高考物理总复习如何选择电学仪器和实验电路.ppt

高考物理实验总复习,-如何选择电学仪器和实验电路,一 高考实验考查范围(力学9个 电学8个 光学2个),1长度的测量；2研究匀变速直线运动；3探究弹力和弹簧伸长的关系；4验证力的平行四边形定则；5验证动量守恒定律；6研究抛物体的运动；7验证机械能守恒定律；8用单摆测定重力加速度；9用油膜法估测分子的大小；10用描迹法画出电场中平面上的等势线；11测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）；12描绘小电珠的伏安特性曲线；13把电流表改装为电压表；14测定电源的电动势和内阻；15用多用电表探索黑箱内的电学元件；16练习使用示波器；17传感器的简单应用；18测定玻璃的折射率；19用双缝干涉测光的波长。,二 考前应试对策,考前一定要注意回归基础。搞清楚每个实验的基本原理、步骤和注意事项。高考试题虽然创新变化，但是万变不离，这个“宗”就是实验的基本原理、步骤，抓住了基础，就能以不变应万变。所以，同学们要把材料认真的阅读，后面的习题认真的做一遍。另外，要特别重视传感器、探究性实验等。,三 实验仪器的选择,根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提，一般遵循以下三原则：安全性原则：准确性原则：操作性原则：,三 实验仪器的选择,根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面人手：1根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表 2根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器 3应根据实验的基本要求来选择仪器,三 实验仪器的选择,对器材的选择的一般步骤是：找出唯一性的器材；草画电路图（暂不把电表接入）；估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）；考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。,例1 有一电阻R，其阻值大约在40 至50 之问，需进一步测定其阻值，现有下列器材：电池组，电动势为9V，内阻忽略不计；电压表，量程为0至10，内阻20；电流表A1，量程为0至50，内阻约20；电流表A2，量程为0至300m，内阻约4；滑动变阻器R1，阻值范围为0至100，额定电流1A；滑动变阻器R2，阻值范围为0至1700，额定电流0.，开关及导线若干实验电路图如图所示，实验中要求多测几组电流、电压值在实验中应选 电流表和 滑动变阻器,先估算电路中可能达到的最大电流值，假设选电流表A1，则，超过了 A1的量程，及假设选电流表 A2，则，未超出A2的量程，故应选电流表A2，这一选择遵循了安全性原则 对滑动变阻器的选择。假没选R1，电路中的最小电流约为故电路中的电流强度范围为0.06A0.20A又假设选R2，电路中的最小电流约为 故电路中的电流强度范围为0.005A-0.20A，因为电流表A2。的量程为0.3，电流强度为0.06时，仅为电流表A2。量程的1/5，如果移动滑动变阻器阻值再增大，其电流表的示数将更小，读数误差会更大，因此对于 R2而言，有效的调节长度太小，将导致电流强度值随滑动片位置的变化太敏感调节不方便，故应选滑动受阻器R1，这一选择就遵循了方便性原则,例2：欲用伏安法测定一个阻值约12欧的电阻，要求测量结果尽量准确，下列器材中应选用的是_，画出应采用的电路图。A、电池组（6伏，内阻很小）B、电流表（03安，内阻0.0125欧）C、电流表（00.6安，内阻0.125欧）D、电压表（03伏，内阻3千欧）E、电压表（06伏，内阻6千欧）F、滑动变阻器（020欧，1安）G、滑动变阻器（0200欧，0.3安）H、电键、导线,分析与解答找出唯一性器材：被测电阻、电池组A、电键和导线H；草画电路图；估算最大值：当滑动变阻器的使用阻值为零时，电路中电流最大Im=/RX6/12=0.5安；因此选用C和E都可同时使电流表和电压表指针半偏以上。变阻器选F（若选G则因额定电流小而容易烧毁，且不方便调节）把电表接入时，用电流表外接法。此题中变阻器也可采用分压作用,四、实验电路（电流表内外接法）的选择,电压表和电流表连入电路可以有两种方法：一种是：如图甲所示的电路叫做电流表外接电路（简称“外接法”）；一种是：如图乙所示的电路叫做电流表内接电路（简称“内接法”）由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接，都将会引起误差,例3 有一小灯泡上标有“6V 1.2”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的 图线，已知所用器材有：是电流表（00.3，内阻1）；电压表（015，内阻20k）；滑动变阻器（030，2）；学生电源（直流9）；开关一只、导线若干为使实验误差尽量减小，画出合理的实验电路图,小灯泡的额定电流 电阻 选用安培表外接；要描绘小灯泡I-U 图线最好用分压电路 电路如图所示,例4、用伏安法测量阻值约为几十欧的线圈的电阻，己知所用电流表的量程为（00.6），内阻0.125，电压表的量程为（015），内阻为15k，蓄电池组电压为12，问应采用哪一种连接电路？,分析与解 因为，而题目给出的被测电阻阻值约为几十欧，可能大于43，也可能小于43，因此内接法、外接法两种电路均可采用。在具体的实验中若RA、RV均不知的情况下，可用试触法判定，即通过改变电表的连接方式看电流表、电压表指针变化大小来确定,五、控制电路的选择,为改变被测电阻两端的电压（或被测电阻中的电流强度），常用滑动变阻器与电源的连接有两种不同的形式，如图所示，图甲为限流接法，图乙为分压接法，这两种接法区别之处是：（被测电阻上的电压调节 范围不同当滑动触头P由ab移动过程中（电源内阻不计）（1）被测电阻两端电压调节的范围，图甲为，图乙为0-；（2）对被测电阻R上的电流强度的控制情况有区别 对于图甲有 当R0R时，调节 R0的大小可使通过被测电阻的电流有明显变化，但当R0R（或两者相差不多）的情况下，改变变阻器的触头的位置才会使电阻上的电流有明显变化，从而起到对电阻上的电流的控制作用但对于图乙中，不管电阻的大小如何，调节滑动变阻器触头位置都可以使通过被测电阻的电流由变到/R，通过被测电阻的电流有明显变化；（）从电能损耗方面分析图甲比图乙要小，且图甲具有电源负担轻、电路连接简便等优点,综合上述，可得到如下结论：,（1）若需要被测电阻R两端电压变化范围较大，或需要从零开始连读可调电压，应选图4乙的分压电路；（2）若采用限流电路时，如果电路中最小电流大于或等于被测电阻的额定电流，必须采用分压电路；（3）当R0R时（或两者相差不多），虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制或两种电路都满足实验要求时但图甲的限流电路具有节省电能、电源负担轻、电路连接简便等优点，应选图4甲的限流电路较好,针对练习：,1、某电压表的内阻在20k50k之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测量电压表V（量程3V）电流表A1（量程200A）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程06A）滑动变阻器R（最大阻值1k）电源（电动势4V）电键K（1）所提供的电流表中，应选用_（填写字母代号）。（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据，试在图中方框中画 出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。,2、有一个小灯泡上标有“6V 0.2A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线(即图象)，有下列器材供选用：A电压表(0-5V，内阻2k)B电压表(0-10V，内阻3.0K)C电流表(0-0.3A，内阻2.0)D电流表(0-0.6A，内阻1.5)E滑动变阻器(30，2A)F滑动变阻器(100，0.5A)G学生电源(直流9V)，还有开关、导线等。(1)实验中所用的电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(2)画出实验电路图，要求电压从0V开始测量。,3、有一只电阻RX，其阻值大约在40-50之间，需要进一步测定其阻值。现有的器材有：电池组E（电动势9V，内阻约0.5）伏特表V（量程0-10V，内阻约20k）毫安表A1（量程0-50mA，内阻约20）毫安表A2（量程0-300mA，内阻约4）滑动变阻器R1（0-100，额定电流1A）滑动变阻器R2（0-1700，额定电流0.3A）电键一只，导线若干。有两种可供选择的电路如图A和图B所示。实验中要求多测几组电流、电压值。为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图_所示的电路；应选代号为_的毫安表和代号为_的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由_引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏_。若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_所示的电路进行测量。,4、从下列器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值大约值，有些器材的阻值是准确值），设计一个测量阻值约为15k的电阻RX的电路，要求方法简捷，有尽可能高的精度，RX两端的电压能从零开始。实验室提供下列器材：电流表A1：量程1mA，内阻r150。电流表A2：量程300A，内阻r2300。电流表A3：量程100A，内阻r3500。电压表V1：量程10V，内阻r1=15k。电压表V2：量程3V，内阻r2=10k。保护电阻R0：阻值约25，额定电流1A，滑动变阻器R1：阻值约50，额定电流1A，滑动变阻器R2：阻值约1000，额定电流1A，电池E：电动势=30V，内阻很小但不可忽略 电键K和导线若干。(1)电量电路中电流表应选，电压表应选，滑动变阻器应选。(2)画出电路图(3)在所测量数据中选出一组计算RX，计算表达式为RX=，表达式中的各符号表示的意义是。,5、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：接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度；再接通S2，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；读出R2的阻值，即认为电流表的内阻Rg=R2 现备有如下器材：A电流表（量程0100A，内阻约为100）B电阻箱（范围010）C电阻箱（范围09 999）D电阻箱（范围099 999）E滑动变阻器（范围0200）F电源（电动势3V,内阻不计）G开关和若干导线（I）电路图中R1应选，R2应选（填入所选器材的字母代号）（II）实验中读得R2的阻值为100，若将此电流表改装成量程为3V的电压表，应 联一个阻值为 的电阻（III）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）,D,C,29900,偏小,6、用替代法测电流表内电阻的电0路图如图所示。器材：待测电流表A量程010 mA、内阻RA约为30（待测）；电流表A量程50 mA；电阻箱R1 0999.9；滑动变阻器R2 0500；电源；E=3 V，r约12（1）滑动变阻器滑片P在实验开始前应放在_端。将单刀双掷开关S先接“1”位置调节滑动变阻器滑片P的位置，使待测表A至某位置（或满偏）记下电流表A的示数I。滑片P的位置不再移动。（2）（将开关S接“2”位置，调节电阻箱使_。（3）则待测安培表A的内电阻RA=_。写出测量原理,b,电流表A的示数仍为I,R0,7、一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是1、10、100。用10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到_档。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是_。,100,2200,调零,8、电流表A1、A2(量程0500 A，内阻约500)，滑动变阻器R(阻值0100，额定电流1.0A)，定值电阻R1，(阻值约100)，电阻箱R2、R3(阻值0999.9)，开关、导线若干 由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装(扩大量程)，然后再按图电路进行测量(1)测量电流表A2的内阻 按图电路测量A2的内阻，以下给出了实验中必要的操作 A 断开S1 B 闭合S1、S2 C 按图连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大 D 调节R2，使A1的示数为I1，记录R2的值 E 断开S2，闭合S3 F 调节滑动变阻器R，使A1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数I1 请按合理顺序排列实验步骤(填序号)：_(2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程)如果(1)中测出A2的内阻为468.0，现用R2将A2改装成量程为20 mA的电流表A，应把R2调为_与A2并联，改装后电流表A的内阻RA为_(3)利用电流表A、电阻箱R3测电池的电动势和内阻,C B F E D A,12,11.7,用电流表A、电阻箱R3及开关S按图所示电路测电池的电动势和内阻实验时，改变R3的值，记录下电流表 A 的示数 I，得到若干组R3、I 的数据，然后通过作出有关物理量线性图象，求得电池电动势E和内阻 r.a请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 _ _.b请在虚线框内坐标中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示)c图中_表示E 图中_表示r,9、某同学设计了一个如图的电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1）、电阻箱（099.99）、滑动变阻器（010）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。（1）该同学按图7连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量产生误差的原因是_。（2）简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：_；_；（3）图8是由实验数据绘出的图象，由此求出待测干电池组的电动势 E_V、内阻r_ _。（计算结果保留三位有效数字）,10、为测量一电压表的内阻，实验室提供了以下可供选择的器材：A待测电压表V，量程1V，内阻RV约900 B滑动变阻器R：最大阻值1000，额定电流02A C滑动变阻器R：最大阻值10，额定电流1A D电阻箱Ro：最大阻值9999，阻值最小改变量01 E电阻箱Ro：最大阻值999，阻值最小改变量01 F电池组：电动势约3V，内阻约1 G开关及导线若干 某同学采用半偏法设计电路如图1-9所示他做此实验的主要实验步骤为：a闭合开关S，调节电阻箱Ro使其阻值为0，调节滑动变阻器R的滑动触头P，使电压表(填“满偏”或“半偏”)；b保持滑动触头P的位置不动，调节电阻箱Ro的阻值，使电压表(填“满偏”或“半偏”)，并读取此时电阻箱的阻值 在器材的选择上，滑动变阻器应选，电阻箱应选(用器材前的序号字母表示)如果该同学在上述步骤b中从电阻箱上读取的阻值为r，则此电压表的内阻Rv=用上述方法测出的电压表内阻的测量值Rv(填“大于”、“等于”或“小于”)电压表内阻的真实值,满偏,C,半偏,D,r,大于,11、按图所示的电路测量两节干电池串联组成电池组的电动势E和内阻r，其中R为电阻箱,为定值电阻，干电池的工作电流不宜超过0.5A。实验室提供的器材如下：电流表(量程00.63.0A)，电阻箱(阻值范围O999.9)，定值电阻若干，电键、导线若干。在下面提供的四个电阻中，保护电阻应选用(填写阻值相应字母)。A5 B20 C100 D1 根据电路图，清在图中画出连线，将器材连接成实验电路。实验时，改变电阻箱R的值，记录下电流表A 的示数，得到若干组R、的数据。根据实验数据绘出如图所示的图线，由此得出电池组的电动势E=V，内电阻r=。按照此实验方法，电动势的测量值与真实值相比，内电阻的测量值与真实值相比。(填“偏大”、“偏小”、“相等”),12、热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约45。热敏电阻和温度计插入带塞的试管中，管内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯、电源(3V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1)、直流电压表(内阻约5k)、滑动变阻器(020)、电键、导线若干。(1)在图(a)的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。(2)根据电路图，在图(b)的实物图上连线。(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤：a、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。b、。c、重复a、b测出不同温度下的数据。d、。,13、在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”的实验时：（1）某同学连接的实物图如右图所示。但当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数，实验前仪器都检查过是好的，也就是说只可能是某根连接导线断了。那么，请你分析一下，可能发生断路故障的导线是_（写出所有可能断的导线的编号）。（2）某同学实验时使用电流表量程为00.6 A，电压表量程为03 V，并加接了一个已知阻值的定值电阻R0，如图甲所示，试说明他加接此电阻的作用是。（3）如果某同学把R0接到图乙所示的位置，改变滑动变阻器的阻值，测出了两组对应的电流表和电压表示数U1、I1和U2、I2后，则测出的电源内阻的阻值为r=（用R0、U1、I1和U2、I2表示）。,2 5 6,14、在“测金属电阻率”实验中，螺旋测微器测金属丝的直径的读数如图，则直径d=_ mm。测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为25在用伏安法准确测其电阻时，有下列器材供选择，除必选电源（电动势 1.5V，内阻很小)、导线、开关外，电流表应选，电压表应选。(填代号)并将设计好的测量电路原理图画在虚框内。A1电流表(量程40mA，内阻约0.5)A2电流表(量程10mA，内阻约06)V1电压表(量程6V，内阻约30k)V2电压表(量程12V，内阻约的20k)R1滑动变阻器(范围0-10)若电压表、电流表读数用U、I表示，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为=。,15、为了测量量程为3V的电压表V1的内阻(内阻约2000)。实验室中可以提供的器材有：电流表A1，量程为0.6A，内阻约0.1，分度值为0.02A；电压表V2，量程为5V，内阻约3500；电阻箱R1，阻值范围为0999；电阻箱R2，阻值范围为099.9；滑动变阻器月R3，最大阻值约100，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5；单刀单掷开关S，导线若干。请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1的内阻的实验电路，在虚线框内画出原理图(原理图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。根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图中用笔画线代替导线画出连线。说明实验所要测量的量；写出计算电压表V1的内阻RV1的计算公式为RV1=。,16、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，用米尺测量金属丝长度 l=0.810m金属丝的电阻大约为4先用伏安法测出金属丝的电阻，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）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：A直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；B电流表A1：量程00.6A，内阻0.125；C电流表A2：量程03.0A，内阻0.025；D电压表V：量程03V，内阻3k；E滑动变阻器R1：最大阻值10；F滑动变阻器R2：最大阻值50；G开关、导线等在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_ _，应该选用的滑动变阻器是_ _（3）根据所选的器材，在答案卷的方框中画出实验电路图（4）若据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx4.1，则这种金属材料的电阻率为_ _ m（保留二位有效数字）,0.520,B,F,17、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，某同学为研究这一现象，利用下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0一10）、电源、小灯泡、开关、导线若干来设计实验，并通过实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）,(1）请在上面的方框中画出实验电路图；(2）在上图中画出小灯泡的I一U曲线；(3）把本题中的小灯泡接到图示电路中，若电源电动势E=2.0V，内阻不计，定值电阻R=5，则此时小灯泡的功率是_ W.,分压 外接（或内接）,0.140.18,18、把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电池电动势=1.5V.经改装后,若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置,将 0mA刻度处的刻度值定为”位置,则2mA刻度处应标 欧,1mA刻度处应标 欧.,250,1000,