1、第16讲 电学实验 听课手册题型题型1 1 电学基本器材的使用与读数电学基本器材的使用与读数题型题型2 2 以测电阻为核心的电学实验以测电阻为核心的电学实验题型题型3 3 以测电源电动势为核心的电学实验以测电源电动势为核心的电学实验题型题型4 4 电学创新实验和交流电实验电学创新实验和交流电实验网络构建网络构建备用习题备用习题网网 络络 构构 建建【关键能力】【关键能力】掌握基础电学实验,电学实验大都是以闭合或部分电路欧姆定律等基本电学理论为核心,主要掌握电表改装、多用电表、各种方式测电阻值、伏安法测电动势和内阻等基于教材的实验.高考对电学基本实验的考查侧重于电路设计、数据处理、误差分析等,并
2、且向着拓展实验、创新实验的方向发展.新高考下的电学实验可能会涉及磁场、电磁感应等方面的知识,也会和传感器等知识相结合,考查形式灵活多变.题题 型型 1题型1 电学基本器材的使用与读数题题 型型 1题题 型型 1【题组演练】1.仪器的读数1.206.0题题 型型 11.仪器的读数0.502.50题题 型型 1EDBCA题题 型型 1题题 型型 13.某同学在“用多用电表测电阻”的实验中:欧姆调零题题 型型 1(2)某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图所示，请你读数:0.80题题 型型 1(2)某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图所示，请你读数:题题 型型 1(2)某次使用
3、多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图所示，请你读数:3.2题题 型型 2题型2 以测电阻为核心的电学实验1.测定电阻的常用方法测定电阻的常用方法:名称名称电路电路测量原理测量原理伏安法_题题 型型 2名称名称电路电路测量原理测量原理伏安法消除系统误差_续表题题 型型 2名称名称电路电路测量原理测量原理活用电表法伏伏法_安安法_续表题题 型型 2名称名称电路电路测量原理测量原理等效替代法_续表题题 型型 2名称名称电路电路测量原理测量原理半偏法_续表题题 型型 2名称名称电路电路测量原理测量原理欧姆表法电路略,注意：要在指针靠近中央时读数；换挡要进行欧姆调零；欧姆表刻度左密右疏续表题题 型型
4、 22.选择实验器材的三大原则选择实验器材的三大原则(1)安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的器材,使实验切实可行,能达到预期目标.另外还要注意测量器材的量程,电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等.(2)精确性原则:根据实验的需要,选用精度合适的测量工具,但对某个实验来讲,精确程度达到要求即可,并不是精度越高越好.(3)方便性原则:在不违反前两个原则的前提下,尽量使测量电路简单易接,测量中的调节控制操作方便.题题 型型 23.实物图连线的基本原则实物图连线的基本原则对限流式电路,一般是从电源的正极开始，把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可.对分压式电路,应
5、先将电源、开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来,然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个,依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可.题题 型型 24.器材的选择方法器材的选择方法(1)电流表和电压表的选择根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择.根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择.根据电源的参数进行选择.题题 型型 2(2)滑动变阻器的选择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.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.题题 型型 2【题组演练】题题 型型 2(1)该学习小组同学首先采用伏安法测量待测电阻的
6、阻值，根据上述实验器材，小组讨论后设计了一个最佳测量电路，下列电路方案_(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)更合理.丁题题 型型 2(2)为了更准确地测量待测电阻的阻值，该小组决定换一种测量电路，增加电阻箱来完成实验，实验电路图如图戊.题题 型型 21.8能题题 型型 2题题 型型 22.某实验小组要测量一段金属丝的电阻率.欧姆调零11.00.900题题 型型 2题题 型型 2题题 型型 2答案答案 如图所示题题 型型 2解析解析 由于电压表的内阻远大于金属丝的电阻，所以采用电流表外接法，为了尽可能多测几组数据，滑动变阻器采用分压式接法，实物图如图所示.题题 型型 2题题 型型 2题题 型型 2
7、题题 型型 2题题 型型 3题型3 以测电源电动势为核心的电学实验测量电源电动势和内阻的三个常用方案测量电源电动势和内阻的三个常用方案方案方案伏安法伏阻法安阻法原理原理电路图电路图_题题 型型 3关系式关系式续表题题 型型 3图像图像续表题题 型型 3误差误差分析分析续表题题 型型 3【题组演练】题题 型型 3电压表的分流题题 型型 3题题 型型 3题题 型型 3题题 型型 3题题 型型 3题题 型型 3题题 型型 320000.2060.5004.85430000.2750.3333.63640000.3350.2502.98550000.3800.2002.63260000.4250.16
8、72.353题题 型型 3(1)步骤中立即断开开关的原因是_；防止长时间通电，导致水果电池内阻和电动势发生变化解析解析 步骤中立即断开开关的原因是防止长时间通电，导致水果电池内阻和电动势发生变化.题题 型型 3题题 型型 30.916.9题题 型型 3解析解析 若用普通的电压表代替多用电表进行实验，由于电压表内阻不是无穷大，会导致测量结果存在误差，由闭合电路欧姆定律有题题 型型 4题型4 电学创新实验和交流电实验1.创新性实验的基本思路创新性实验的基本思路题题 型型 42.解决电学创新性实验常用的方法解决电学创新性实验常用的方法(1)转换法:将不易测量的物理量转换成易于测量的物理量进行测量，然
9、后再求待测物理量的值，这种方法叫转换测量法(简称转换法).如在测量金属丝电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但可通过测量金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻，然后再计算出它的电阻率.(2)替代法:用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量.题题 型型 4(3)控制变量法:研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中的一个或几个物理量不变，分别研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结，如探究电阻的决定因素实验.题题 型型 4【题组演练】1.某同学在“研究电磁感应现象”实验中，实物电路连接如图.(1)实物图中有一
10、个元件的位置接错了回路，请指出该元件的名称:_.开关题题 型型 4题题 型型 4C题题 型型 4解析解析 依据楞次定律的内容，为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况及感应电流的磁场方向三者的关系，故选C.题题 型型 4(4)实验中发现滑动变阻器滑片向左与向右移动时，电流表指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与_有关.B题题 型型 4(5)实验中发现滑动变阻器滑片向左与向右移动快慢不同时，电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与_有关.D题题 型型 42.小理同学利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，图乙是毫安表表头.题题 型型 4(1)小理先将单刀双掷
11、开关打到1位置，发现毫安表指针向左偏转，电容器开始充电，充电电流逐渐变_，此时电容器的上极板带_电；再将开关打到2位置，发现毫安表指针向_偏转，电容器开始放电，放电电流逐渐变小.以上三空，判断正确的是_.A.大、正、左B.小、正、右C.大、负、左D.小、负、右解析解析 小理先将单刀双掷开关打到1位置，发现毫安表指针向左偏转，电容器开始充电，充电电流逐渐变小，此时电容器的上极板与电源正极相连，带正电；再将开关打到2位置，电容器放电，通过电容器的电流方向相反，毫安表指针向右偏转，放电电流逐渐变小.故选B.题题 型型 4面积题题 型型 4题题 型型 4(3)在“观察电容器的充、放电现象”实验中，以下
12、观点错误的是_.题题 型型 4 备备 用用 习习 题题1.(1)探究滑动变阻器的分压特性,采用图甲所示的电路,探究滑片P从A移到B的过程中,负载电阻R两端的电压变化.甲图乙为实验器材部分连线图,还需要 (选填af、bf、fd、fc、ce或cg中的若干)连线.乙af、fd、ce 备备 用用 习习 题题解析解析 由电路图可知,应将电压表并联在电阻箱两端,又由图丁可知电压表的最大示数为3.0 V,因此电压表的量程选择03 V,即连接a、f;由于滑动变阻器用分压接法,因此滑动变阻器的接线柱c与开关的e接线柱相连,即连接c、e;另电阻箱的f接线柱应连接在滑动变阻器上侧的一个接线柱上,即连接d、f.甲乙
13、备备 用用 习习 题题图丙所示电压表的示数为 V.丙1.500.02 解析解析 由图丙可知电压表的读数为1.50 V.备备 用用 习习 题题丁R0R 备备 用用 习习 题题解析解析 假定AP部分的电阻为R,R分别与10 和100 并联再与BP部分的电阻串联;由于相同的R与100 并联后的电阻较与10 并联后的电阻大,则根据闭合电路的欧姆定律可知,滑片在相同位置下,负载电阻越大,其两端电压越大;即在相同横坐标下,当负载为100 时,电压表的示数应该较图丁中的曲线大,故为曲线.由上述分析可知,对于不同的负载电阻,调节滑片时负载两端的电压变化规律不同,当负载电阻小于滑动变阻器最大阻值时,负载电阻两端
14、电压随滑片的变化更迅速变化;当负载电阻大于滑动变阻器最大阻值时,负载电阻两端电压随滑片的变化更加平稳变化,从而获得更多的实验数据.所以,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器最大阻值的选择依据是相比负载电阻越小越好,即R0R.备备 用用 习习 题题(2)两个相同的电流表G1和G2如图戊所示连接,晃动G1表,当指针向左偏转时,静止的G2表的指针也向左偏转,原因是(填选项前的字母).A.两表都是“发电机”B.G1表是“发电机”,G2表是“电动机”C.G1表和G2表之间存在互感现象D.G1表产生的电流流入G2表,产生的安培力使G2表指针偏转BD戊 备备 用用 习习 题题解析解析 据题意可知,电流表主要部
15、件是永久磁铁和带有指针的线圈,G1和G2用导线连接起来.当晃动G1时,相当于G1中的线圈做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流;由于两个电表构成了闭合电路,则电流会通过G2表中的线圈,而该线圈处于磁场中,由于通电导线在磁场中受力的作用,G2的指针也会偏转;则G1表相当于“发电机”,G2表相当于“电动机”,故A、C错误,B、D正确.戊 备备 用用 习习 题题2.小管同学想要测量“苹果电池”的电动势和内阻.实验室提供的器材如下:A.利用铜片、锌片与苹果制成的一个苹果电池B.电流表A(00.6 mA,内阻为250)C.电压表V(03 V,内阻约3 k)D.电阻箱R1(09999.9)E.滑动变阻器R
16、2(最大阻值100)F.开关一个,导线若干 备备 用用 习习 题题0.80小于解析解析 电压表量程为03 V,分度值为0.1 V,根据读数规则可得,电压表的读数为0.80 V.由于电池有内阻,第一次测出的电压小于电池电动势,使得U偏小,进而使得测量的内阻值小于真实值.备备 用用 习习 题题(2)利用电流表和电压表更准确地测量“苹果电池”的电动势和内阻,应该选择的实验电路是图中的(选填“甲”或“乙”);乙解析解析 电流表外接(相对电源)会忽略通过电压表的电流,而且电流表内阻已知,故应采用电流表内接(相对电源)的方法.备备 用用 习习 题题(3)该小组由实验数据作出的U-I图像如图丙所示,由图像可
17、求得“苹果电池”电动势为V,内阻为.(结果均保留三位有效数字)1.00750 备备 用用 习习 题题3.某实验小组用如图甲所示的实验装置探究“变压器的电压与匝数的关系”.某次实验中,用匝数na=200匝和nb=400匝的线圈进行实验,测得数据如图乙所示,则原线圈的匝数为(选填“na”或“nb”),电压比和匝数比不严格相等,原因可能是(写出一种即可).nb漏磁、铁芯发热、导线发热(写出一种即可)备备 用用 习习 题题4.收音机中可变电容器作为调谐电台使用.如图甲为空气介质单联可变电容器的结构,它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小,某同学想要研究这种电容器充、放电的特性,于是将之接到如图乙所
18、示的实验电路中,实验开始时电容器不带电.备备 用用 习习 题题(1)首先将开关S打向1,这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数,稳定后,旋转旋钮,使电容器正对面积迅速变大,从开始到最终稳定,灵敏电流计示数随时间变化的图像可能是图丙中的(填选项字母).A丙 备备 用用 习习 题题(2)充电稳定后,断开单刀双掷开关,用电压表接在电容器两端测量电压,发现读数缓慢减小,原因是 .电压表并非理想电表,电容器通过电压表放电解析解析 用电压表接在电容器两端测量电压,发现读数缓慢减小,说明电容器在缓慢放电,电路中有电流,电压表不是理想电压表.备备 用用 习习 题题(3)该同学做完实验,得到电容器的电容后,突然想起他用的是一节旧电池(电动势不变,内阻不可忽略),他想要得到尽量精确的电容值,(填“需要”或“不需要”)重新换一节新电池来测量.不需要
