江苏省黄埭中学高三物理一轮学案65 电学实验2 伏安法测电阻

江苏省黄埭中学高三物理一轮学案65 电学实验2 伏安法测电阻

电学实验2 ‎ ‎【学习目的】在高考实验题中，仪器的选择是一种重要题型，通过合理选择实验仪器能够考查学生的实验能力．仪器选择的基本原则是：安全可行、精确合理、操作方便．选择仪表时，要先对电路中的最大值和最小值进行估算，使最大值与仪表量程接近，最小值在仪表量程的25%左右，若实验中要测量物理量的多个值，则两值之间必须存在明显的差别，否则误差会大．在给定电源的仪器选择中，一般先根据电动势的大小选择电压表，然后根据欧姆定律选择电流表，对于滑动变阻器，若实验使用分压电路，在满足额定电流情况下，选择阻值较小的；若使用限流电路，应选择和测量电路电阻阻值差不多的变阻器．‎ ‎【新课教学】1、会根据实验要求选择滑动变阻器的接法：限流接法还是分压接法 ‎2、会选择合适的器材 ‎3、会选择电流表的接法，内接还是外接 ‎4、会进行改装（电表的改装）、等效（电阻箱电流已知时可等效为电压表，电压已知的情况下课以等效为电流表）‎ ‎5、会设计电路图并能画出电路图 ‎【新课教学】【例1】在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属丝的电阻约为5 Ω.用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝直径d，用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．‎ ‎(1).本实验中滑动变阻器连接方式为 （填“限流接法”或“分压接法”）‎ ‎(2)实验室备有两节干电池、电键、导线若干及下列器材：‎ A．电压表V(0～3 V，内阻约为10 kΩ) B. 电流表A1(0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)‎ C. 电流表A2(0～3 A，内阻约为0.1 Ω) D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，1 A)‎ E. 滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，0.2 A)‎ a. 某同学进行电阻测量时，为提高测量的精度，电流表应选__ __，滑动变阻器应选________．(填器材前对应的序号)，电流表应该采用 （填“内接法”或“外接法”），画出本实验的电路图 b. 该同学实验时实物接线如图2所示，请指出接线中的两处错误：‎ 错误1：________　错误2：________(用接线序号表示)‎ ‎【例2】在“描绘标有‘9 V,5 W’小灯泡伏安特性曲线”的实验中，要求测量从0 V到9.0 V的电压下通过小灯泡的电流，实验室提供了下列器材 A. 电流表A1(量程100 mA，内阻约1 Ω)　　B. 电流表A2(量程0.6 A，内阻约0.3 Ω)‎ C. 电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 kΩ) D. 电压表V2(量程15.0 V，内阻约10 kΩ)‎ E. 滑动变阻器R1(最大阻值为50 Ω) F. 滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω)‎ G. 电源E(电动势15 V，内阻忽略) H. 电键、导线若干 ‎(1) 为了提高测量准确度和有效性，本实验中滑动变阻器连接方式为 （填“限流接法”或“分压接法”），应选择的器材为(只需填写器材前面的字母即可)电流表________；电压表________；滑动变阻器________．电流表应该采用 （填“内接法”或“外接法”）‎ ‎(2) 下列给出的测量电路中，最合理的是________．‎ ‎【例3】某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线，实验室提供下列器材：‎ A. 电压表V(量程为0～5 V，内阻约5 kΩ)‎ B. 电流表A1(量程为0～25 mA，内阻约0.2 Ω)‎ C. 电流表A2(量程为0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)‎ D. 滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流1.5 A)；‎ E. 滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，额定电流0.5 A)‎ F. 定值电阻R0(R0＝1 000 Ω)‎ G. 直流电源(电动势6 V，内阻忽略不计)‎ H. 电键一个、导线若干 ‎(1)该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路，得到热敏电阻电压和电流的7组数据(如下表)，请你作出热敏电阻的伏安特性曲线．‎ 电压 U(V)‎ ‎0.0‎ ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎2.4‎ ‎3.0‎ ‎3.6‎ ‎4.0‎ 电流 I(mA)‎ ‎0.0‎ ‎1.6‎ ‎5.8‎ ‎8.0‎ ‎11.8‎ ‎16.0‎ ‎20.0‎ ‎(2)由此曲线可知，该热敏电阻的阻值随电压的增大而________(选填“增大”或“减小”)．该同学选择的电流表是________(选填“B”或“C”)，选择的滑动变阻器是________(选填“D”或“E”)．‎ ‎(3)请在方框中画出该同学完成此实验的电路图(热敏电阻符号为)．‎ ‎【例4】某同学为了较精确地测量一节干电池的电动势和内电阻，在实验室准备了下列器材：‎ A. 待测干电池E一节 B. 电流表G(满偏电流3.0 mA，内阻为100 Ω)‎ C. 电流表A(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω) D. 滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为2 A)‎ E. 滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流为1 A) F. 定值电阻R0(阻值为900 Ω)‎ G. 开关一个，导线若干 该同学设计了如图甲所示的电路图．‎ ‎(1) 为了能比较精确地进行测量，同时还要考虑操作的方便，实验中滑动变阻器应选________(填写序号字母)．‎ ‎(2) 根据电路图，该同学将实物连接起来，组成了图乙所示的完整电路，但有两根导线连接错误，请你帮助该同学改正(在连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接)．‎ ‎(3) 如图丙所示，是该同学根据正确的实验操作得到两电流表的多组示数而作出的图线．由图可知，被测干电池的电动势为________V，内电阻为________Ω.(保留3位有效数字)‎ ‎【课堂作业】1、检测一个标值为5 Ω的滑动变阻器，可供使用的器材如下：‎ A．待测滑动变阻器Rx：全电阻约5 Ω(电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数)‎ B．电流表A1：量程‎0.6 A，内阻约0.6 Ω C．电流表A2：量程‎3 A，内阻约0.12 Ω D．电压表V1：量程15 V，内阻约15 kΩ E．电压表V2：量程3 V，内阻约3 kΩ F．滑动变阻器R：全电阻约20 Ω G．直流电源E：电动势3 V，内阻不计 H．游标卡尺 I．毫米刻度尺 J．开关S、导线若干 ‎(1)用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表为______(填“A‎1”‎或“A‎2”‎)，所选电压表为______(填“V‎1”‎或“V‎2”‎)；‎ ‎(2)画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将图中实物连接成测量电路；‎ ‎(3)为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤， ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 并给出直径的表达式____________．和总长度的表达式____________．‎ ‎2、在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，提供的实验器材有：‎ A. 小灯泡(额定电压为12 V，额定电流约0.5 A) B. 直流电流表A(0～0.6 A，内阻约0.8 Ω)‎ C. 直流电压表V1(0～3V，内阻约5 kΩ) D. 直流电压表V2(0～15 V，内阻约15 kΩ)‎ E. 滑动变阻器R1(0～5 Ω，2 A) F. 滑动变阻器R2(0～20 Ω，2 A)‎ G. 电源(12 V，内阻不计) H. 开关S及导线若干 某同学设计了实验测量电路，通过改变变阻器的滑片位置，使电表读数从零开始变化，记录多组电压表的读数U和电流表的读数I.‎ ‎(1) 本实验中滑动变阻器连接方式为 （填“限流接法”或“分压接法”）实验中电压表应选用_______(填“V1”或“V2”)，滑动变阻器应选用_______(填“R1”或“R2”)．电流表应该采用 （填“内接法”或“外接法”）‎ ‎(2)在图甲虚线框内画出实验电路图．‎ ‎(3)该同学在实验中测出8组对应的数据(见下表)：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ I/A ‎0‎ ‎0.12‎ ‎0.22‎ ‎0.30‎ ‎0.38‎ ‎0.45‎ ‎0.47‎ ‎0.50‎ U/V ‎0‎ ‎1.2‎ ‎2.4‎ ‎3.6‎ ‎6.0‎ ‎8.4‎ ‎9.6‎ ‎12.0‎ 请在图乙坐标中，描点作出UI图线．由图象可知，灯泡的功率增大时，其电阻________(填 ‎“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎3、为了测定一节新干电池的电动势和内阻(约为0.3 Ω)，配备的器材有：‎ A. 电流表A(量程为0.6 A) B. 电压表V(量程为1 V，内阻为1.2 kΩ)‎ C. 滑动变阻器R1(0～10 Ω，1 A) D. 电阻箱R2(0～9 999.9 Ω)‎ E. 定值电阻R0＝2.5 Ω 某实验小组设计了如图乙所示的电路．‎ ‎① 实验中将电压表量程扩大为2 V，电阻箱R2的取值应为________kΩ；电路中串联电阻R0的目的除了对电路起保护作用外，还起______________作用．‎ ‎② 利用上述实验电路进行实验，测出多组改装后的电压表读数UV与对应的电流表读数IA，作出UVIA的图象如图丙所示．由图象可知，电源的电动势E＝________V，‎ 内阻r＝________Ω.‎ ‎4、(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图14(a)所示，读数为________mm.‎ ‎(2)在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图14(b)所示，读数为________cm.‎ ‎(a)　　 (b)‎