2022-2023年高考物理一轮复习 以测量电阻为核心的电学实验课件

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 以测量电阻为核心的电学实验课件，共26页。PPT课件主要包含了回答下列问题，I1Rg1＋R0，I2－I1，实验步骤如下等内容，欢迎下载使用。
电阻测量首先要根据实验目的、实验原理、实验器材的不同而灵活选用“伏安法”(又分为内接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等测量电路.从供电方式上又可分为限流电路和分压电路.
在高考电学设计性实验中,常以定值电阻的合理使用为背景来命题.求解这类问题的关键是必须弄清定值电阻在设计电路中的主要作用,一般来说,定值电阻有三种作用：
(1)电源的选择：一般可以根据待测元件的额定电流或额定电压选择符合需要的电源.
(2)电表的选择：一般根据电源电动势或待测元件的额定电压选择电压表,再估算待测电流的最大阻值选择电流表.注意测量时要使电表的指针偏转角较大.
(3)变阻器的选择：在安全条件下,分压式选最大阻值较小、额定电流较大的,限流式选最大阻值与待测电阻差不多的.
(1)当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时,应采用分压式接法.
(2)当题中要求测量精确度高且调节范围大时,一般用分压式接法.
(3)当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时,一般用分压式接法.
(4)负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多,且电压、电流不要求从零可调时,一般用限流式接法.
(5)两种接法均可使用时,优先用限流式接法(节能).
【例1】 (电阻的测量) 某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图(b)所示的两条U－I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数.
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的.(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________Ω(保留1位小数).(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留1位小数).
【例2】 (电表的改装)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表.该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装.然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).
(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线.
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图所示.由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是________.(填正确答案标号)
A．18 mA B．21 mA C．25 mA D．28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是________.(填正确答案标号)
A．微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 ΩB．微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 ΩC．R值计算错误,接入的电阻偏小D．R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k＝________.
【例3】 (伏安特性曲线)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性.所用器材有：电流表A1(量程200 mA,内阻Rg1＝10.0 Ω)、电流表A2(量程500 mA,内阻Rg2＝1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0＝10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势4.5 V,内阻很小)、开关S和若干导线.该同学设计的电路如图a所示.
(1)根据图a,在图b的实物图中画出连线.
(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U＝______________,流过小灯泡的电流I＝________.为保证小灯泡的安全,I1不能超过________mA.
(3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零.逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2.所得实验数据在下表中给出.
根据实验数据可算得,当I1＝173 mA时,灯丝电阻R＝________Ω(保留1位小数).
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于________Ω(保留1位小数).
1．某同学要测量某圆柱体的电阻率ρ.
(1)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径,如图所示,则其长度L＝________ cm,直径d＝_______________mm.
(2)该同学先用指针式多用电表粗测其电阻.他将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔中,将选择开关置于“×1”挡位置,然后_______________________,直至指针指在“0 Ω”处,继续实验.
4.598～4.602
将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮
(3)欧姆表粗测其电阻约为5 Ω,现要进一步精确测量其电阻,实验室提供了下列可选用的器材：
A．电压表V1(量程0～3 V,内阻约3 kΩ)B．电压表V2(量程0～15 V,内阻约15 kΩ)C．电流表A1(量程0～3 A,内阻约0.01 Ω)D．电流表A2(量程0～0.6 A,内阻约0.1 Ω)E．滑动变阻器R1(0～20 Ω)F．滑动变阻器R2(0～500 Ω)G．电源E(电动势为3.0 V)及开关和导线若干
该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,则电压表应选择________,电流表应选择__________,滑动变阻器应选择__________.(选填各器材前的字母)
要求在流过圆柱体的电流相同情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出圆柱体的电阻,实验电路应选用图中的__________.
(4)利用(3)所选电路测量,电流表读数为__________A,电压表读数为__________V.
2．某同学利用图(a)所示电路测量电压表的内阻.可供选择的器材有：电源E,电压表V,电阻箱R(0～9 999 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),开关S,导线若干.
①按电路原理图(a)连接线路；
②将滑动变阻器的滑片滑至最左端,同时将电阻箱阻值调为0;
③将开关闭合,调节滑动变阻器的滑片,使电压表满偏；
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)；(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连接完整；(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为________ Ω,计算可得电压表的内阻为________ Ω；(4)通过上述方法得到电压表的内阻测量值________(填“大于”或“小于”)真实值.
3．某同学利用电流计改装成一个电压表并进行校准,其改装过程如下：
(a)测电流计G的内阻Rg.按照图甲所示连接电路,将滑动变阻器R′调到最大阻值并接入电路.闭合开关S1,调节R′接入电路的阻值,使电流计指针偏转到满刻度；然后保持R′接入电路的电阻不变,闭合开关S2,调节电阻箱R的阻值,使电流计指针达到半偏(中间刻度),记下此时电阻箱R的阻值.
(b)计算出改装电压表应串联的电阻R0的阻值,将该电阻与电流计串联,则R0与电流计共同构成一个新的电压表.
(c)将改装的电压表与标准电压表接入如图乙所示的校准电路,对改装的电压表进行校准.
(1)请根据图甲所示电路,将图所示的实物图补充完整.
(2)已知电流计的满偏电流为200 μA,当电流计指针半偏时,R的阻值是500 Ω.若要求改装后的电压表的量程为0～2 V,则必须给电流计串联一个阻值为R0＝______Ω的电阻.
(3)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是__________.
A．电流计内阻的测量值偏小,造成串联电阻的阻值偏小B．电流计内阻的测量值偏大,造成串联电阻的阻值偏小 C．电流计内阻的测量值偏小,造成串联电阻的阻值偏大 D．电流计内阻的测量值偏大,造成串联电阻的阻值偏大