倒数第14天（电学实验）

倒数第14天 电学实验1．实验要点分类名称常考要点测量型实验测定金属的电阻率由R＝ρ得ρ＝R，金属导线的电阻R可用伏安法测量，金属导线的长度l用毫米刻度尺测量，金属导线的横截面积S可由其直径d算出，S＝π()2，d可由螺旋测微器测出测定电源的电动势和内阻控制电路采用限流式接法，测量电路一般采用电流表内接法，测量数据一般用图象法处理探究型实验描绘小灯泡的伏安特性曲线控制电路用分压式接法(电流、电压从零开始连续调节)，测量电路适当选取电流表内接法或外接法设计型实验传感器的简单应用光电转换和热电转换及半导体光敏元件和热敏元件在电路中的控制作用2.电学量的测量物理量测量工具(方法)备注电流电流表串联，读数＝指示的格数×精度＋估读电压电压表并联，读数＝指示的格数×精度＋估读电阻多用电表①读数＝指针指示数×倍率(指针指示在上端表盘中间附近位置较准) ②“机械零点”在刻度盘左侧“0”位置，需要调零时通过表盘下方中间的定位螺丝进行调节；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，需要调零时通过欧姆挡的调零旋钮进行调节．测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零③负接线柱电势高(与内部电源的正极相连)，接黑表笔，正接线柱电势低，接红表笔电阻箱替代法电阻箱电阻的读数＝各挡位的电阻值相加伏安法Rx＝(U表示电阻两端电压，I表示通过电阻的电流)半偏法(测电流表内阻、测电压表内阻)调好满偏后，保持滑动变阻器滑片位置不变，以保持测量电路的电流或电压基本不变电动势和内阻闭合电路的欧姆定律(电压表与电流表、电压表与定值电阻、电流表与定值电阻组合)①方程组法：测出几组I、U的数据，建立E＝U＋Ir的方程组，求E、r值，取平均值②图象法：建立U－I图象，纵轴截距表示电动势E，斜率的绝对值表示内电阻r3.两种测量电路 内接法外接法电路结构误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV测量数值R测＝＞RxR测＝＜Rx误差分析测量值大于真实值测量值小于真实值适用条件Rx≫RARV≫Rx适用测量大电阻小电阻电路选择计算法＞或R＞RARV＜或R＜RARV试触法若不知Rx的大概阻值，可采用“试触法”，将电路如图所示连接，空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下若电流表“相对变化”明显，说明电压表分流作用较大，应采用电流表内接法若电压表“相对变化”明显，说明电流表分压作用较大，应采用电流表外接法4.两种控制电路 限流式接法分压式接法电路图触头P始位置b端a端电压调节范围≤Ux≤E0≤Ux≤E注：忽略电源的内阻，RP为滑动变阻器的最大值．考前必做题1．有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线，现有下列器材供选用：A．电压表(0～5V，内阻10kΩ)    B．电压表(0～15V，内阻20kΩ)C．电流表(0～3A，内阻0.4Ω)    D．电流表(0～0.6A，内阻1.0Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)     F．滑动变阻器(500Ω，1A)G．学生电源(直流6V)、开关、导线若干     (1)实验时，选用图1而不选用图2的电路图来完成实验，请说明理由：________.(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．(用序号字母表示)(3)把图3中所示的实验器材按图1用笔画线代替导线连接成实物电路图．(4)某同学通过实验测量得到的数据已经描在了图4所示的I－U坐标系中，请用一光滑的曲线将各描点连接好．解析(1)由于测量数据要从零开始，故采用图1所示的分压式电路，且能方便地多测几组数据．(2)因小灯泡额定电压为4V，则电压表选量程为0～5V的电压表．小灯泡的额定电流为I＝＝A＝0.5A，则电流表选D.滑动变阻器应选最大阻值较小的E，这样在实验中移动滑片时能使电路中的电流和电压有明显的变化，从而减小读数误差．(3)按图1连接实物电路，如图甲所示．答案(1)描绘灯泡的I－U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)A　D　E　(3)如图甲所示(4)所描的伏安特性曲线如图乙所示．2．某探究小组要尽可能精确地测量电流表A1的满偏电流，可供选用的器材如下：A．待测电流表A1(满偏电流Im约为800μA、内阻r1约为100Ω，表盘刻度均匀、总格数为N)B．电流表A2(量程为0.6A、内阻r2＝0.1Ω)C．电压表V(量程为3V、内阻Rv＝3kΩ)D．滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)E．电源E(电动势为3V、内阻r约为1.5Ω)F．开关S一个，导线若干(1)该小组设计了图5甲、乙两个电路图，其中合理的是_____(选填“甲”或“乙”)；图5(2)所选合理电路中虚线圈处应接入电表_____(选填“B”或“C”)；(3)在开关S闭合前应把滑动变阻器的滑片P置于_____端(选填“a”或“b”)；(4)在实验中，若所选电表的读数为Z，电流表A1的指针偏转了k格，则可算出待测电流表A1的满偏电流Im＝________.解析(1)因待测电流表的满偏电流太小，而所给的滑动变阻器的最大阻值太小，电源电动势相对较大，超过待测电流表的满偏，故采用滑动变阻器的分压式接法，选择甲电路；(2)因为电流表A2的量程远大于待测电流表A1的量程，为了减小误差，二者不能串联在一起，故选用电压表V，即电表C；(3)在闭合开关S前，要求测量电路的电压为零，故滑动变阻器的滑片P置于b端；(4)根据串、并联电路的特点，可得：＝k，可得：Im＝·.答案(1)甲(2)C(3)b(4)·3.一电动势E约为9 V、内阻r约为40Ω的电源，最大额定电流为50mA.现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0～999.9Ω的电阻箱各一只，另有若干定值电阻、开关和导线等器材．为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图6所示的电路进行实验，请回答下列问题：图6(1)实验室备有以下几种规格的定值电阻R0，实验中应选用的定值电阻是_______．A．200Ω  B．2kΩ  C．4kΩ  D．10kΩ(2)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，目的是：____________________.(3)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数．根据记录的多组数据，作出如图7所示的－图线．根据该图线可求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位有效数字)图7解析(1)由题中给定的电源和电压表可知，电压表的量程过小，因此用固定电阻扩大电压表的量程，由串联电路的特点得(Rg＋R0)≥E，解得R0≥4 kΩ，当定值电阻的阻值为4 kΩ时，电压表的量程为9 V，则选C.(2)为了保护电路的安全，要求电键闭合前电路的总电阻处于最大的位置，则电阻箱应调到最大值，目的是为了保护电源的安全．(3)由闭合电路的欧姆定律得E＝3U＋r，则＝＋·，结合图象可得＝0.35，＝k＝解得E＝8.6V，r＝36Ω.答案(1)C(2)最大值　保护电源的安全(3)8.6  36