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專題十一電學(xué)實(shí)驗(yàn) 展示考綱 明晰考向 方法歸納 重點(diǎn)點(diǎn)撥 鎖定考點(diǎn) 高效突破 閱卷評析 劍指滿分 展示考綱 明晰考向 方法歸納 重點(diǎn)點(diǎn)撥 一 基本儀器及其使用1 基本儀器 2 使用 1 電學(xué)測量儀器的使用和讀數(shù) 2 多用電表的使用 注意電流的流向 由于使用多用電表時(shí)不管測量項(xiàng)目是什么 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 要區(qū)分開 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 調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲 歐姆零點(diǎn) 在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度 0 位置 調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕 利用歐姆擋時(shí)正確選擇倍率 測量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線性 使用歐姆擋測電阻時(shí) 表頭指針偏轉(zhuǎn)過大過小都有較大誤差 通常只使用表盤中間一段刻度范圍 指針偏轉(zhuǎn)角度在1 3滿偏到2 3滿偏之間為測量的有效范圍 例如 J0411型多用電表歐姆擋的R中 15 當(dāng)待測電阻約為2k 時(shí) 則應(yīng)采用R 100擋 二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理方法 鎖定考點(diǎn) 高效突破 考點(diǎn)一 電表的工作原理及改裝 多用電表的使用 典例 2015合肥市二模 圖1為正在測量中的多用電表表盤 請完成下列問題 1 如果用直流 50V 擋測量電壓 指針位置如圖1所示 讀數(shù)為V 2 用圖1多用電表測量電阻時(shí) 多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一電池 一個(gè)可變電阻和一表頭相串聯(lián) 如圖2所示 電源電動(dòng)勢E 1 5V 選擇開關(guān)在 1 擋 把它的兩表筆短接 旋轉(zhuǎn)可變電阻R1的旋鈕 當(dāng)指針指向 0 時(shí) 流過多用電表的電流為mA 解析 1 如果是用直流 50V 擋測量電壓 由題圖1所示表盤可知 其分度值為1V 則讀數(shù)為23 0V 答案 1 23 0 2 100 3 圖2是測量Rx阻值時(shí)的電路 歐姆表使用一段時(shí)間后 電池電動(dòng)勢變小 內(nèi)阻變大 但此表仍能進(jìn)行歐姆調(diào)零 按正確使用方法再測Rx的值 其測量結(jié)果與原結(jié)果相比較將 選填 變大 變小 或 不變 4 圖3是將表頭G改裝成兩個(gè)倍率擋 如 1 10 的歐姆表電路原理圖 則當(dāng)開關(guān)S合向端 選填 a 或 b 時(shí) 歐姆表是較大倍率擋 答案 3 變大 4 b 4 圖3是將表頭G改裝成兩個(gè)倍率擋的歐姆表電路原理圖 由圖知 當(dāng)開關(guān)S合向b端時(shí) 通過歐姆表的電流較小 根據(jù)閉合電路歐姆定律知 歐姆表的倍率較大 以例說法多用電表中歐姆擋的使用總結(jié) 1 歐姆表測量電阻 換擋時(shí)一定要使紅 黑表筆短接 重新調(diào)零 歐姆表紅 黑表筆短接調(diào)零是使指針指歐姆表刻度的 0 2 歐姆表測量電阻讀數(shù)時(shí)一定要將讀數(shù)乘以所選的倍率 3 歐姆表內(nèi)阻阻值是指表內(nèi)電池內(nèi)阻 電流表內(nèi)阻 調(diào)零電阻等的阻值之和 大小等于測量電阻時(shí)歐姆表指針指在刻度盤正中央時(shí)被測電阻的阻值 4 歐姆表測量電阻時(shí) 若指針偏角過小 過大 就換用大 小 倍率 5 歐姆表測量電阻問題的分析 處理 會(huì)用到閉合電路的歐姆定律等規(guī)律 因?yàn)檫@時(shí)被測電阻已經(jīng)和表內(nèi)的電池 電流表以及調(diào)零電阻構(gòu)成了閉合電路 針對訓(xùn)練 C 2 為確定某電子元件的電氣特性 做如下測量 1 用多用表測量該元件的電阻 選用 100 倍率的電阻擋測量 發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過大 因此需選擇 填 10 或 1k 倍率的電阻擋 并再進(jìn)行測量 多用表的示數(shù)如圖 a 所示 測量結(jié)果為 解析 1 多用電表 100 倍率測電阻時(shí) 指針偏轉(zhuǎn)角度過大 示數(shù)太小 應(yīng)換小倍率 即選擇 10 倍率 歐姆擋調(diào)零后重新測量 測量結(jié)果為7 10 70 答案 1 10歐姆調(diào)零70 2 將待測元件 額定電壓9V 蓄電池 滑動(dòng)變阻器 電流表 多用表 開關(guān)及若干導(dǎo)線連接成電路如圖 b 所示 添加連線 使電路能測量該元件完整的伏安特性 本實(shí)驗(yàn)中使用多用表測電壓 多用表的選擇開關(guān)應(yīng)調(diào)到 填 直流電壓10V 或 直流電壓50V 擋 解析 2 實(shí)物連接如圖所示 由于待測元件額定電壓為9V 因此多用表的選擇開關(guān)應(yīng)調(diào)到直流電壓10V擋 答案 2 電路圖見解析直流電壓10V 考點(diǎn)二 以測電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 典例 2015杭州模擬 某科技創(chuàng)新小組在小制作中需要1 00 的定值電阻 由于實(shí)驗(yàn)室沒有合適的電阻 他們打算用一段導(dǎo)線代替 他們在實(shí)驗(yàn)室找到了兩圈長度均為100m的粗細(xì)均勻的導(dǎo)線圈a b 他們用螺旋測微器測出b線圈導(dǎo)線的直徑和用多用電表 R 100 擋粗測b線圈的總電阻示數(shù)如圖 甲 乙 所示 1 線圈b的直徑d mm 由多用電表得線圈b的總電阻約為Rb 解析 1 螺旋測微器讀數(shù) 固定刻度讀數(shù) 可動(dòng)刻度讀數(shù) 0 0 01mm 23 9 0 239mm 歐姆表讀數(shù) 表盤讀數(shù) 倍率 24 100 2 4 103 答案 1 0 2392 4 103 2 接著測出線圈a b的I U圖象如圖 丙 所示 實(shí)驗(yàn)室提供如下器材可選 A 電流表A1 600mA 1 0 B 電流表A2 40mA 10 0 C 電壓表V1 3V 6k D 電壓表V2 50V 20k E 滑動(dòng)變阻器R1 100 1 0A F 滑動(dòng)變阻器R2 10 2A G 直流電源E 50V 0 05 H 開關(guān)一個(gè) 帶夾子的導(dǎo)線若干要求測b線圈的伏安特性曲線 且在實(shí)驗(yàn)時(shí)需測出多組有關(guān)數(shù)據(jù)和盡可能高的測量精度 則電流表選用 電壓表選用 滑動(dòng)變阻器選用 只填儀器前的字母代號(hào) 請?jiān)趫D 丁 的方框中畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖 答案 2 BDE見解析 3 最后 他們決定用線圈a的一段導(dǎo)線來替代1 00 的電阻 他們應(yīng)將長度L m的導(dǎo)線接入電路 答案 3 0 2 以例說法器材選取三原則 1 安全性原則 要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的儀器 使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行 能達(dá)到預(yù)期目標(biāo) 另外還要注意測量儀器的量程 各類用電器實(shí)際通過的電流不能超過其允許通過的最大電流等 2 精確性原則 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要 選用精度合適的測量工具 但對某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講 精確程度夠用即可 并不是精度越高越好 3 方便性原則 實(shí)驗(yàn)時(shí)需考慮調(diào)節(jié)方便 便于操作 如滑動(dòng)變阻器的選擇 既要考慮它的額定電流 又要考慮它的阻值范圍 在二者都能滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下 還要考慮阻值大小對實(shí)驗(yàn)操作是否調(diào)節(jié)方便的問題 針對訓(xùn)練 1 2015福建理綜 某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小 實(shí)驗(yàn)器材如圖 甲 所示 現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接 1 實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過程中 電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大 請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖 甲 實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接 解析 1 根據(jù)題意 實(shí)驗(yàn)電路為分壓電路 電流表外接 按照電流流向即可完成連線 在連線時(shí)要注意電表的極性 并注意接線要連到接線柱上 答案 1 見解析 2 某次測量 電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖 乙 所示 則電流表的示數(shù)為A 3 該小組描繪出的伏安特性曲線如圖 丙 所示 根據(jù)圖線判斷 將 只相同的小電珠并聯(lián)后 直接與電動(dòng)勢為3V 內(nèi)阻為1 的電源組成閉合回路 可使小電珠的總功率最大 其總功率的值約為W 保留兩位小數(shù) 答案 2 0 44 3 42 22 2 28 解析 2 電流表示數(shù)為0 44A 2 2015舟山5月仿真 解析 1 螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0 5mm 可動(dòng)刻度讀數(shù)為11 5 0 01 0 115mm 所以最終讀數(shù)為0 615mm 游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為106mm 游標(biāo)尺讀數(shù)為0 05 14mm 0 70mm 所以最終讀數(shù)為106 70mm 10 670cm 答案 1 0 61510 670 某同學(xué)為測定某柱形電子元件的電阻率 先做如下測量 1 用螺旋測微器測量它的直徑 示數(shù)如圖 甲 所示 讀數(shù)為d mm 用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測量它的長度 示數(shù)如圖 乙 所示 讀數(shù)為L cm 2 用多用電表粗測該元件的電阻 選用 10 倍率的電阻擋后 應(yīng)先 再進(jìn)行測量 之后多用電表的示數(shù)如圖 丙 所示 測得該元件電阻為 解析 2 用多用電表測量該元件的電阻 選用 10 倍率的電阻擋后 應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零 再進(jìn)行測量 由題圖 丙 可知 測量結(jié)果為7 10 70 答案 2 進(jìn)行歐姆調(diào)零70 3 為了精確測得上述待測元件的電阻Rx的阻值 實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材 A 電流表A1 量程50mA 內(nèi)阻r1 10 B 電流表A2 量程200mA 內(nèi)阻r2約為2 C 定值電阻R0 30 D 滑動(dòng)變阻器R 最大阻值約為10 E 電源E 電動(dòng)勢約為4V F 開關(guān)S 導(dǎo)線若干該同學(xué)設(shè)計(jì)了測量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖 丁 所示 N處的電流表應(yīng)選用 填器材選項(xiàng)前相應(yīng)的字母 開關(guān)S閉合前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于 選填 a 或者 b 端 若M N電表的讀數(shù)分別為IM IN 則Rx的計(jì)算式為Rx 用題中字母表示 考點(diǎn)三 以測電源電動(dòng)勢為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 典例 2015臺(tái)州高三調(diào)研 為了測量一節(jié)新干電池的內(nèi)阻 1 A同學(xué)準(zhǔn)備采用圖 甲 的實(shí)驗(yàn)器材 用歐姆表直接粗測電池的內(nèi)阻 你覺得是否可行 填 行 或 不行 解析 1 因電池的電動(dòng)勢會(huì)對歐姆表內(nèi)電動(dòng)勢的效果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響 無法正確測出電池的內(nèi)阻 答案 1 不行 2 B同學(xué)采用圖 乙 的實(shí)驗(yàn)電路圖 實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn) 當(dāng)滑動(dòng)變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí) 電壓表示數(shù)變化 填 明顯 或 不明顯 解析 2 由于內(nèi)電阻r很小 即使電流變化較大內(nèi)電壓變化也很小 由閉合電路歐姆定律可知 路端電壓的變化范圍不明顯 答案 2 不明顯 3 C同學(xué)改進(jìn)了B同學(xué)的電路圖 準(zhǔn)備用以下給定的器材和一些導(dǎo)線來完成實(shí)驗(yàn) 器材如下 a 量程3V的電壓表Vb 量程0 6A的電流表Ac 定值電阻R0 1 5 d 滑動(dòng)變阻器 0 100 e 開關(guān) 請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖 丙 中完成實(shí)物連接圖 實(shí)驗(yàn)中 改變滑動(dòng)變阻器的阻值 得到了如下的六組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 表中數(shù)據(jù)已在坐標(biāo)圖中描點(diǎn) 請作出U I圖象 并根據(jù)圖象得出該節(jié)電池的內(nèi)阻為 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 3 見解析 見解析0 25 以例說法實(shí)物圖的連接方法及注意的問題 1 連接方法看圖連接 即根據(jù)題給電路中用電器的連接方式 串 并聯(lián) 用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖中的電源與用電器 開關(guān)等連成正確的閉合電路 若題目沒有給定電路 可依據(jù)題意在草紙上畫出實(shí)驗(yàn)所需要的電路圖 然后再看圖連接 2 注意問題 注意直流電流表和電壓表的 接線柱 保證電流從 接線柱流入 從 接線柱流出 根據(jù)題給數(shù)據(jù)或計(jì)算得到的數(shù)據(jù) 對于多量程電表 一定要將相應(yīng)量程的接線柱接入電路 接線不能交叉 實(shí)驗(yàn)連線時(shí) 開關(guān)一定處于斷開狀態(tài) 實(shí)物圖的連接應(yīng)以實(shí)驗(yàn)電路圖為依據(jù) 必要時(shí)先畫出電路圖 用 線 連圖時(shí) 應(yīng)將 線 連在正確的位置 即連接在各儀器的接線柱上 不能錯(cuò)連 記住一些常規(guī)性的結(jié)論 如在描繪電學(xué)元件的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中 若電學(xué)元件兩端的電壓要從零開始逐漸增大 則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法 若被測電學(xué)元件的電阻阻值和電流表內(nèi)阻阻值相差不大時(shí) 電流表采用外接法 再如 在測定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中 電流表采用的也是外接法 針對訓(xùn)練 1 2015四川理綜 用實(shí)驗(yàn)測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx 已知電池的電動(dòng)勢約6V 電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐 可選用的實(shí)驗(yàn)器材有 電流表A1 量程0 30mA 電流表A2 量程0 100mA 電壓表V 量程0 6V 滑動(dòng)變阻器R1 阻值0 5 滑動(dòng)變阻器R2 阻值0 300 開關(guān)S一個(gè) 導(dǎo)線若干條 某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下 設(shè)計(jì)如圖 甲 所示的電路圖 正確連接電路 將R的阻值調(diào)到最大 閉合開關(guān) 逐次調(diào)小R的阻值 測出多組U和I的值 并記錄 以U為縱軸 I為橫軸 得到如圖 乙 所示的圖線 斷開開關(guān) 將Rx改接在B C之間 A與B直接相連 其他部分保持不變 重復(fù) 的步驟 得到另一條U I圖線 圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為 I0 0 與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為 0 U0 回答下列問題 1 電流表應(yīng)選用 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 2 由圖 乙 的圖線 得電源內(nèi)阻r 解析 1 由閉合電路歐姆定律 要想調(diào)節(jié)時(shí)電流表和電壓表的讀數(shù)有明顯變化 起限流作用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2 由題圖 乙 可知 電流表應(yīng)選A2 2 根據(jù)U I圖線的斜率求得電源內(nèi)阻為25 答案 1 A2R2 2 25 3 用I0 U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx 代入數(shù)值可得Rx 4 若電表為理想電表 Rx接在B C之間與接在A B之間 滑動(dòng)變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置 兩種情況相比 電流表示數(shù)變化范圍 電壓表示數(shù)變化范圍 選填 相同 或 不同 4 Rx所接位置的改變并不影響干路電流的測量 故電流表示數(shù)變化范圍相同 但是改接前后電壓表測量的分別是路端電壓與滑動(dòng)變阻器兩端的電壓 故電壓表示數(shù)變化范圍不同 2 2015諸暨市質(zhì)檢 小王同學(xué)用電壓表和電流表測定某蓄電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)電路如圖 甲 所示 電壓表和電流表均可視為理想電表 1 圖 乙 是部分連接好的實(shí)物電路圖 請你完成余下導(dǎo)線的連接 要求滑動(dòng)觸片P從左向右移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值在不斷增大 解析 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖可得出對應(yīng)的實(shí)物圖 注意變阻器應(yīng)接左下接線柱 如圖 a 所示 2 小王同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄滑動(dòng)觸片P在不同位置的x值以及對應(yīng)的電壓表讀數(shù)U和電流表讀數(shù)I 并作出如圖 丙 所示的I x圖象和U x圖象 則根據(jù)圖象數(shù)據(jù)可求得蓄電池的電動(dòng)勢為V 內(nèi)阻為 滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 3 請?jiān)趫D 丁 中作出該蓄電池的U I圖象 解析 3 電源的電動(dòng)勢為2 0V 短路電流為1 0A 對應(yīng)的伏安特性曲線如圖 b 所示 答案 見解析 閱卷評析 劍指滿分 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 考題精選 2015浙江理綜 圖 甲 是小紅同學(xué)在做 描繪小燈泡的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖 1 根據(jù)圖 甲 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 解析 1 如圖所示 答案 1 圖見解析 2 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖 乙 中的 所示 電流表量程為0 6A 電壓表量程為3V 所示讀數(shù)為 兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為和 答案 2 0 10A 0 24A 2 00V 0 27V2 7 0 1 8 3 0 1 如填為8 3 0 1 2 7 0 1 也行 評分細(xì)則 畫電路圖4分 每空1分 失分警示 1 實(shí)物圖的結(jié)構(gòu)認(rèn)知錯(cuò)誤 誤認(rèn)為電流表是內(nèi)接 2 讀數(shù)時(shí)未估讀到精度的下一位 搶分策略 1 畫電路圖時(shí)要認(rèn)清電流表是內(nèi)接還是外接 滑動(dòng)變阻器是限流還是分壓 2 計(jì)算電阻時(shí) 大電流對應(yīng)大電壓 小電流對應(yīng)小電壓