【物理】2019届一轮复习人教版　电学实验(一)学案

【物理】2019届一轮复习人教版　电学实验(一)学案

第14讲　电学实验(一)‎ 考试内容及要求 知识内容 学考要求 ‎2015.10考题 ‎2016.4考题 ‎2016.10考题 ‎2017.4考题 ‎2017.11考题 ‎2018.4考题 ‎2018.6考题 测绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎√‎ ‎18‎ ‎18‎ 探究导体电阻与其影响因素 ‎(包括材料)的 关系 ‎√‎ ‎18‎ 一、测绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎1．实验目的 ‎(1)掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式．‎ ‎(2)掌握伏安特性曲线的描绘方法．‎ ‎(3)理解小灯泡的伏安特性曲线为什么是曲线．‎ ‎2．实验原理 ‎(1)实验原理图(如图1所示)‎ 图1‎ ‎(2)用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测得多组(U、I)值，在I－U坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来，分析小灯泡的伏安特性．‎ ‎(3)电流表外接：因为小灯泡的电阻很小，如果电流表内接，误差较大．‎ ‎(4)滑动变阻器分压式接法：由于电压要从0开始变化，应采用分压式接法．‎ ‎3．实验器材 小灯泡“2.5 V,0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．‎ ‎4．数据处理 ‎(1)在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．‎ ‎(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点．‎ ‎(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线．‎ ‎5．误差分析 ‎(1)电流表外接，由于电压表的分流，使电流表示数偏大．‎ ‎(2)测量时读数带来误差，读数时视线要与刻度盘垂直．‎ ‎(3)在坐标纸上描点、作图带来误差．不要画成折线，应用平滑曲线拟合各点，误差较大的点应大胆舍去．‎ 例1　(2017·余杭、萧山、新登、昌化四校第二学期期中)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材及代号如下：‎ A．小灯泡L(3 V,5 Ω)‎ B．滑动变阻器R(0～10 Ω，额定电流1.5 A)‎ C．电压表V1(量程：0～3 V，内阻为5 kΩ)‎ D．电压表V2(量程：0～15 V，内阻为10 kΩ)‎ E．电流表A1(量程：0～0.6 A，内阻为0.5 Ω)‎ F．电流表A2(量程：0～3 A，内阻为0.1 Ω)‎ G．铅蓄电池、开关各一个，导线若干．‎ 实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压．‎ ‎(1)为了减小误差，实验中应选电压表________，电流表________．(填器材前的字母)‎ ‎(2)该同学按图2所示连接，两电表都有示数，但电压表示数无法调节到零，检查后发现有一处未连接正确，请在图上补上缺少的一条导线．‎ 图2‎ ‎(3)某同学实验后作出的I－U图象如图3所示，请分析该图象形成的原因是________________________________________________________________________．‎ 图3‎ 答案　(1)C　E　(2)电路图如图所示 ‎(3)随着电压、电流的增大，小灯泡灯丝温度升高，灯丝电阻率(或电阻)增大 解析　(1)小灯泡的额定电压为3 V，故电压表应选C；小灯泡的额定电流I＝＝＝0.6 A，电流表应选E.(2)由于要求小灯泡两端电压可连续地从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压式接法，将滑动变阻器的左下接线柱与电源负极相连．‎ ‎(3)随着电压、电流的增大，小灯泡灯丝温度升高，灯丝电阻率(或电阻)增大．‎ 例2　描绘一个标有“6 V,3 W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：‎ A．9 V学生电源一个；‎ B．量程为0～3 V的电压表，内阻约为3 kΩ；‎ C．量程为0～10 V的电压表，内阻约为15 kΩ；‎ D．量程为0～0.6 A的电流表，内阻约为0.5 Ω；‎ E．量程为0～3 A的电流表，内阻约为0.1 Ω；‎ F．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω，允许通过的最大电流为3.0 A)；‎ G．滑动变阻器(阻值范围0～500 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A)；‎ H．开关一个，导线若干．‎ ‎(1)为减小实验误差，方便调节，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光．请在下列给定的四个电路图和上述所给的器材中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是________，电压表应选________；电流表应选________；滑动变阻器应选________．‎ ‎(2)根据实验测定的数据，以电压U为横坐标，电流I为纵坐标画出图线，在图中给出的四个I－U图线中，最能反映实际情况的是________．‎ 答案　(1)C　C　D　F　(2)C 解析　(1)由于实验要求电流从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法；由于灯泡电阻较小，电流表应用外接法，所以应选取C图中的电路；根据小灯泡的额定电压为6 V可知电压表应选择C；小灯泡的额定电流为I＝＝0.5 A，所以电流表应选择D；滑动变阻器采用分压式接法时，其阻值越小调节越方便，所以滑动变阻器应选择F；‎ ‎(2)I－U图象上的点与原点连线的斜率的倒数等于灯丝的电阻，由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以图线上的点与原点连线的斜率应逐渐减小，所以最能反映实验情况的是C.‎ 二、探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 ‎1．实验目的 ‎(1)探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系．‎ ‎(2)掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法．‎ ‎(3)会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率．‎ ‎2．实验原理：把金属丝接入如图4所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测通过金属丝的电流，根据Rx＝计算金属丝的电阻Rx，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l，用游标卡尺测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx＝ρ，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝＝.‎ 图4‎ ‎3．实验器材 被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，‎ 导线若干，游标卡尺，毫米刻度尺．‎ ‎4．数据处理 ‎(1)在求Rx的平均值时可用两种方法 ‎①第一种是用Rx＝算出各次的数值，再取平均值．‎ ‎②第二种是用U－I图线的斜率求出．‎ ‎(2)计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝Rx＝.‎ ‎5．注意事项 ‎(1)为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量被测金属丝的长度，应该在连入电路之后并且在拉直的情况下进行．‎ ‎(2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故采用电流表外接法．‎ ‎(3)开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大．‎ ‎(4)电流不宜太大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免被测金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大．‎ ‎6．误差分析 ‎(1)被测金属丝直径、长度的测量带来误差．‎ ‎(2)测量电路中电流表及电压表对电阻的测量有影响，因为电流表外接，所以R测1 V后，小灯泡电阻R随温度T的升高而________(选填“增大”或“减小”)．‎ 图3‎ 答案　(1)D　(2)10　增大 ‎5．(2017·余姚市期中)用如图4甲所示的电路图研究额定电压为2.4 V的灯泡L的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值．‎ 图4‎ ‎(1)在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动触头应该置于________端．(选填“a”或“b”)‎ ‎(2)按电路图甲测出的灯泡电阻值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)．根据所得到的的图象(如图乙所示)，它在额定电压下实际功率P＝________ W，I－U图象是一条曲线而不是直线的原因是____________________________________________________________．‎ 答案　(1)a　(2)偏小　1.2　灯泡的电阻随温度升高而增大 解析　(1)闭合开关前，应将滑动触头置于输出电压最小的a端；‎ ‎(2)根据欧姆定律，电阻测量值为R测＝，若考虑电压表内阻的影响，待测电阻的真实值为 R真＝，比较可知R测

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