表读数问题，要先弄清楚电表的精确度，即每小格的数值，再确定估读的方法，是、还是估读，明确读数的小数位数．‎ ‎(2)多用电表的使用问题，在弄清其基本原理的基础上，会选择测量项目及量程、挡位，能区分机械调零和欧姆调零的区别，掌握测量电阻的步骤，此外，会看多用电表表盘，最上排不均匀刻度为测电阻时读数刻度，读出表盘刻度后应乘以挡位倍率；中间刻度是均匀的，为测量电压和电流的读数刻度，下面三排数字均为方便读数所标注；最下排刻度专为测量2.5 V以下交流电压所用，一般较少使用．‎ 考点二　以测电阻为核心的电 实验 核心知识 ‎1．电流表内接法与外接法的判断方法 ‎(1)比值判断法 若<，应选用内接法；若>，应选用外接法．‎ ‎(2)临界值判断法 若Rx>，应选用内接法；若Rx<，应选用外接法；若Rx＝R0，内、外接法均可．‎ ‎(3)试触法 若电流表示数较电压表示数变化明显，说明外接时电压表分流作用大，应采用内接法；若电压表示数较电流表示数变化明显，说明内接时电流表的分压作用大，应采用外接法．‎ ‎2．滑动变阻器限流接法与分压接法的选取原则 ‎(1)限流式接法选取原则 一般在滑动变阻器总电阻R0与用电器电阻Rx相差不大时，若既不要求较大范围内调节电流和电压，又不要求从零开始读数，则优先选择限流式接法．‎ ‎(2)分压式接法选取原则 ‎①滑动变阻器的总电阻R0远小于用电器电阻Rx或电路中串联的其他电阻的阻值，即Rx≫R0；‎ ‎②要求用电器Rx的电流或电压从零开始连续变化；‎ ‎③采用限流式接法时，电路中的最小电流大于用电器Rx的额定电流，或给定的仪表量程偏小．‎ 三条中满足一条，采用分压接法．‎ 规律方法 测电阻实验时仪表的选择及接法 ‎(1)仪表选择的三个主要原则：安全性(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节)．‎ ‎(2)选择电流表内外接法的口诀：“好表要内接”(越接近理想电流表，其分压的影响越小)或“内大大”(大电阻适合电流表内接法，测量值比实际值偏大)．‎ ‎(3)选择滑动变阻器接法的口诀：“以小控大用分压”(并联总电阻主要由小电阻决定，并联总电流主要由电阻小的支路决定，故并联电路对小电阻的变化更敏感，即小电阻“控制”着大电阻)．‎ ‎(4)电表有时可反常规使用：已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压表使用．‎ ‎(5)定值电阻的常见用途：保护电路、分压或分流．‎ ‎(6)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多．‎ ‎(7)电流表量程的选择：和电压表量程与被测电阻的比值相差不多．‎ 典例分析 ‎【例1】在把电流表改装成电压表的实验中，需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，其主要操作步骤如下：‎ ‎①接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度；‎ ‎②再接通S2，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；‎ ‎③读出R2的阻值，即可认为电流表的内阻rg＝R2.‎ 现备有如下器材：‎ A．电流表(量程0 100 μA，内阻约为100 Ω)‎ B．电阻箱(范围0 9.9 Ω)‎ C．电阻箱(范围0 999.9 Ω)‎ D．电阻箱(范围0 99 999 Ω)‎ E．电源(电动势3 V，内阻不计)‎ F．电源(电动势6 V，内阻不计)‎ G．开关和若干导线 ‎(1)电路图中R1应选________，R2应选________，电源应选________．(填入所选器材的字母代号)‎ ‎(2)实验中读得R2的阻值为100 Ω，若将此电流表改装成量程为3 V的电压表，应________联一个阻值为________Ω的电阻．‎ ‎(3)若用此改装表去测量一稳恒电压，则测量值和真实值相比________．(填“偏大”或“偏小”)‎ ‎(2)实验中读得R2的电阻值为100Ω，则电流表内阻的测量值为100Ω ‎，若将此电流表改装成量程为3V的电压表，应串联一个阻值为Ω－100Ω＝29 900Ω的电阻． ‎ ‎(3)由上面分析可知，实验中测量的电流表内阻偏小，导致改装为电压表时串联的分压电阻偏大，若用此改装表去测量一稳定电压，流过电流表的电流偏小，指针的偏角偏小，则测量值和真实值相比偏小．‎ ‎【答案】(1)D　C　F (2)串　29 900 (3)偏小 ‎【例2】电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同 利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：‎ 待测电压表(量程3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关2个，导线若干．‎ ‎ (1)虚线框内为该同 设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．‎ ‎ (2)根据设计的电路，写出实验步骤：___________________________________.‎ ‎(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′，与电压表内阻的真实值RV相比，RV′________RV(填“>”“＝”或“<”)，主要理由是________________________________________________________．‎ ‎ (2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻 ‎(3)>　断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RV′>RV(其他合理说法也可) ‎ ‎【例3】　(2017年高考·天津卷)某同 想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整．可供该同 选用的器材除开关、导线外，还有：‎ 电压表V1(量程0 3 V，内阻等于3 Ω)‎ 电压表V2(量程0 15 V，内阻等于15 Ω)‎ 电流表A1(量程0 200 mA，内阻等于10 Ω)‎ 电流表A2(量程0 3 A，内阻等于0.1 Ω)‎ 滑动变阻器R1(0 10 Ω，额定电流2 A)‎ 滑动变阻器R2(0 1 Ω，额定电流0.5 A)‎ 定值电阻R3(阻值等于1 Ω)‎ 定值电阻R4(阻值等于10 Ω)‎ 定值电阻R5(阻值等于1 Ω)‎ 电源E(E＝6 V，内阻不计)‎ ‎(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．‎ ‎(2)该同 描绘出的I－U图象应是下图中的________．‎ ‎ ‎ ‎ (2)小灯泡的电阻随温度升高而变大，因此该同 描绘出的I－U图象应该为图B.‎ ‎【答案】　(1)电路如解析图　(2)B ‎ 规律总结 ‎1．仪器的选择 ‎(1)电源的选择：一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源．‎ ‎(2)电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；电表的指针摆动的幅度不宜较大，一般应使指针能达到半偏左右．‎ ‎2．电路的选择 ‎(1)测量电路的选择 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差 ‎ 电流表的分压 电压表的分流 测量结果 R测＝>Rx，偏大 R测＝