(新高考)高考物理二轮复习课件专题5 第18课时 电学实验 (含解析)

这是一份(新高考)高考物理二轮复习课件专题5 第18课时 电学实验 (含解析)，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，电流表和电压表，命题预测，483亦可，×1Ω，欧姆调零，0×103，考题示例，答案如图所示，答案见解析图等内容，欢迎下载使用。
NEIRONGSUOYIN
高考题型1　基本仪器的使用与读数
2.多用电表的读数及使用(1)电流的流向电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进黑出”.(2)“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮.(3)倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，应使指针位于表盘中间附近，若表头指针偏角过大，则说明所测电阻偏小，应换用小倍率.
(4)使用欧姆表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，读数之后要乘以倍率得阻值.(5)电池用久了，电动势变小，内阻变大，使测量结果偏大.
1.如图1所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示.
(1)若使用的是0～3 V量程的电压表，读数为_____________________ V.若使用的是0～15 V量程的电压表，读数为____________ V.
1.68(1.67～1.69均正确)
解析　对于电压表，当选取0～3 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取0～15 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V；
(2)若使用的是0～0.6 A量程的电流表，读数为________ A.若使用的是0～3 A量程的电流表，读数为______________________ A.
2.30(2.29～2.31均正确)
解析　对于电流表，当选取0～0.6 A量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取0～3 A量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A.
(3)如图丙所示，电阻箱的读数为_________.
解析　电阻箱读数为：100×5 Ω＋10×3 Ω＝530.0 Ω.
(1)测量某电阻时，用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用“________”(填“×1 Ω”或“×100 Ω”)挡，换挡后，在测量前先要进行__________.
2.某同学在做“用多用电表测电阻”的实验中：
解析　根据欧姆表的工作原理可知，指针的偏转角度过大，说明电阻较小，即所选的倍率过大，应选择“×1 Ω”挡，换挡后在测量前要重新进行欧姆调零.
(2)某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图2所示，请你读数：①如果使用的是直流“2.5 V”的电压挡，则读数为______ V；
解析　如果使用的是直流“2.5 V”的电压挡，则每小格代表0.05 V，读数为16×0.05 V＝0.80 V；
②如果使用的是“×100 Ω”的电阻挡，则读数为__________ Ω；
解析　如果使用的是“×100 Ω”的电阻挡，则读数为30×100 Ω＝3.0×103 Ω；
③如果使用的是直流“10 mA”的电流挡，则读数为______ mA.
解析　如果使用的是直流“10 mA”的电流挡，则每小格代表0.2 mA，读数为16×0.2 mA＝3.2 mA.
高考题型2　与电阻的测量相关的实验
1.常见的电阻测量方法对比
2.滑动变阻器分压式接法与限流式接法的选择(1)“以小控大用分压，相差无几用限流”①当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器.②当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器.(2)必须采用分压式接法的三种情况：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用；③限流式接法不能获取有区分度的多组数据.
例1　(2020·全国卷Ⅲ·23)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系.所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω).(1)在图3中所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图.答案　见解析图
解析　滑动变阻器最大阻值仅20 Ω，应采用分压式接法，电压表为理想电表，应采用毫安表外接法，测量电路图如图所示.
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值.若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为______ kΩ(保留2位有效数字).实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图4(a)所示.
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ.由图(a)求得，此时室温为________ ℃(保留3位有效数字).
解析　根据R－t图像，R＝2.2 kΩ时，t约为25.5 ℃.
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图(b)所示.图中，E为直流电源(电动势为10 V，内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器(图中未画出)报警.若要求开始报警时环境温度为50 ℃，则图中______(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为______ kΩ(保留2位有效数字).
解析　输出电压变大时，R2两端电压变大，R1两端电压变小.根据R－t图像知，温度升高时热敏电阻的阻值减小，则电路中电流变大，固定电阻两端的电压变大，所以固定电阻应为R2，热敏电阻应为R1，t＝50 ℃，R1＝0.8 kΩ，
例2　(2019·天津卷·9(3))现测定长金属丝的电阻率.(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图5所示，其读数是________________________mm.
0.200(0.196～0.204均可)
解析　由螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径应为0 mm＋20.0×0.01 mm＝0.200 mm；
(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号.电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)开关S及导线若干
解析　对提供的实验器材分析可知，滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多，因此滑动变阻器应采用分压式接法，由于没有提供电压表，因此可以用内阻已知的电流表充当电压表，即将A1作为电压表，由于A1的内阻已知，因此A2应采用外接法；
(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________.从设计原理看，则测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”).
由于A1的内阻已知，因此该实验不存在系统误差，因此测量值与真实值相等.
3.(2020·陕西汉中市高三期末)LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为500 Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同.实验室提供的器材有：A.电流表A1(量程为0～5 mA，内阻RA1约为3 Ω)B.电流表A2(量程为0～4 mA，内阻RA2＝10 Ω)C.电压表V(量程为0～10 V，内阻RV＝1 000 Ω)D.定值电阻R1＝590 Ω
E.定值电阻R2＝990 ΩF.滑动变阻器R (最大阻值为20 Ω)G.蓄电池E (电动势为4 V，内阻很小)H.开关S一只，导线若干
(1)如图6甲所示，请选择合适的器材，电表1为_____，电表2为_____，定值电阻为_____ .( 填写器材前的字母序号)
要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压，故电表2选用B；
(2)请将图乙中的实物连线补充完整.
解析　因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法.实物连线如图所示：
(3)请写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式：Rx＝___________(电表1的读数用a表示，电表2的读数用b表示，其余电学量用题中所对应的电学符号表示)
解析　根据欧姆定律知，灯泡两端的电压ULED＝b(R2＋RA2)，通过灯泡的电流ILED＝a－b，
4.(2020·黑龙江实验中学测试)灵敏电流计G的量程为500 μA、内阻未知，某小组要将该电流计的量程扩大至5 mA，有下列器材可选：A.干电池一节B.电压表V(量程1.5 V，内阻几千欧)C.滑动变阻器R1(0～100 Ω)D.电阻箱R2(0～999.9 Ω)E.开关、导线若干
某同学设计了如下实验：(1)用如图7所示电路测量电流计和电压表的内阻.①将R1滑片滑到最左端，断开S2，闭合S1，调节R1，使电流计满偏，此时电压表V的示数为1.0 V；②将R2调至最大，闭合S2，调节R1、R2，当电压表示数为1.2 V时，电流计的示数为300 μA，R2的阻值为180 Ω.由以上数据可得电压表的内阻RV＝________ Ω，电流计的内阻Rg＝______ Ω.
解析　第一步为电压表和电流计串联的电路，由欧姆定律有U1＝IgRV
第二步为Rg与R2并联再与RV串联，
代入数据解得Rg＝180 Ω
(2)用灵敏电流计和电阻箱改装电流表，请在方框中画出改装电路图，此时电阻箱的阻值应调为______ Ω.
解析　电流计改装成电流表需要利用并联电阻分流，电路图如图所示：
由并联电路的电压关系得(I－Ig)R2′＝IgRg解得R2′＝20 Ω，即电阻箱的阻值应调为20 Ω.
高考题型3　电源电动势与内阻的测量
1.电源电动势和内阻的测量方法
2.对实验的两点说明(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I.(2)利用图像求解电动势和内阻是常用的方法，对于不同的电路设计，一般采用化曲为直的方法，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图像中的斜率与截距求解.
例3　(2020·山东卷·14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究.实验室提供的器材有：干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)；电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；定值电阻R1(阻值2 Ω)；定值电阻R2(阻值5 Ω)；开关一个，导线若干.
(1)该小组按照图8甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________.(单选，填正确答案标号) A.电压表分流B.干电池内阻较小C.滑动变阻器最大阻值较小D.电流表内阻较小
解析　电压表示数的变化范围小，原因是外电阻的阻值远大于电源内阻，选项B正确.
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示.
请根据实验数据，回答以下问题：①图9中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像.
解析　根据数据描点并连成一条直线，如图(a)所示.
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为____(填“R1”或“R2”).
由于2 Ω