(新高考适用)2023版高考物理二轮总复习 第1部分 专题突破方略 专题6 物理实验 第2讲 电学实验及创新课件PPT
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这是一份(新高考适用)2023版高考物理二轮总复习 第1部分 专题突破方略 专题6 物理实验 第2讲 电学实验及创新课件PPT,共60页。PPT课件主要包含了专题六物理实验,真题速练·明考情,核心知识·固双基,命题热点·巧突破,答案见解,核心知识•固双基,命题热点•巧突破,×10,0×10-2,×100等内容,欢迎下载使用。
第2讲 电学实验及创新
1. (2022·广东高考)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件,某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:(1)装置安装和电路连接;如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中.
(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L.②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端.断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置.记录两表的示数U和I1.③闭合S2,电压表的示数_______(选填“变大”或“变小”).调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻Rx
=______(用I1、I2和U表示).
④断开S1,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③.(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值_____(选填“有”或“无”)影响.(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的RxL图线.将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为_________cm,即为机械臂弯曲后的长度.
【解析】 (2)闭合S2后,并联部分的电阻减小,根据闭合电路的欧姆定律,电压表的示数变小.
(3)在闭合S2之前,电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流,闭合S2之后,加在电压表两端的电压保持不变,因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1,故流过导电绳的电流是I2-I1,与电压表内阻无关,电压表内阻对测量没有影响.(4)由图(c)可知,导电绳拉伸后的长度为51.80 cm.
2.(2022·全国甲,22,5分)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有电源E(电动势1.5 V,内阻很小),电流表A(量程10 mA,内阻约10 Ω),微安表G(量程100 μA,内阻Rx待测,约1 kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),开关S,导线若干.
(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图._______________.(2)某次测量中,微安表的示数为90.0 μA,电流表的示数为9.00 mA,由此计算出微安表内阻Rx=_________Ω.
【解析】 (1)为准确测出微安表两端的电压,可让微安表与定值电阻R0并联,再与电流表串联.由于电源电压过大,并且为了测量多组数据,因此滑动变阻器采用分压式接法,实验电路原理图如图所示.
3. (2021·全国高考乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω).图中电压表量程为1 V,内阻RV=380.0 Ω:定值电阻R0=20.0 Ω;电阻箱R,最大阻值为999.9 Ω;S为开关.按电路图连接电路.完成下列填空:
(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的电阻值可以选________Ω(填“5.0”或“15.0”).(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U.
(5)通过图(b)可得E=_______V(保留2位小数),r=_______Ω(保留1位小数).
4. (2022·湖北卷)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究.(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为__________mm.再用游标卡尺测得其长度L.
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值.图中电流表量程为0.6 A、内阻为1.0 Ω,定值电阻R0的阻值为20.0 Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω.首先将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表.
(4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大.若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
【解析】 (1)用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,其读数为3.5 mm+0.01 mm×20.0=3.700 mm.(2)(3)由电路可知,当将S2置于位置1,闭合S1时E=I(RA+R0+r+R)
(3)由(2)可知E=12 V,r=3.0 Ω.(4)根据表达式E=I′(r+R0+RA+Rx)因电源电动势变小,内阻变大,则当安培表有相同读数时,得到的Rx的值偏小,即Rx测量值偏小.
〔备考策略〕1.分析近几年的高考,考查的方向基本不变,主要体现在:(1)基本仪器的使用及读数.(2)电表的改装、仪器的选择.(3)以测量电阻、电源电动势为核心的电学实验.(4)实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计.
2.基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点,同时注重对实验操作过程的考查和创新设计实验的考查.常用到的思想方法有:等效替代法、半偏法、控制变量法、累积法、图像法.滑动变阻器的接法:分压式、限流式.电流表的接法:内接法、外接法.
(1)若表头指针偏转过大,表示待测电阻较小,应当换低倍率的挡位;(2)若表头指针偏转过小,表示待测电阻很大,应当换高倍率的挡位.
3.测电源的电动势和内阻的三种常用方法
二、定值电阻的应用技巧
多用电表的原理及使用(1)多用电表的读数电流表、电压表的刻度是均匀的,读数时应注意量程;欧姆表的刻度是不均匀的,读数时应乘以倍率.(2)多用电表使用的几个注意事项①电流的流向:使用多用电表时不管测量电阻还是测量电流或电压,多用电表的红表笔都连内部电流表的正接线柱,黑表笔连负接线柱,电流都是从红表笔进黑表笔出.
考点一 基本仪器的使用及读数
②要区分“机械零点”与“欧姆零点”:“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,用表盘下边中间的指针定位螺丝调整;“欧姆零点”在表盘右侧电阻刻度“0”位置,用欧姆调零旋钮调整.③测电阻时每变换一次挡位,都要重新进行欧姆调零.
④选倍率:测量前应根据估计阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡的刻度不均匀,使用欧姆挡测电阻时,指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间的一段刻度范围.如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大),应该适当增大倍率重新欧姆调零后再测量;如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小),应该适当减小倍率重新欧姆调零后再测量.⑤测电阻时要将电阻与其他元件断开.测电阻时不要用手接触多用电表的表笔.⑥多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡.
1. (2022·广东广州一模)某同学为了制作一个简易台灯:先将电源、开关、小灯泡和滑动变阻器连成图甲所示的电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡达到合适亮度;然后用图乙所示的多用电表测量滑动变阻器接入电路的阻值,以便用定值电阻代替滑动变阻器完成制作.
请完成相关实验步骤(多用电表已机械调零,小灯泡仍在发光):(1)预估:根据滑动变阻器的最大阻值及滑片位置,估计接入电路的阻值约20 Ω;(2)选挡:将_____(选填“K”“S”或“T”)旋转到_____位置;(3)调零:将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,短接红黑表笔,旋转_____(选填“K”“S”或“T”),使指针______________________;
对准欧姆“0”(零)刻度线
(4)测量:①_____________________________________________;②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触,红表笔与滑动变阻器的接线柱___ (选填“a”“b”“c”或“d”)接触.多用电表的指针位置如图丙,其读数为________________________Ω.
断开电路开关(或将滑动变阻器从电路中拆离)
18.0(17.8~18.2均可)
【解析】 (2)选挡:因电阻约为20 Ω,则将调零旋钮K旋转到×1位置.(3)调零:将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,短接红黑表笔,旋转T,使指针对准欧姆“0”(零)刻度线.(4)测量:①断开电路开关(或将滑动变阻器从电路中拆离);②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触,红表笔与滑动变阻器的接线柱a接触.多用电表的指针位置如图丙,其读数为18.0 Ω.
2. (2022·湖南,12,9分)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表,其内部结构如图所示,R0为调零电阻(最大阻值为R0m),Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs+R0
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