高考二轮复习物理学案（15）电学实验doc高中物理

(最新原创)2022高考二轮复习物理学案（15）电学实验一．典例精析www.ks5u.com题型1.（多用电表的使用）如以下图的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应中选用多用电表的挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应中选用多用电表的挡。www.ks5u.com（2）在开关闭合情况下，假设测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，那么说明___可能有故障（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。。www.ks5u.com解析：(1)在1、2两点接好的情况下,应中选用多用电表的电压档,在1、2同时断开的情况下,应选用欧姆档；(2)说明5、6两点可能有故障；www.ks5u.com(3)①调到欧姆档②将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,说明小灯泡有故障。题型2.（多用电表研究二极管）某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成以下测量步骤：（1）检查多用电表的机械零点。www.ks5u.com16/16\n（1）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。（2）将红、黑表笔____①_______，进展欧姆调零。www.ks5u.com（3）测反向电阻时，将____②______表笔接二极管正极，将____③_____表笔接二极管负极，读出电表示数（4）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘____④_______（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否那么，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。www.ks5u.com（5）测量完成后，将选择开关拔向_____________⑤________________位置。解析：首先要机械调零.在选择量程后还要进展欧姆调零而且每一次换量程都要重复这样的过www.ks5u.com程.(3)将红黑表笔短接,即为欧姆调零.测量二极管的反向电阻时应将红笔接二极管的正极,黑接负极.欧姆表盘的刻度线分布不均匀,在中央的刻度线比较均匀,所以尽量让指针指向表盘的中央.测量完成后应将开关打到off档。www.ks5u.com题型3.（闭合电路欧姆定律）为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如www.ks5u.com下表：照度（lx）0.20.40.60.81.01.2电阻(k)754028232018www.ks5u.comwww.ks5u.com①根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。16/16\n②如以下图，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用以下www.ks5u.com器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关对所设计电www.ks5u.com路的影响）提供的器材如下：光敏电源E(电动势3V，内阻不计)；定值电阻：R1=10k，R2=20k，R3=40k（限选其中之一并在图中标出）开关S及导线假设干。www.ks5u.com解析：当控制开关自动启动照明系统，请利用以下器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求：当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20k，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10k，即选用R1。题型4.（测定干电池的电动势和内阻）www.ks5u.com用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（a）电流表（量程0.6A、3A）；（b）电压表（量程3V、15V）（c）定值电阻（阻值1、额定功率5W）（d）定值电阻（阻值10，额www.ks5u.com定功率10W）（e）滑动变阻器（阴值范围0--10、额定电流2A）16/16\n（a）滑动变阻器（阻值范围0-100、额定电流1A）那么（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择V，电流表的量程应选择A；R0应选择的定值电阻，R应选择阻值范围是的滑动变阻器（2）引起该实验系统误差的主要原www.ks5u.com因是。解析：由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否那么会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大www.ks5u.com几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，假设取0～100Ω会出现开场几乎不变最后突然变化的现象。关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数www.ks5u.com总是比测量值小，造成E测<E真，r测<r真。题型5.（验证伏安特性曲线）某研究性学习小组为了www.ks5u.com制作一种传感器，需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有以下器材：器材（代号）规格电流表（A1）电流表（A2）电压表（V1）电压表（V2）滑动变阻器（R1）滑动变阻器（R2）量程0~50mA，内阻约为50量程0~200mA，内阻约为10量程0~3V，内阻约为10k量程0~15V，内阻约为25k阻值范围0~15，允许最大电流1A阻值范围0~1k，允许最大电流100mA16/16\n直流电源（E）开关（S）导线假设干输出电压6V，内阻不计I/AU/VO0.51.01.52.02.53.00.020.040.060.080.100.120.14①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用；电压表应选用；滑动变阻器应选用。（以上均填器材代号）②为到达上述目的，请在www.ks5u.com虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号③假设发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线根本吻合，请说明该伏安特性曲线与www.ks5u.com小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：，不同点：。解析：①图像中电流0～0.14A，电流表选A2；电源电压6V，但图像只要求电压在0～3V之间调整，为了测量准确电压表选V1；由于绘制图www.ks5u.com像的需要，要求电压从0～3V之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了能很好调节电压，滑动变阻器应选用阻值较小的R1。②该元件约几十Ω，，电压表的www.ks5u.com分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法；实验数据的采集要求从零开场，所以滑动变阻器采用分压式接法。③从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点，突出都是“非线性”，图像上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数。题型6.右图为一电学实验的实物连www.ks5u.com线图。特测电阻Rx的阻值（约500Ω）。图中两个电压表量程相同，内阻都很大。实验步骤如下：16/16\n①调节电阻箱，使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端。②合上开关S。③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都具有明显偏转。④记下两个电压表和的读数U1和U2。④屡次改变滑动变阻器滑动www.ks5u.com头的位置，记下和的多组读数U1和U2。⑤⑥求Rx的平均值。答复以下问题：（Ⅰ）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符www.ks5u.com号为滑动变阻器的符号为　　　　　　　　　　　其余器材用通用的符号表示。（Ⅱ）不计电压表内阻的影响，用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx                 。www.ks5u.com（Ⅲ）考虑电压表内阻的影响，且U1、www.ks5u.comU2、R0、　的内阻r1、的内阻r2表示Rx的公式为Rx                      。16/16\n答案：（Ⅰ）电路原理图如以下图（6分。其中，分压电路3分，除分压电路外的测量局部3分）（Ⅱ）(3分)www.ks5u.com（Ⅲ）题型7.（改装表）一毫安表头满偏电流为9.90mA，内阻约为300Ω．要求将此毫安表头改装成量程为1A的电流表，其电路原理如以下图．图中，是量程为2A的标准电流表，R0为www.ks5u.com电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源．⑴完善以下实验步骤：①将虚线框内的实物图按电路原理图连线；www.ks5u.com②将滑动变阻器的滑动头调至端（填“a”或“b”），电阻箱R0的阻值调至零；③合上开关；www.ks5u.comAmA＋－R0SE④调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表读数为1A；⑤调节电阻箱R0的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会（填“增大”、“减小”或“不变”）；⑥屡次重复步骤④⑤，直至标准电流表的读数为，同时毫安表指针满偏．⑵答复以下问题：①在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.1Ω，由此可知毫安表头的内阻www.ks5u.com为．②用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为A．www.ks5u.com16/16\n③对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素：。www.ks5u.com解析：①连线如图②b⑤减小⑥1A⑵①310Ω②0.495（0.494～0.496均可）www.ks5u.com③例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；标准表和毫安表的读数误差；电表指针偏转和实际电流的大小不成正比；等等www.ks5u.com一．专题突破针对典型精析的例题题型，训练以下习题。1.用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kW的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字www.ks5u.com母按合理的顺序填写在下面的横线上__________________。www.ks5u.coma．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c．旋转S使其尖端对准欧姆档´1kwww.ks5u.comd．旋转S使其尖端对准欧姆档´10016/16\ne．旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________W。（2）（多项选择题）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的选项是www.ks5u.comA．测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测www.ks5u.com量B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，那么会影响测量结果C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零www.ks5u.com点拨：此题考察多用电表的使用。（1）测量几十kW的电阻Rx我们一般选择较大的档位先粗测，使用前应先进展调零，然后依据欧姆表的示数，在更换档位，重新调零，在进展测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位www.ks5u.com置或者交流电压最大档，拔出表笔。欧姆表的示数乘以相应档位的倍率即为待测电阻的阻值30kW。（2）欧姆档更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，说明待测电阻较小，应换较小的档位；反之应还较大的档位。电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表，每次换www.ks5u.com挡一定要进展欧姆调零，测量电阻一定要断电作业。2.如图甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成局部导线的连接，⑴请你在实物接线图中完成余下导线的连接。16/16\nwww.ks5u.com（2）某同学从标称为“220V25W”、“220V500W”的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示。该灯泡的阻值是___________，标称的额定功率为www.ks5u.com______________。点拨：此题考察描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)如以下图。实验要求电压从零开场调整，滑动变阻器采用分压式接法。（2）15×10=150Ω，P=标称300W的www.ks5u.com灯泡www.ks5u.com3.假设图l为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中RB,R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻www.ks5u.com值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成以下实验。www.ks5u.com(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图16/16\n2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它局部的影响)。要求误差较小。提供的器材如下：A.磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150ΩB.滑动变阻器R，全电阻约20ΩC.电流表．量程2.5mA，内阻约30ΩD.电压表，量程3V，内阻约3kΩE.直流电源E，电动势3V，内阻不计F.开关S，导线假设干(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=________Ω，www.ks5u.com结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=_________T。www.ks5u.com(3)试结合图1简要答复，磁感应强度B在0～0.2T和0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻直的变化规律有何不同?www.ks5u.com(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线(关于纵www.ks5u.com轴对称)，由图线可以得到什么结论?点拨：此题考察伏安法测电阻www.ks5u.com(1)如右图所示(2)15000.9016/16\n(3)在0～02T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在0.4～1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)www.ks5u.com(4)磁场反向．磁敏电阻的阻值不变。www.ks5u.com4.某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进展了如下实验：(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如以以下图所示，读得直径d=mm.www.ks5u.com(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电阻R(Ω)121.050.023.910.03.1导线直径d(mm)0.8010.9991.2011.4941.998导线截面积S(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？假设www.ks5u.com满足反比关系，请说明理由：假设不满足，请写出R与S应满足的关系。(3)假设导线的电阻率p=5.1×10－7Ω·m,那么表中阻值为3.1Ω的导线长度l=m(结果保存两位有效数字).点拨：此题为测定金属的电阻率答案：(1)1.200(2)不满足，R与S2成反比(或RS2＝常量)。(3)19www.ks5u.com一．专题综合1.16/16\n（游标卡尺读数+伏安法测电阻+电阻定律）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。他进展了如下实验：www.ks5u.comwww.ks5u.com（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图乙中游标卡尺（游标尺上有www.ks5u.com20个等分刻度）的读数L=________cm.（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。www.ks5u.com该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是__________.（用www.ks5u.com标注在导线旁的数字表示）www.ks5u.com（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.（用ρ、L、d、D表述）www.ks5u.comwww.ks5u.com解：（1）游标卡尺的读数，按步骤进展那么不会出错。首先，确定游标卡尺的精度为20分度，即为0.05mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度格数=0.058mm=0.40mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，www.ks5u.com99.00mm+0.40mm=99.40mm=9.940cm16/16\n（2）本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，⑥线的连接使用的是安培表内接法。www.ks5u.com（3）审题是处理此题的关键，弄清题意也就能够找到处理此题的方法。根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38www.ks5u.comΩ.即，，而电阻R满足R2=Rd·RD，将Rd、RD带入得。www.ks5u.com2.（测定电源电动势原理+数据处理方法+电路选择等）小明的实验桌上有：A、待测电源一个(电动势约3V,内阻小于1Ω)B、直流电流表(量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.22Ω,3A档的内阻约0.1Ω)C、直流电压表(量程0～3～15V，3V档内阻为15kΩ，15V档内阻为25kΩ)D、滑动变阻器(阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A)E、滑动www.ks5u.com变阻器(阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A)F、开关G、导线假设干H、小灯泡(电阻小于1Ω)。假设你是小明，请你完成：www.ks5u.com(1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图(甲)、(乙)两种电路，为了减小测量误差，应选择图所示电路。(2)根据你选择的电路将图(丙)中实物连接好。(3)你选择的滑动变阻器是(填代号)，理由是；www.ks5u.com(4)小明根据测出的数据，作出U—I图线如图(丁)a线所示，实验所测电源的电动势为E=V，内电阻为r=Ω；16/16\n(5)假设要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，请你在虚线框内画出实验电路。要求实验测出的数据尽可能多；(6)将步骤(4)中得到的数据与步骤(5)得到的数据在同一U～I坐标系内描点作图，得到如图www.ks5u.com(丁)所示的图线a、b，如果将此电源与小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为。www.ks5u.com16/16\nwww.ks5u.comwww.ks5u.com16/16