【物理】2019届二轮复习电学实验学案(浙江专用)

【物理】2019届二轮复习电学实验学案(浙江专用)

第24讲　电学实验 ‎[考试要求和考情分析]‎ 实验名称 历次选考统计 ‎2016/04‎ ‎2016/10‎ ‎2017/04‎ ‎2017/11‎ ‎2018/04‎ ‎2018/11‎ ‎1.测绘小灯泡的伏安特性曲线 T18‎ T18‎ T18(3)‎ T18‎ ‎2.探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 T18‎ ‎3.测定电池的电动势和内阻 T18‎ ‎4.练习使用多用电表 T18(1)(2)‎ ‎　电学基本仪器的使用 ‎[要点总结]‎ ‎1．仪器使用必备 仪器 极性 量程选择 读数 电流表 电流由电表的正接线柱流入，负接线柱流出 使指针指示比满偏刻度多的位置 若最小分度为1、0.1、0.01等，需要估读到最小分度的下一位；如果最小分度不是1、0.1、0.01等的只需要读到最小分度位即可 电压表 欧姆表 黑表笔接内部电源正极 使指针尽量指在表盘的中间位置左右 读数并乘以相应挡位的倍率 ‎2.多用电表的使用“三注意”‎ ‎(1)电流的流向 由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。‎ ‎(2)要区分开“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)选倍率 若出现指针偏转角太小(即指针所指的刻度值过大)，应换用大倍率挡，反之要换用小倍率挡，且换挡后必须进行欧姆调零。‎ ‎[典例分析]‎ ‎【例1】 (2018·浙江嘉兴第一中学高二期末)某兴趣小组对市场中电线进行调查， ‎ ‎(1)如图1所示，采用绕线法测得该电线直径为________ mm。‎ ‎(2)取长度为100 m的电线，欲测其电阻：‎ ‎①先用多用电表进行粗略测量，将多用表选择开关置于“×10”挡并调零后，两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图2所示。为了使测量值更准确，“选择开关”应置于________(填“×1”、“×100”或“×1 k”)，并两表笔短接，调节图3中________(“A”或“B”) 重新调零后进行测量。‎ ‎②再用伏安法测量其电阻，并设计图4电路，则电压表的另一端应接________(填“a”或“b”)，测量得电压表示数为4.50 V，而电流表读数如图5所示，则所测的电阻为________ Ω。‎ 解析　(1)由图可知，10匝线圈的直径的总长度为12.5 mm，则导线的直径为 mm＝1.25 mm。‎ ‎(2) ①欧姆表偏转角度过大，说明待测电阻的阻值较小，应用小倍率挡；换挡后，需要重新进行欧姆调零，方法是将两表笔短接，调节图3中的B旋钮，使指针指到满刻度。‎ ‎②因待测电阻的阻值较小，故应采用电流表外接法，故电压表的另一端应接a；‎ 电流表量程为3 A，则最小分度为0.1 A，则读数为2.50 A，则电阻R＝ Ω＝1.80 Ω。‎ 答案　(1)1.25　(2)①×1　B　②a　1.80‎ ‎[精典题组]‎ ‎1．(2018·余杭模拟)在“练习使用多用电表”实验中，请回答下列问题：‎ ‎(1)甲同学先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220 V　100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，为了减小测量误差，下列选项中合理的操作顺序为________(填写选项前的字母)。‎ A．将选择开关旋转到“×1 k”的位置 B．将选择开关旋转到“×10”的位置 C．用两表笔与白炽灯连接好并读数 D．将两表笔短接，进行欧姆调零 ‎(2)甲同学按正确的实验操作，指针停在如图6甲所示的位置，则此白炽灯电阻的测量值为________ Ω。‎ ‎(3)乙同学发现该多用电表“直流50 V”挡损坏了，但“直流10 V”挡能正常使用。打开电表外壳发现电路板上的电阻R2被烧坏了，如图乙所示。若表头A的满偏电流为1 mA，则应用________ kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡。‎ 图6‎ 解析　(1) 先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220 V　100 W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，说明白炽灯的电阻很小，为了减小测量误差，将选择开关旋转到“×10”的位置，将两表笔短接，重新进行欧姆调零，用两表笔与白炽灯连接好并读数，故合理的操作顺序为BDC。‎ ‎(2)选择开关处在“×10”挡，由图所示可知，电阻测量值为12×10 Ω＝120 Ω。‎ ‎(3)电阻R2两端电压为40 V，电阻R2阻值为R2＝＝＝4×104 Ω＝40 kΩ，则应用40 kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50 V”挡。‎ 答案　(1)BDC　(2)120　(3)40‎ ‎2．(2018·浙江桐乡高二周练)某同学利用如图7所示的多用电表测量一个定值电阻的阻值，图中S、T为可调节的部件。该同学的部分操作步骤如下：‎ ‎①将选择开关调到电阻挡的“×10”位置。‎ ‎②将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，把两笔尖相互接触，调节________(选填“S”或“T”)，使电表指针指向电阻挡的________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。‎ ‎③将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触，发现多用电表的示数如图8所示，为了较准确地进行测量，应将选择开关调到电阻挡的________(选填“×1”或“×100”)位置。然后________(选填“需要”或“不需要”)重复步骤②。‎ ‎④在使用多用表测量电阻时，若双手捏住红、黑表笔金属部分，则测量结果将________。(选填“偏大”或“偏小”)‎ 图7　　　　　　　　　　图8‎ 解析　②将选择开关调到电阻挡的“×10”位置后，要进行欧姆调零，将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，把两笔尖相互接触，调节T，使电表指针指向电阻挡的“0刻线”。‎ ‎③根据图可知，被测量电阻较大，所以要调大倍率，应将选择开关调到电阻挡的“×100”挡，然后再进行欧姆调零，即需要重复步骤②。‎ ‎④用双手握住电表两端，即手和电阻是并联的，故测量值将偏小。‎ 答案　②T　0刻线　③×100挡　需要　④偏小 ‎　电阻的测量及描绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎[要点总结]‎ 电流表内接法与外接法的比较 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差原因 由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大 由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大 测量结果 R测＝＝RA＋Rx>Rx 电阻的测量值大于真实值 R测＝＝Rx＝＝20，电流表应采用外接法，因电源电动势3 V，故电压表选3‎ ‎ V挡，实物电路图如图所示。‎ 答案　(1)①甲图中选择开关应置于×10挡，且欧姆挡重新调零　②乙图中两只手不能同时接触表笔　③读数后应将选择开关置于“OFF”挡或交流500 V挡，才能实验完毕　(2)见解析 ‎4．(2018·临海选考模拟)多用电表是常用的电学仪器，回答下列问题：‎ ‎(1)图4是使用多用电表时表笔部分的情况，其中正确的是________。‎ 图4‎ ‎(2)由于欧姆表自带电源，可将某挡位下的欧姆表等效为一直流电源，小陈设计了如下实验测定等效电源的电动势和内阻。使用的实验器材的规格如下：‎ 多用电表(欧姆调零后，挡位调至“×1”挡，中值刻度为15)；‎ 电流表A(内阻不可忽略)；‎ 电压表V(内阻非常大)；‎ 滑动变阻器R1(5 Ω)；‎ 滑动变阻器R2(100 Ω)；‎ 开关S；导线若干。‎ 甲 ‎①图5甲是小陈同学用以上实验器材设计的电路图，则他所选用的滑动变阻器应为________。(填“R1”或“R2”)‎ ‎②乙、丙图是小陈测得的一组实验数据，其中电流表读数为________A，电压表读数为________V。‎ ‎③丁图是小陈把测得的8组数据描在U－I坐标系中的情况，根据该图可求出该挡位下欧姆表的等效电动势为________ V，等效内阻为________ Ω。(保留三位有效数字)‎ 图5‎ 解析　(1)多用电表测电阻，应将待测电阻与被测电路断开，手不能与待测电阻接触，而且测二极管的正向电阻时，电流从黑表笔流出，操作B正确。‎ ‎(2)该等效电源的内阻大约为15 Ω，滑动变阻器应该选择R2，电流表读数为0.13 A，电压表读数为1.00 V，根据丁图作线可知，电动势为2.98 V，内阻为15.3 Ω。‎ 答案　(1)B　(2)①R2　②0.13　1.00　③2.96～3.00　15.3(14.8～15.6) ‎ ‎5．(2018·浙江温州高二六校协作体期中联考)小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R0。‎ ‎(1)图6所示是小明操作时实物连线图，那么连接有误的导线是________。‎ 图6　　　　　　　图7‎ A．① B．②‎ C．③ D．④‎ ‎(2)正确连线后，保护电阻R0应选用________(填“A”或“B”)。‎ A．定值电阻(阻值10.0 Ω，额定电流1 A)‎ B．定值电阻(阻值2.0 Ω，额定电流0.5 A)‎ ‎(3)正确连线后，根据实验测得5组数据，请你在图7所示的方格纸上画出U－I图线后根据图象，则电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________Ω。(均保留两位小数)‎ 解析　(1)为了保护电路，导线2应接在开关的右边，当开关断开时，电压表的示数为零，选项B正确。‎ ‎(2)一节电池电动势一般约为1.5 V，内阻较小，为使滑动变阻器滑动时电压表示数为明显变化，应使R0＋R与电源内阻r尽可能接近，因此选择B比较合理。‎ ‎(3)图象如图所示。保护电阻可以看作电源内阻一部分，有E＝I(R0＋r)＋U，‎ 所以通过图象可知E＝1.43 V，r＋R0＝ Ω ，所以r＝0.40 Ω。‎ 答案　(1)B　(2)B　(3)1.43～1.49　0.30～0.50‎ ‎6．(2018·浙江宁波适应性考试)老师布置了一个任务，需要测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻。‎ ‎(1)某同学先将多用电表的选择开关打到如图8甲所示的位置直接测电池板的两极电压，结果如图乙，电动势的粗测值为________ V。‎ 图8‎ ‎(2)接下来该同学用如图9的电路来完成电动势和内阻的测量，图中还缺少一条连线，请你用笔直接画在实物图上。‎ 图9‎ ‎(3)电路完整后，同学开始实验，得到了如下的两组数据：第一组，如图10；第二组，如图11。‎ 图11‎ 第二组图中伏特表的读数为________ V，请判断，从第一组到第二组，滑线变阻器接入电路的阻值________(填“不变”“变大”或“变小”)。‎ 解析　(1)由于多用电表的选择开关打到“50”，由图乙可知，读数为11.5 V。‎ ‎(2)根据实验原理可知，电压表测路端电压，所以应从电压表的15 V接到电源的正极。‎ ‎(3)由于电压表接入电路的量程为15 V，所以电压表每一小格表示0.5 V，所以读数为11.6 V；‎ 从第一组到第二组，电流表中的电流在变小，电压表的示数在变大，说明滑动变阻器接入电路中的电阻变大。‎ 答案　(1)11.5　(2)如图所示。‎ ‎(3)11.6～11.9　变大 ‎7．(2018·浙江温州高三适应性考试)小强同学在做电学实验时：‎ 图12‎ ‎(1)他将电压表直接与干电池的正、负极相连，如图12甲所示，这样能粗略测出干电池的________。‎ A．内阻 B．电动势 C．容量 ‎(2)为了测定一节干电池的电动势和内阻，他将各仪器连成如图乙所示的电路。在闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片置于最________端(选填“左”或“右”)。闭合开关进行实验，利用测得的数据所描出的点如图丙所示，则该电池的电动势E＝________ V(保留3位有效数字)；内阻r＝________ Ω(保留2位有效数字)。‎ ‎(3)将特征曲线如图丙中曲线a所示的小灯泡接在该电池两端，此时小灯泡工作的电功率为________ W(保留2位有效数字)。‎ 解析　(1)设电源内阻为r，电压表内阻为R，电压表直接与干电池的正、负极相接时，电压表与电源串联，电流相等，则电压之比等于电阻之比，即U＝E，因为R远大于r，则≈1，有U≈E，所以能测出的物理量是电动势，选项B正确。‎ ‎(2)从图中可知滑动变阻器连接的是右端的一上一下，故为了保证电路安全，在闭合开关前应使得滑动变阻器处于最大阻值处，即最左端；作出电源的U－I图象，图象的纵截距表示电源电动势，故E＝1.48 V；图象的斜率表示电源内阻，故 r＝ Ω＝0.79 Ω。‎ ‎(3)图象的交点即为小灯泡的工作电压以及通过的电流，从图中可知U＝1.12 V，‎ I＝0.48 A，故小灯泡的电功率为P＝UI＝1.12×0.48 W＝0.54 W。‎ 答案　(1)B　(2)左　1.45～1.48　0.70～0.75‎ ‎(3)0.51～0.55‎