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2022-2023年高考物理二轮复习 电学实验课件
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这是一份2022-2023年高考物理二轮复习 电学实验课件，共32页。PPT课件主要包含了UIR，●电表的选择，总原则安全精确，电压表的选择，电流表的选择，两种理想电表，对测量无影响，电流表的外接法，电流表的内接法，●测量电路的选择等内容，欢迎下载使用。
电学实验是高考中必考实验，大多数是以第二个实验题呈现出来，分值较高，难度较大，需要思考及注意的地方较多，若有一处思考错误，有可能会把整个实验处理错，所以处理电学实验题时，需要全盘考虑，避开易出错的地方，利用欧姆定律把表达式写出来，必要的时候对表达式进行变形，化成题目所给的对应形式。
【电学实验在高考中的地位】
【处理电学实验的思路】
1、部分电路的欧姆定律：2、闭合电路的欧姆定律：
E=IR+Ir=U外+U内
【电学实验需要考虑的地方】
● 电表的选择● 电表的内阻对测量的影响● 测量电路的选择● 控制电路的选择● 滑动变阻器的选择● 滑片开始置于的地方
● 电路图的实物图连线● 电表的改装● 电表的读数● 红黑表笔的连接● 欧姆表内阻的处理● 定值电阻的作用
安全：通过电表的电流（或电压）不超过其量程
精确：指针有较大的偏转，一般至少要偏转量程的1/3
看所给电源电动势，选量程比电源电动势稍大的电压表
看所给元件的额定电压，选量程比额定电压稍大的电压表
看所给元件的额定电流，选量程比额定电流稍大的电流表
计算电路中的最大电流，所选电流表的量程比最大电流稍大
说明：有些题目所给电压表的量程会比电源电动势小一些，此时该表仍然可选用，因为电压的大小可以用控制电路控制，实验操作时，改变电压表的读数使注意不要超过其量程即可。
【注意】若知道电表的内阻，则 电流表可以当电压表使用（U=IRA）； 电压表也可以当电流表使用（I=U/RV）
当然在某些题目中，既知道电表的内阻，又给出了知道具体阻值的定值电阻，虽然电表的量程满足不了测量的要求，但我们可以通过对电表进行改装，变成满足要求的大量程的电表，这样就可以进行测量了，但要注意此时电表的读数一定要按改装的倍率进行扩大。
【例1】现有一个约为10kΩ的电阻，我们需要更准确地测量它的阻值，实验室中可选的器材有：A.电压表V1（量程0～3V，内阻约为1kΩ）B.电压表V2（量程0～15V，内阻约为5kΩ）C.电流表A1（量程0～2.5mA，内阻约为150Ω）D.电流表A2（量程0～500μA，内阻约为500Ω）E.滑动变阻器R1（阻值0～200Ω）F.滑动变阻器R2（阻值0～10kΩ)G.电源（电动势4V，内阻很小）H.开关和导线若干为了使测量的数据尽可能多和准确电压表选用 A ；电流表选用 D ； 解析:电压表：由于电源电动势4V，所以应该选用与电源电动势相近的电压表，则选择A电流表的选择同上
变式：现有一个约为10kΩ的电阻，我们需要更准确地测量它的阻值，实验室中可选的器材有：A.电压表V1（量程0～3V，内阻约为1kΩ）B.电压表V2（量程0～15V，内阻约为5kΩ）C.电流表A1（量程0～600μA，内阻为600Ω）D.电流表A2（量程0～500μA，内阻约为500Ω）E.滑动变阻器R1（阻值0～200Ω）F.滑动变阻器R2（阻值0～10kΩ)G.电源（电动势4V，内阻很小）H.开关和导线若干为了使测量的数据尽可能多和准确电压表选用 A ；电流表选用 D ；
● 电表的内阻对测量的影响
理想电压表：内阻无穷大，可视为断路
理想电流表：内阻为零，可视为导线
实际的电表都有一定的电阻，故必须考虑对测量电路的影响
电流表有内阻，应考虑电流表的分压作用
电压表有内阻，应考虑电压表的分流作用
思考：既然电表内阻对测量有影响，那么在实验时如何能降低这种影响呢？
电流表有分压作用，若分压作用大，就不能让其分压，电压表就不能测量电流表的电压
电流表应接在电压表两接线柱的外面
电压表有分流作用，若分流作用大，就不能让其分流，电流表就不能测量电压表的电流
电流表应接在电压表两接线柱的里面
内接法与外接法的选取原则
【例3】用电流表和电压表测量电阻R的阻值，如图所示，分别将（a）和（b）两种测量电路接入到电路中。按照（a）图时，电流表示数为4.60mA，电压表示数为2.50V；按照（b）图时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.30V。比较这两次结果，正确的是（ ）A. 电阻的真实值更接近543Ω，且大于543ΩB. 电阻的真实值更接近543Ω，且小于543ΩC. 电阻的真实值更接近460Ω，且大于460ΩD. 电阻的真实值更接近460Ω，且小于460Ω
【例4】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。回答下列问题：（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）。
● 控制电路的选择【滑动变阻器的分压接法和限流接法】
【说明】在以下3中情况下一定要用分压接法● 题目中要求电压或电流可以从零开始变化或者是要求电表的 调节范围大● 滑动变阻器的总阻值小于被测电阻的阻值● 若采用限流接法，根据题目中所提供的实验器材计算该电路 中的最小电流（此时滑动变阻器全部接入电路）比电表的量 程或部分器材的额定电流还大，只能采用分压接法。
【简记口诀】零起（范围大）、滑小、烧表必分压
【例5】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）在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。
电压表为理想电表，不考虑其分流作用，故选用外接法
滑动变阻器的最大阻值小于热敏电阻的阻值，故选用分压接法
● 电路图的实物图连线
实物图连线问题，主要是按照电路图中电流流向方向画，依次将实物连接起来。连线中需要注意的地方：① 所有连线不允许相交② 连电表的线时，需要注意接线柱的正负极和电表的量程（量程选对， 电流从“﹢”接线柱进，从“一”接线柱出）③ 遇到电压表时，可先把电压表拿掉，最后再把电压表并在测量部分 的两端④ 滑动变阻器两种接法的处理 限流接法：一定值端，一滑动端（一上一下） 分压接法：两定值端，一滑动端（一上两下）
● 滑片P开始置于的地方
1、若是限流接法，应使滑片P置于阻值最大处，目的是保护电路
2、若是分压接法，应使滑片P置于使测量电路处于短路状态
在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_____（填“a”或“b”）端
为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的____端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。
1、限流接法中起保护电路的作用
2、与已知内阻的电表组合 ⟹ 扩大量程或改装电表
3、与未知内阻电表配合测电表内阻时
【例8】某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100，内阻900Ω）；电阻箱R1 （阻值范围0999.9Ω）；电阻箱R2 （阻值范围099 999.9Ω）；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。（2）电阻箱的阻值R1= ______Ω；R2=______Ω。（保留到个位）
1、欧姆表：由于欧姆表测量不准确，故欧姆表不需要估读， 但需要注意别忘了乘以所选的倍率
3、电阻箱：各个倍率的数字与倍率的乘积相加
精确度的尾数为“1”时，读数需要估读，即读到精确度的下一位
精确度的尾数为“2”或“5”时，读数时不需要估读，即读到精确度的本位即可
附：其它测量仪器的读数
1、刻度尺：一般精确度为1mm，需要估读到mm下一位
2、弹簧秤：精确度尾数为“1”，估读；尾数为“2”或“5”，不估读
4、螺旋测微器（千分尺）：精确度为0.01mm，需要估读（在动刻度估读）
读数=主尺读数（整mm数）+精确度×与主尺刻线对齐的游标尺刻线读数
读数=整毫米读数+半毫米读数+0.01mm×动刻度（估读）
红表笔：插入“+”插孔，电流从红表笔进入多用表
黑表笔：插入“一”插孔，电流从黑表笔流出多用表
欧姆表的内阻（R内）包括电源的内阻（r）、滑动变阻器接入电路的阻值(Rx），内部若有定值电阻，还包括定值电阻的阻值（R0）
注意：读R中时一定要乘以倍率
电学实验是高考中必考实验，大多数是以第二个实验题呈现出来，分值较高，难度较大，需要思考及注意的地方较多，若有一处思考错误，有可能会把整个实验处理错，所以处理电学实验题时，需要全盘考虑，避开易出错的地方，利用欧姆定律把表达式写出来，必要的时候对表达式进行变形，化成题目所给的对应形式。
【电学实验在高考中的地位】
【处理电学实验的思路】
1、部分电路的欧姆定律：2、闭合电路的欧姆定律：
E=IR+Ir=U外+U内
【电学实验需要考虑的地方】
● 电表的选择● 电表的内阻对测量的影响● 测量电路的选择● 控制电路的选择● 滑动变阻器的选择● 滑片开始置于的地方
● 电路图的实物图连线● 电表的改装● 电表的读数● 红黑表笔的连接● 欧姆表内阻的处理● 定值电阻的作用
安全：通过电表的电流（或电压）不超过其量程
精确：指针有较大的偏转，一般至少要偏转量程的1/3
看所给电源电动势，选量程比电源电动势稍大的电压表
看所给元件的额定电压，选量程比额定电压稍大的电压表
看所给元件的额定电流，选量程比额定电流稍大的电流表
计算电路中的最大电流，所选电流表的量程比最大电流稍大
说明：有些题目所给电压表的量程会比电源电动势小一些，此时该表仍然可选用，因为电压的大小可以用控制电路控制，实验操作时，改变电压表的读数使注意不要超过其量程即可。
【注意】若知道电表的内阻，则 电流表可以当电压表使用（U=IRA）； 电压表也可以当电流表使用（I=U/RV）
当然在某些题目中，既知道电表的内阻，又给出了知道具体阻值的定值电阻，虽然电表的量程满足不了测量的要求，但我们可以通过对电表进行改装，变成满足要求的大量程的电表，这样就可以进行测量了，但要注意此时电表的读数一定要按改装的倍率进行扩大。
【例1】现有一个约为10kΩ的电阻，我们需要更准确地测量它的阻值，实验室中可选的器材有：A.电压表V1（量程0～3V，内阻约为1kΩ）B.电压表V2（量程0～15V，内阻约为5kΩ）C.电流表A1（量程0～2.5mA，内阻约为150Ω）D.电流表A2（量程0～500μA，内阻约为500Ω）E.滑动变阻器R1（阻值0～200Ω）F.滑动变阻器R2（阻值0～10kΩ)G.电源（电动势4V，内阻很小）H.开关和导线若干为了使测量的数据尽可能多和准确电压表选用 A ；电流表选用 D ； 解析:电压表：由于电源电动势4V，所以应该选用与电源电动势相近的电压表，则选择A电流表的选择同上
变式：现有一个约为10kΩ的电阻，我们需要更准确地测量它的阻值，实验室中可选的器材有：A.电压表V1（量程0～3V，内阻约为1kΩ）B.电压表V2（量程0～15V，内阻约为5kΩ）C.电流表A1（量程0～600μA，内阻为600Ω）D.电流表A2（量程0～500μA，内阻约为500Ω）E.滑动变阻器R1（阻值0～200Ω）F.滑动变阻器R2（阻值0～10kΩ)G.电源（电动势4V，内阻很小）H.开关和导线若干为了使测量的数据尽可能多和准确电压表选用 A ；电流表选用 D ；
● 电表的内阻对测量的影响
理想电压表：内阻无穷大，可视为断路
理想电流表：内阻为零，可视为导线
实际的电表都有一定的电阻，故必须考虑对测量电路的影响
电流表有内阻，应考虑电流表的分压作用
电压表有内阻，应考虑电压表的分流作用
思考：既然电表内阻对测量有影响，那么在实验时如何能降低这种影响呢？
电流表有分压作用，若分压作用大，就不能让其分压，电压表就不能测量电流表的电压
电流表应接在电压表两接线柱的外面
电压表有分流作用，若分流作用大，就不能让其分流，电流表就不能测量电压表的电流
电流表应接在电压表两接线柱的里面
内接法与外接法的选取原则
【例3】用电流表和电压表测量电阻R的阻值，如图所示，分别将（a）和（b）两种测量电路接入到电路中。按照（a）图时，电流表示数为4.60mA，电压表示数为2.50V；按照（b）图时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.30V。比较这两次结果，正确的是（ ）A. 电阻的真实值更接近543Ω，且大于543ΩB. 电阻的真实值更接近543Ω，且小于543ΩC. 电阻的真实值更接近460Ω，且大于460ΩD. 电阻的真实值更接近460Ω，且小于460Ω
【例4】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。回答下列问题：（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）。
● 控制电路的选择【滑动变阻器的分压接法和限流接法】
【说明】在以下3中情况下一定要用分压接法● 题目中要求电压或电流可以从零开始变化或者是要求电表的 调节范围大● 滑动变阻器的总阻值小于被测电阻的阻值● 若采用限流接法，根据题目中所提供的实验器材计算该电路 中的最小电流（此时滑动变阻器全部接入电路）比电表的量 程或部分器材的额定电流还大，只能采用分压接法。
【简记口诀】零起（范围大）、滑小、烧表必分压
【例5】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）在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。
电压表为理想电表，不考虑其分流作用，故选用外接法
滑动变阻器的最大阻值小于热敏电阻的阻值，故选用分压接法
● 电路图的实物图连线
实物图连线问题，主要是按照电路图中电流流向方向画，依次将实物连接起来。连线中需要注意的地方：① 所有连线不允许相交② 连电表的线时，需要注意接线柱的正负极和电表的量程（量程选对， 电流从“﹢”接线柱进，从“一”接线柱出）③ 遇到电压表时，可先把电压表拿掉，最后再把电压表并在测量部分 的两端④ 滑动变阻器两种接法的处理 限流接法：一定值端，一滑动端（一上一下） 分压接法：两定值端，一滑动端（一上两下）
● 滑片P开始置于的地方
1、若是限流接法，应使滑片P置于阻值最大处，目的是保护电路
2、若是分压接法，应使滑片P置于使测量电路处于短路状态
在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_____（填“a”或“b”）端
为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的____端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。
1、限流接法中起保护电路的作用
2、与已知内阻的电表组合 ⟹ 扩大量程或改装电表
3、与未知内阻电表配合测电表内阻时
【例8】某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100，内阻900Ω）；电阻箱R1 （阻值范围0999.9Ω）；电阻箱R2 （阻值范围099 999.9Ω）；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。（2）电阻箱的阻值R1= ______Ω；R2=______Ω。（保留到个位）
1、欧姆表：由于欧姆表测量不准确，故欧姆表不需要估读， 但需要注意别忘了乘以所选的倍率
3、电阻箱：各个倍率的数字与倍率的乘积相加
精确度的尾数为“1”时，读数需要估读，即读到精确度的下一位
精确度的尾数为“2”或“5”时，读数时不需要估读，即读到精确度的本位即可
附：其它测量仪器的读数
1、刻度尺：一般精确度为1mm，需要估读到mm下一位
2、弹簧秤：精确度尾数为“1”，估读；尾数为“2”或“5”，不估读
4、螺旋测微器（千分尺）：精确度为0.01mm，需要估读（在动刻度估读）
读数=主尺读数（整mm数）+精确度×与主尺刻线对齐的游标尺刻线读数
读数=整毫米读数+半毫米读数+0.01mm×动刻度（估读）
红表笔：插入“+”插孔，电流从红表笔进入多用表
黑表笔：插入“一”插孔，电流从黑表笔流出多用表
欧姆表的内阻（R内）包括电源的内阻（r）、滑动变阻器接入电路的阻值(Rx），内部若有定值电阻，还包括定值电阻的阻值（R0）
注意：读R中时一定要乘以倍率
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