2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)課件.ppt

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第2講電學(xué)實(shí)驗(yàn) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 要點(diǎn)必備 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 要點(diǎn)必備 分壓式電路與限流式電路的區(qū)分與選擇1 控制電路的比較 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 要點(diǎn)必備 2 控制電路的選擇 1 從節(jié)能的角度考慮 優(yōu)先選用限流式 2 以下三種情況必須用分壓式 要求待測電路的U I從0變化 R滑 Rx 選用限流式 Ux Ix過大 超過電流表量程 燒壞電表 電源或用電器等 1 2 1 2017全國 卷 某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性 所使用的器材有 小燈泡L 額定電壓3 8V 額定電流0 32A 電壓表V 量程3V 內(nèi)阻3k 電流表A 量程0 5A 內(nèi)阻0 5 固定電阻R0 阻值1000 滑動(dòng)變阻器R 阻值0 9 0 電源E 電動(dòng)勢5V 內(nèi)阻不計(jì) 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 1 實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0 3 8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測量 畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖 1 2 2 實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖 a 所示 由實(shí)驗(yàn)曲線可知 隨著電流的增加小燈泡的電阻 選填 增大 不變 或 減小 燈絲的電阻率 選填 增大 不變 或 減小 圖 a 1 2 3 用另一電源E0 電動(dòng)勢4V 內(nèi)阻1 00 和題給器材連接成圖 b 所示的電路 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值 可以改變小燈泡的實(shí)際功率 閉合開關(guān)S 在R的變化范圍內(nèi) 小燈泡的最小功率為W 最大功率為W 結(jié)果均保留2位小數(shù) 圖 b 1 2 考點(diǎn)定位 研究小燈泡的伏安特性曲線 閉合電路歐姆定律命題能力點(diǎn) 側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學(xué)科素養(yǎng)點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)探究解題思路與方法 將電源和電阻視為整體 利用閉合電路歐姆定律分析第 3 問 1 2 答案 1 2 增大增大 3 0 391 17 1 2 1 2 3 當(dāng)R 9 時(shí)燈泡功率最小 將電阻R與電源視為整體 U E I R r 故U 4V 10 I 作圖法找到燈泡功率Pmin UI 1 75V 0 225A 0 39W當(dāng)R 0時(shí) 燈泡功率最大 電源的路端電壓與電流的關(guān)系U E Ir 故U 4V 1 I 作圖法找到燈泡功率Pmax UI 3 65V 0 32A 1 17W 1 2 2 2016全國 卷 某同學(xué)利用圖 a 所示電路測量量程為2 5V的電壓表V的內(nèi)阻 內(nèi)阻為數(shù)千歐姆 可供選擇的器材有 電阻箱R 最大阻值99999 9 滑動(dòng)變阻器R1 最大阻值50 滑動(dòng)變阻器R2 最大阻值5k 直流電源E 電動(dòng)勢3V 開關(guān)1個(gè) 導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)步驟如下 按電路原理圖 a 連接線路 將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0 將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖 a 中最左端所對(duì)應(yīng)的位置 閉合開關(guān)S 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 使電壓表滿偏 保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變 調(diào)節(jié)電阻箱阻值 使電壓表的示數(shù)為2 00V 記下電阻箱的阻值 1 2 回答下列問題 1 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器 選填 R1 或 R2 2 根據(jù)圖 a 所示電路將圖 b 中實(shí)物圖連線 圖 a 1 2 圖 b 1 2 3 實(shí)驗(yàn)步驟 中記錄的電阻箱阻值為630 0 若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變 計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為 結(jié)果保留到個(gè)位 4 如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的 可推斷該表頭的滿刻度電流為 填正確答案標(biāo)號(hào) A 100 AB 250 AC 500 AD 1mA考點(diǎn)定位 測量電壓表的內(nèi)阻命題能力點(diǎn) 側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學(xué)科素養(yǎng)點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)探究解題思路與方法 電壓表和電阻箱串聯(lián) 利用串聯(lián)電流的特點(diǎn)分析 1 2 答案 1 R1 2 如圖所示 3 2520 4 D 1 2 解析 1 滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法 滑動(dòng)變阻器總阻值越小 當(dāng)被測電路的電阻變化時(shí) 分壓電路輸出電壓的影響越小 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1 2 注意電源的正負(fù)極和電表的正負(fù)極之間的關(guān)系 3 電壓表和電阻箱的分壓關(guān)系為2 0 5 當(dāng)電阻箱阻值為630 0 時(shí) 電壓表內(nèi)阻應(yīng)為其阻值的4倍 即2520 4 電壓表的滿偏電壓為2 5V 電阻為2520 所以滿偏電流為Ig 1mA D選項(xiàng)正確 1 2 命題規(guī)律研究及預(yù)測 高考試題每年都出現(xiàn) 實(shí)驗(yàn)原理 儀器的選擇 電路的分析是高考的重點(diǎn) 在2019年的備考過程中要 1 掌握基本儀器的原理和使用 2 掌握基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?原理和實(shí)驗(yàn)思想 如伏安法測電阻 電流表的內(nèi) 外接法及滑動(dòng)變阻器的連接方式 3 掌握處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本方法 如圖象法 平均值法等 涉及電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn) 電路故障分析的實(shí)物圖的連接是2019年備考的重點(diǎn) 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)與使用 M 規(guī)律方法1 多用電表的讀數(shù)電流表 電壓表的刻度是均勻的 讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意量程 歐姆表的刻度是不均勻的 讀數(shù)時(shí)應(yīng)乘以倍率 2 多用電表使用的幾個(gè)注意事項(xiàng) 1 電流的流向 由于使用多用電表時(shí)不管測量什么 電流都要從電表的 插孔 紅表筆 流入 從 插孔 黑表筆 流出 所以使用歐姆擋時(shí) 多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆 負(fù)極接的是紅表筆 2 要區(qū)分 機(jī)械零點(diǎn) 與 歐姆零點(diǎn) 機(jī)械零點(diǎn) 在表盤刻度左側(cè) 0 位置 用表盤下邊中間的指針定位螺絲調(diào)整 歐姆零點(diǎn) 在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度 0 位置 用歐姆調(diào)零旋鈕調(diào)整 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 3 測電阻時(shí)每變換一次擋位 都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零 4 選倍率 測量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋的刻度不均勻 使用歐姆擋測電阻時(shí) 指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差 通常只使用表盤中間的一段刻度范圍 5 測電阻時(shí)要將電阻與其他元件斷開 測電阻時(shí)不要用手接觸多用電表的表筆 6 多用電表使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至 OFF 擋或交流電壓最高擋 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 3 歐姆表刻度不均勻的原因當(dāng)紅 黑表筆短接時(shí) 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0 即歐姆調(diào)零 使靈敏電流計(jì)滿偏 中值電阻 歐姆表內(nèi)阻 R中 Rg R0 r 當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí) 電阻Rx與電路中的電流相對(duì)應(yīng) 但不是線性關(guān)系 故歐姆表刻度不均勻 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 典例1 2017全國 卷 圖 a 為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖 圖中E是電池 R1 R2 R3 R4和R5是固定電阻 R6是可變電阻 表頭G的滿偏電流為250 A 內(nèi)阻為480 虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān) A端和B端分別與兩表筆相連 該多用電表有5個(gè)擋位 5個(gè)擋位為 直流電壓1V擋和5V擋 直流電流1mA擋和2 5mA擋 歐姆 100 擋 圖 a 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 圖 b 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 1 圖 a 中的A端與 選填 紅 或 黑 色表筆相連接 2 關(guān)于R6的使用 下列說法正確的是 填正確答案標(biāo)號(hào) A 在使用多用電表之前 調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流 0 位置B 使用歐姆擋時(shí) 先將兩表筆短接 調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻 0 位置C 使用電流擋時(shí) 調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置 3 根據(jù)題給條件可得R1 R2 R4 4 某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖 b 所示 若此時(shí)B端是與 1 相連的 則多用電表讀數(shù)為 若此時(shí)B端是與 3 相連的 則讀數(shù)為 若此時(shí)B端是與 5 相連的 則讀數(shù)為 結(jié)果均保留3位有效數(shù)字 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 思維點(diǎn)撥 1 明確歐姆表原理 知道內(nèi)部電源的正極接黑表筆 負(fù)極接紅表筆 2 明確電路結(jié)構(gòu) 知道歐姆擋中所接滑動(dòng)變阻器只能進(jìn)行歐姆調(diào)零 3 根據(jù)給出的量程和電路進(jìn)行分析 再結(jié)合串并聯(lián)電路的規(guī)律即可求得各電阻的阻值 4 明確電表的量程 確定最小分度 從而得出最終的讀數(shù) 答案 1 黑 2 B 3 160880 4 1 47mA或1 48mA1100 2 95V或2 96V 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 解析 1 根據(jù)電流從紅表筆進(jìn)入多用表 結(jié)合歐姆擋知 A與黑表筆相連 2 在使用多用電表之前 調(diào)節(jié)機(jī)械定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流 0 位置 A選項(xiàng)錯(cuò) 使用歐姆擋時(shí) 將兩表筆短接 調(diào)整R0進(jìn)行歐姆調(diào)零 B選項(xiàng)正確 電流擋中電路與R6無關(guān) C選項(xiàng)錯(cuò) 3 當(dāng)B端接 2 時(shí) 電流表的量程為1mA 此時(shí) R1 R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián) R1 R2承擔(dān)的電流為I Ig 0 75mA 由IgRg I Ig R1 R2 可得R1 R2 160 當(dāng)B端接 4 時(shí) 電壓表量程為1V 表頭與R4串聯(lián) 表頭部分承擔(dān)的電壓Ug IgRg 250 10 6 480V 0 12V 故R4承擔(dān)的電壓為0 88V 所以 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 4 B端與 1 連接時(shí) 電流表最大量程為2 5mA 表盤上每1小格表示0 05mA 指針約在第29 6格 則電流表讀數(shù)為1 48mA B端與 3 連接時(shí) 多用表為歐姆表 示數(shù)為R 11 100 1100 B端與 5 連接時(shí) 多用表為量程5V的電壓表 每1小格表示0 1V 則讀數(shù)為2 96V 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 1 2018廣東惠州三調(diào) 如圖甲為多用電表的電路原理圖 已知選用的電流表內(nèi)阻Rg 10 滿偏電流Ig 10mA 當(dāng)選擇開關(guān)接3時(shí)為量程250V的電壓表 該多用電表表盤如圖乙所示 下排刻度均勻 C為上排刻度線的中間刻度 由于粗心 上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)值沒有標(biāo)出 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 1 若指針指在圖乙所示位置 選擇開關(guān)接1時(shí)其讀數(shù)為 選擇開關(guān)接3時(shí)其讀數(shù)為 2 為了測該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱 設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn) 將選擇開關(guān)接2 紅黑表筆短接 調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏 將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連 調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在C處 此時(shí)電阻箱如圖丙所示 則C處刻度應(yīng)為 計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為V 保留2位有效數(shù)字 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 答案 1 7 0mA175V 2 150 1 5解析 1 選擇開關(guān)接1時(shí)測電流 其分度值為0 2mA 示數(shù)為7 0mA 選擇開關(guān)接3時(shí)測電壓 其分度值為5V 其示數(shù)為175V 2 由圖丙所示電阻箱可知 電阻箱示數(shù)為 0 1000 1 100 5 10 0 1 150 由圖乙所示可知 指針指在C處時(shí) 電流表示數(shù)為5mA 0 005A C處電阻為中值電阻 則多用電表歐姆擋內(nèi)阻為150 電源電動(dòng)勢E IgR內(nèi) 0 01 150V 1 5V 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 以測電阻為核心的實(shí)驗(yàn) 含電表的改裝 H 規(guī)律方法電阻的測量實(shí)驗(yàn)是高考實(shí)驗(yàn)的熱點(diǎn) 涉及的實(shí)驗(yàn)包括伏安法測電阻 多用電表測電阻 描繪小燈泡的伏安特性曲線 測量金屬的電阻率 測量電流表或電壓表的內(nèi)阻等 主要考查電阻的測量電路設(shè)計(jì) 控制電路設(shè)計(jì) 器材的選取與實(shí)物連接 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與誤差分析等 明確三個(gè) 選擇 電學(xué)實(shí)驗(yàn)難離它1 實(shí)驗(yàn)器材的選擇 1 電源的選擇 一般根據(jù)待測電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源 2 電表的選擇 一般根據(jù)電源的電動(dòng)勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表 根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表 電表的指針擺動(dòng)的幅度較大 一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 2 電流表內(nèi)接法與外接法的選擇 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 3 兩種接法的判斷 1 比值判斷法 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 4 分壓電路與限流電路的選擇以小控大用分壓 相差無幾用限流 即當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值較小時(shí) 常采用分壓電路 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與負(fù)載相差不大時(shí) 常采用限流電路 另外 必須采用分壓電路的情況有三種 要求電壓從零開始變化 滑動(dòng)變阻器太小 不能起到限流的作用 限流電路不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù) 若兩種電路均可 則采用限流式 因?yàn)橄蘖魇綋p耗功率小 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 2 將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)?shù)奈恢?閉合S1 3 將開關(guān)S2擲于1端 改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置 記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1 然后將S2擲于2端 記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2 4 待測電阻阻值的表達(dá)式Rx 用R0 U1 U2表示 5 重復(fù)步驟 3 得到如下數(shù)據(jù) 6 利用上述5次測量所得的平均值 求得Rx 保留1位小數(shù) 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 答案 1 實(shí)物連線如圖 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 2 2018全國 卷 某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表 可選用的器材有 微安表頭 量程100 A 內(nèi)阻900 電阻箱R1 阻值范圍0 999 9 電阻箱R2 阻值范圍0 99999 9 導(dǎo)線若干 要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1mA的直流電流表 在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表 組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋 回答下列問題 1 在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2 其中 為公共接線柱 a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱 2 電阻箱的阻值應(yīng)取R1 R2 保留到個(gè)位 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 答案 1 見解析圖 2 1002910 解析 1 微安表改裝為1mA的電流表 需要并聯(lián)小于其內(nèi)阻的電阻 起分流作用 應(yīng)選R1 改后的電流表再改裝為大量程的電壓表時(shí)需要串聯(lián)較大的電阻 起分壓作用 應(yīng)選R2 電路如圖所示 2 微安表與R1并聯(lián) 有Igrg I Ig R1 其中I 1mA Ig 100 A rg 900 代入得R1 100 改裝后的電流表量程為I 1mA 內(nèi)阻為Rg 90 改裝后的電流表與R2串聯(lián) 有IR2 U IRg 其中U 3V 得R2 2910 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 3 2018廣東茂名二模 新型圓柱形的導(dǎo)電材料 電阻阻值在8 10 之間 為了測量該導(dǎo)電材料電阻率 實(shí)驗(yàn)室提供了以下實(shí)驗(yàn)器材 A 20分度的游標(biāo)卡尺B 螺旋測微器C 電流表A1 0 100mA 內(nèi)阻約為10 D 電流表A2 0 0 6A 內(nèi)阻約為0 1 E 電壓表V1 0 3V 內(nèi)阻約為3k F 電壓表V2 0 15V 內(nèi)阻約為15k G 直流電源E 4V 內(nèi)阻不計(jì) H 滑動(dòng)變阻器R 0 10 2A I 開關(guān)及導(dǎo)線若干 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 1 用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度L 其示數(shù)如圖甲所示 其讀數(shù)為mm 用螺旋測微器測得該樣品的外徑D 其示數(shù)如圖乙所示 其讀數(shù)為mm 2 本次實(shí)驗(yàn)的電流表選用的是 電壓表選用的是 填寫所提供器材前的字母 3 測量新型圓柱形的導(dǎo)電材料電阻R 是采用圖丙的 選填 A B C 或 D 電路圖 丙 答案 1 41 753 627 2 DE 3 A 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 解析 1 長度為L 41mm 15 0 05mm 41 75mm 外徑為D 3 5mm 12 7 0 01mm 3 627mm 2 電表使用中盡量使其讀數(shù)接近量程 起碼在三分之一以上 電源電動(dòng)勢為4V 電壓表應(yīng)選量程為3V的 通過電流大約為0 3A左右 應(yīng)選量程為0 6A的 故選D E 3 因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻和電阻相接近 故采用電流表外接法 由于滑動(dòng)變阻器最大阻值有點(diǎn)小 應(yīng)采用分壓接法 故選A圖 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 以測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻為核心的實(shí)驗(yàn) M 規(guī)律方法測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的三種方法 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 典例3 2018河南濮陽三模 現(xiàn)有一種特殊的電池 它的電動(dòng)勢E為9V左右 內(nèi)阻r大約為40 為了測定這個(gè)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 圖中電壓表的量程為6V 內(nèi)阻為2k R1為電阻箱 阻值范圍0 999 R0為定值電阻 甲 1 實(shí)驗(yàn)室備有以下四種規(guī)格的定值電阻 A 10 B 100 C 200 D 2000 為使實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行 R0應(yīng)選哪一種規(guī)格 答 選填字母序號(hào) 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 乙 2 該同學(xué)接入符合要求的R0后 閉合開關(guān)S 調(diào)整電阻箱的阻值 讀取電壓表的示數(shù) 記錄多組數(shù)據(jù) 作出了如圖乙所示的圖線 根據(jù)圖線可求得該電池電動(dòng)勢E為V 內(nèi)阻r為 思維點(diǎn)撥 1 根據(jù)電源電動(dòng)勢確定電壓表量程 然后根據(jù)已知電壓表量程選擇定值電阻阻值 2 求出函數(shù)表達(dá)式 然后根據(jù)圖象求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)電阻 答案 1 D 2 1041 7 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 方法技巧用好一個(gè) 電阻 在高考電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中 常以定值電阻的合理使用為背景來命題 求解這類問題的關(guān)鍵是必須弄清定值電阻在設(shè)計(jì)電路中的主要作用 一般來說 定值電阻有三種作用 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 4 2018湖南株洲二質(zhì)檢 某實(shí)驗(yàn)小組利用如下實(shí)驗(yàn)器材測量干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 甲A 待測干電池兩節(jié) 每節(jié)電池電動(dòng)勢約為1 5V 內(nèi)阻約幾歐B 直流電壓表V1 V2 內(nèi)阻約為3k C 阻值為5 的定值電阻R0D 滑動(dòng)變阻器RE 導(dǎo)線和開關(guān) 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 1 根據(jù)圖甲所示的電路原理圖 完成圖乙所示的電路實(shí)物圖的連接 2 實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 讀出電壓表V1 V2的多組數(shù)據(jù)如表格所示 請(qǐng)?jiān)趫D丙所示的坐標(biāo)紙中描繪出U1 U2圖象 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 3 根據(jù)描繪出的U1 U2圖象 兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢E V 總內(nèi)阻r 計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 答案 1 2 見解析 3 3 00 2 95 3 10之間均可 2 50 2 40 2 60之間均可 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 解析 1 電路實(shí)物圖如圖 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 2 描繪出U1 U2圖象如圖 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 5 2018河南駐馬店質(zhì)檢 甲 乙 丙三位同學(xué)協(xié)作測定某電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 他們?cè)O(shè)計(jì)的電路原理如圖1 其中R為電阻箱 電流表A的內(nèi)阻為RA 5 0 他們改變R的阻值 記下多組R和電流表示數(shù)I 甲同學(xué)以IR作縱坐標(biāo) 以I作橫坐標(biāo)作圖處理數(shù)據(jù) 乙同學(xué)以I R RA 為縱坐標(biāo) 以I為橫坐標(biāo)處理數(shù)據(jù) 他們?cè)谕粡堊鴺?biāo)紙上畫出的圖如圖2所示 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 1 由圖2可知 甲同學(xué)繪制的是圖線 選填 a 或 b 電源電動(dòng)勢為V 內(nèi)阻為 2 丙同學(xué)打算以縱坐標(biāo) 以R作橫坐標(biāo) 請(qǐng)根據(jù) 1 中計(jì)算的結(jié)果將丙所作圖線在圖3中畫出 3 分析可知 在圖2所示電路中 當(dāng)電阻箱的阻值R 時(shí) 電阻箱消耗的電功率最大 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 答案 1 a1 510 2 3 15 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 解析 1 在閉合電路中 由閉合電路的歐姆定律有 E I R RA r 整理得 IR E I RA r I R RA E Ir 則IR I圖象的斜率絕對(duì)值大于I R RA I圖象的斜率絕對(duì)值 由圖2可知 甲繪制的圖線是a 由圖2可知 E 100 10 3 5 0 r 0 E 150 10 3 r 0 解得 E 1 5V r 10 3 把電流表與電源整體當(dāng)作等效電源 此時(shí)等效的內(nèi)阻為r r RA 15 故當(dāng)電阻箱阻值等于等效電源的內(nèi)阻時(shí)電源輸出功率最大 電阻箱功率最大 故此時(shí)電阻箱阻值為15 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 電學(xué)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn) H 規(guī)律方法解決電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的 2注意3方法 1 對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新 應(yīng)注意的2個(gè)問題 1 在解決設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)時(shí) 要注意條件的充分利用 如對(duì)于給定確切阻值的電壓表和電流表 電壓表可當(dāng)作電流表使用 電流表也可當(dāng)作電壓表使用 利用這一特點(diǎn) 可以拓展伏安法測電阻的方法 如伏伏法 安安法等 2 對(duì)一些特殊電阻的測量 如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量 電路設(shè)計(jì)有其特殊性 即首先要注意到其自身量程對(duì)電路的影響 其次要充分利用其 自報(bào)電流或自報(bào)電壓 的功能 因此在測電壓表內(nèi)阻時(shí)無需另并聯(lián)電壓表 測電流表內(nèi)阻時(shí)無需再串聯(lián)電流表 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 2 解決電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)常用的3種方法 1 轉(zhuǎn)換法 將不易測量的物理量轉(zhuǎn)換成可以 或易于 測量的物理量進(jìn)行測量 然后再反求待測物理量的值 這種方法叫轉(zhuǎn)換測量法 簡稱轉(zhuǎn)換法 如在測量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中 雖然無法直接測量電阻率 但可通過測量金屬絲的長度和直徑 并將金屬絲接入電路測出其電阻 然后再計(jì)算出它的電阻率 2 替代法 用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代被測量 通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量 使整個(gè)測量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài) 則被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量 3 控制變量法 研究一個(gè)物理量與其他幾個(gè)物理量的關(guān)系時(shí) 要使其中的一個(gè)或幾個(gè)物理量不變 分別研究這個(gè)物理量與其他各物理量的關(guān)系 然后再歸納總結(jié) 如探究電阻的決定因素實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 圖 a 典例4 2017全國 卷 某同學(xué)利用如圖 a 所示的電路測量一微安表 量程為100 A 內(nèi)阻大約為2500 的內(nèi)阻 可使用的器材有 兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1 R2 其中一個(gè)阻值為20 另一個(gè)阻值為2000 電阻箱Rz 最大阻值為99999 9 電源E 電動(dòng)勢約為1 5V 單刀開關(guān)S1和S2 C D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 1 按原理圖 a 將圖 b 中的實(shí)物連線 2 完成下列填空 R1的阻值為 選填 20 或 2000 圖 b 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 為了保護(hù)微安表 開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖 a 中滑動(dòng)變阻器的 選填 左 或 右 端對(duì)應(yīng)的位置 將R2的滑片D置于中間位置附近 將電阻箱Rz的阻值置于2500 0 接通S1 將R1的滑片置于適當(dāng)位置 再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置 最終使得接通S2前后 微安表的示數(shù)保持不變 這說明S2接通前B與D所在位置的電勢 選填 相等 或 不相等 將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào) 其他條件保持不變 發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601 0 時(shí) 在接通S2前后 微安表的示數(shù)也保持不變 待測微安表的內(nèi)阻為 結(jié)果保留到個(gè)位 3 寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 思維點(diǎn)撥 1 根據(jù)電路原理圖在實(shí)物圖上連線 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法確定R1選擇阻值較小或較大的滑動(dòng)變阻器 為了保護(hù)微安表 分析滑片C開始應(yīng)處的位置 接通S2前后 微安表的示數(shù)保持不變 由此分析電勢高低 根據(jù)比例方法確定Rx的值 3 從減少誤差的方法來提出建議 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 答案 1 連線如圖 2 20 左 相等 2550 3 調(diào)節(jié)R1上的分壓 盡可能使微安表接近滿量程 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 解析 1 略 2 R1在電路中具有分壓作用 應(yīng)選阻值為20 的小電阻 為了保護(hù)微安表 開始時(shí)讓微安表兩端的電壓為零 所以開始時(shí)將R1的滑片滑到左端 由題可知 S2接通前后微安表的示數(shù)保持不變 故電路中BD導(dǎo)線在S2接通前后通過的電流均為零 所以B D點(diǎn)在S2接通前后的電勢相等 由于BD間導(dǎo)線也沒有電流通過 在 有 聯(lián)立解得 R A 2550 3 本實(shí)驗(yàn)需要觀察微安表的示數(shù)是否變化 微安表的示數(shù)越大 觀察誤差就越小 所以實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)R1讓微安表接近滿量程 能提高測量微安表內(nèi)阻精度 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 方法技巧對(duì)于實(shí)驗(yàn)題 要弄清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理以及數(shù)據(jù)處理 誤差分析等問題 一般的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)方法都是根據(jù)教材上給出的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行拓展 延伸 所以一定要熟練掌握教材中的重要實(shí)驗(yàn) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)儀器的選取一般要求滿足安全性原則 準(zhǔn)確性原則和操作方便原則 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 6 2018河北石家莊二中期中 電壓表V1的量程為2V 內(nèi)阻約為2k 現(xiàn)要較準(zhǔn)確測量其內(nèi)阻RV 實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下 電流表A 量程0 6A 內(nèi)阻約0 1 電壓表V2 量程5V 內(nèi)阻約為5k 定值電阻R1 阻值30 定值電阻R2 阻值3k 滑動(dòng)變阻器R3 最大阻值100 最大電流1 5A電源E 電動(dòng)勢6V 內(nèi)阻約0 5 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 1 請(qǐng)根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)器材在線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)明所選器材的字母代號(hào) 2 請(qǐng)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖 用實(shí)驗(yàn)測得的物理量表示電壓表V1的內(nèi)阻RV 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 答案 1 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 解析由于電源電動(dòng)勢為6V 采用電壓表V1和電流表串聯(lián) 方案實(shí)際上不可行 其最主要原因是 電壓表超量程 要測量電壓表內(nèi)阻 可以采用伏安法 由于電壓表的量程為2V 內(nèi)阻約為2k 通過的最大電流大約為1mA 采用量程0 6A電流表串聯(lián)測量電流 不能讀出電流 可將待測電壓表與定值電阻串聯(lián) 用量程5V的電壓表測量二者串聯(lián)電路的總電壓 從而計(jì)算出通過待測電壓表的電流 由于電源電動(dòng)勢大于電壓表量程 采用分壓電路 設(shè)計(jì)的電路如圖所示 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 7 2018山東青島二模 某實(shí)驗(yàn)探究小組利用半偏法測量電壓表內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)室提供了下列實(shí)驗(yàn)器材 A 待測電壓表V 量程為3V 內(nèi)阻約為3000 B 電阻箱R1 最大阻值為9999 9 C 滑動(dòng)變阻器R2 最大阻值為10 額定電流為2A D 電源E 電動(dòng)勢為6V 內(nèi)阻不計(jì) E 開關(guān)兩個(gè) 導(dǎo)線若干 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 1 虛線框內(nèi)為探究小組設(shè)計(jì)的部分測量電路 請(qǐng)你補(bǔ)畫完整 2 根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖 連接好實(shí)驗(yàn)電路 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作 請(qǐng)你補(bǔ)充完善下面操作步驟 首先閉合開關(guān)S1 S2 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片 使電壓表達(dá)到滿偏 保持不變 斷開開關(guān) 選填 S1 或 S2 調(diào)節(jié)的阻值 使電壓表示數(shù)達(dá)到半偏 讀取并記錄此時(shí)電阻箱的阻值R0 3 實(shí)驗(yàn)測出的電壓表內(nèi)阻R測 它與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比 R測RV 選填 或 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 答案 1 如圖所示 2 R2的滑片位置S2R1 3 R0 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 解析 1 根據(jù)半偏法測電壓表內(nèi)阻的原理 滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓電路 所以電路如圖 2 閉合開關(guān)S1 S2 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片 使電壓表達(dá)到滿偏 保持R2的滑片位置不變 使R2左側(cè)部分的電壓不變 斷開開關(guān)S2 使電壓表和電阻箱串聯(lián) 調(diào)節(jié)電阻箱R1接入電路的阻值 使電壓表示數(shù)達(dá)到半偏 讀取并記錄此時(shí)電阻箱的阻值R0 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 考點(diǎn)四 3 依據(jù)上述操作 被測電壓表和電阻箱分得電壓相等 即電壓表內(nèi)阻和此時(shí)電阻箱接入電路部分電阻相等 可通過讀取電阻箱接入電路部分電阻 得到被測電壓表內(nèi)阻 R測 R0 因?yàn)閿嚅_開關(guān)S2后總電阻增大 使R2左半部分得電壓增大 即R0兩端電壓大于被測電壓表兩端電壓 R0的阻值大于被測電壓表的內(nèi)阻 則R測 RV