
高考物理电学实验热点问题解析.pdf
20页0909高考电学实验热点问题解析高考电学实验热点问题解析 河北玉田一中 李树余 电流表在电路中有内接和外接两种接法,如图所示,甲电流表在电路中有内接和外接两种接法,如图所示,甲 图是电流表的内接,乙图是外接图是电流表的内接,乙图是外接 一、电流表的连接及误差的分析一、电流表的连接及误差的分析 1.1.两种电路误差形成的原因:两种电路误差形成的原因: IA 0 U真 U测 I/A U/v 真实值 测量值 a b 电流表的分压 图线1 甲图由于电流表的分压,使得电压表测量值大于电阻甲图由于电流表的分压,使得电压表测量值大于电阻 Rx两端的电压值,所以当用电阻的计算式两端的电压值,所以当用电阻的计算式 I I U U R=R= 计算电阻的测计算电阻的测 量值大于真实值,即量值大于真实值,即 X X X X R R R R 真真 A A A AX X A A V V 测测 I I U U ==R R I I U UU U I I U U R R ,参看参看 V——A 图线图线 1 1.1.两种电路误差形成的原因:两种电路误差形成的原因: I测 0 I真 UV I/A U/v 测量值 真实值 C d 电压表的分流 图线2 乙图由于电压表的分流,使得电流表测量的电流大于乙图由于电压表的分流,使得电流表测量的电流大于 电阻电阻 Rx中的电流,所以电阻的测量值小于真实值,即中的电流,所以电阻的测量值小于真实值,即 X X X X 真真 V V R R V V A A V V 测测 I I U U ==R R I II I U U I I U U R R X X ,参看,参看 V--A 图线图线 2。
2.如何区别被测电阻的大小,实验理论上的规定:如何区别被测电阻的大小,实验理论上的规定: 当当 V VA AX X R RR RR R ,称为小电阻,采用电流表外接,,称为小电阻,采用电流表外接, 当当 V VA AX X R RR RR R ,称为大电阻,采用电流表内接称为大电阻,采用电流表内接 二、滑动变阻器的两种接法二、滑动变阻器的两种接法 用滑动变阻器控制电路时,经常有两种接法:限流和分压,用滑动变阻器控制电路时,经常有两种接法:限流和分压, 如下图中的甲图和乙图如下图中的甲图和乙图 甲图 乙图 采用甲图, 利用采用甲图, 利用 V--A 法测电阻法测电阻 Rx的阻值其特点如下:的阻值其特点如下: 被测电阻被测电阻 Rx两端电压调节范围两端电压调节范围 εεU Uεε R RR R R R X X X X X X 电路中电流的调节范围电路中电流的调节范围 X XX X R R εε I I R RR R εε 电路消耗的总功率电路消耗的总功率 P==Iε 甲图 乙图 采用乙图,利用采用乙图,利用 V--A 法测电阻法测电阻 Rx的阻值,其特点如下:的阻值,其特点如下: 被测电阻被测电阻 Rx两端电压的调节范围两端电压的调节范围 0≤≤UX≤≤ε 被测电阻被测电阻 Rx中电流的调节范围中电流的调节范围 0≤≤Ix≤≤ X R 电路中消耗的总功率电路中消耗的总功率 P=(=(IX+I0))ε 甲图 乙图 从以上分析可知,分压电路被测电阻两端的电压变化范围从以上分析可知,分压电路被测电阻两端的电压变化范围 大,限流电路中功率消耗小;大,限流电路中功率消耗小; 限流电路,如果滑动变阻器限流电路,如果滑动变阻器 RRRRx x, ,改变滑动变阻器的阻值,改变滑动变阻器的阻值, 会使被测电阻两端电压变化较大;但是如果会使被测电阻两端电压变化较大;但是如果 R R 远小于远小于 R Rx x,则即,则即 使滑动变阻器阻值变化很大,被测电阻两端电压都不会有较大使滑动变阻器阻值变化很大,被测电阻两端电压都不会有较大 的变化,这样不利于实验数据的采的变化,这样不利于实验数据的采集集和减小偶然误差。
和减小偶然误差 甲图 乙图 演 示 文 稿 1 2 3 后 等 离心玻璃棉 嶈幷夻 何时用限流,何时用分压?何时用限流,何时用分压? 当滑动变阻器总电阻大于被测电阻值当滑动变阻器总电阻大于被测电阻值 时,采用限流,当滑动变阻器总电阻远小时,采用限流,当滑动变阻器总电阻远小 于被测电阻值时用分压;于被测电阻值时用分压; 当要求被测电阻两端电压变化从当要求被测电阻两端电压变化从0 0开开 始,或要求被测电阻两端电压变化范围尽始,或要求被测电阻两端电压变化范围尽 量大时用分压量大时用分压 三、如何选电学实验器材三、如何选电学实验器材 选择电学仪器总的原则是要考虑安全因素和兼顾误差因素选择电学仪器总的原则是要考虑安全因素和兼顾误差因素 电表的量程:电表的量程: 从安全因素讲,使用中不要超过表的量从安全因素讲,使用中不要超过表的量 程但并不是量程越大越好,因为过大的量程但并不是量程越大越好,因为过大的量 程使得表的指针摆角过小,会增大读数的误程使得表的指针摆角过小,会增大读数的误 差 从误差因素讲,一般实际读数不小于电从误差因素讲,一般实际读数不小于电 表量程的三分之一。
表量程的三分之一 三、如何选电学实验器材三、如何选电学实验器材 选择电学仪器总的原则是要考虑安全因素和兼顾误差因素选择电学仪器总的原则是要考虑安全因素和兼顾误差因素 电阻元件的最大允许电流电阻元件的最大允许电流 如滑动变阻器(如滑动变阻器(0~~10Ω,,1A)说明了它)说明了它 的最大阻值和允许通过的最大电流的最大阻值和允许通过的最大电流 滑动变阻器采用分压接法,要选择电阻较滑动变阻器采用分压接法,要选择电阻较 小,且额定电流较大的在限流接法中,要选小,且额定电流较大的在限流接法中,要选 择总电阻与其他电阻阻值比较接近的择总电阻与其他电阻阻值比较接近的 选择器材的一般步骤:选择器材的一般步骤: 1.选出唯一性器材选出唯一性器材 2.画出电路图,先不接入电表画出电路图,先不接入电表 3.估算出电流和电压的最大值,确定估算出电流和电压的最大值,确定 实验电路和其他实验器材实验电路和其他实验器材 例:要用例:要用 V--A 法测定一个阻值约为法测定一个阻值约为 12Ω的电阻,要求测的电阻,要求测 量结果尽量准确,下列器材中应选用的是量结果尽量准确,下列器材中应选用的是 A. 电池组(电池组(6V,内阻很小),内阻很小) B. 电流表(电流表(0~~3A,内阻,内阻 0.0125Ω )) C. 电流表(电流表(0~~0.6A,内阻,内阻 0.0125Ω )) D. 电压表(电压表(0~~3V,内阻,内阻 3kΩ )) E. 电压表(电压表(0~~6V,内阻,内阻 6kΩ )) F. 滑动变阻器(滑动变阻器(0~~20Ω ,,1A1A)) G. 滑动变阻器滑动变阻器((0~~200Ω ,,0.3A0.3A)) H. 电键、导线电键、导线 分析:分析: 首先选出唯一性的器材,电池组首先选出唯一性的器材,电池组 A,电键、导线,电键、导线 H 其次画出电路图草图其次画出电路图草图 计算出电路中的最大电流:计算出电路中的最大电流:0.5A0.5A R R U U I I,由此可以选由此可以选 择电流表择电流表 C,电压表,电压表 E,滑动变阻器,滑动变阻器 F。
四、伏安法测电阻实验中的数据处理四、伏安法测电阻实验中的数据处理 03 年全国高考第年全国高考第 23 题: (题: (15 分)分) 用伏安法测量电阻阻值用伏安法测量电阻阻值 R,并求出电阻率,并求出电阻率ρ 给定电压表(内阻约为给定电压表(内阻约为 50kΩ ) 、电流表(内阻约为) 、电流表(内阻约为 40Ω ) 、滑线变阻器、电) 、滑线变阻器、电 源、电键、待测电阻(约为源、电键、待测电阻(约为 250Ω )及导线若干及导线若干 ((1)画出测量)画出测量 R 的电路图的电路图 ((2)图)图 1 中的中的 6 个点表示实验中测得的个点表示实验中测得的 6 组电流组电流 I、电压、电压 U 的值,试写出根的值,试写出根 据此图求据此图求 R 值的步骤:值的步骤: 求出的电阻值 求出的电阻值 R== (保留 (保留 3 位有效数字)位有效数字) ((3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体,用游标为)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体,用游标为 50 分度的卡尺测量其分度的卡尺测量其 长度与直径, 结果分别如图长度与直径, 结果分别如图2、 图、 图3所示 由图可知其长度为所示。
由图可知其长度为 , 直径为, 直径为 试题答案:试题答案: ((1)) 或或 ((2)①作)①作 U--I 直线,舍去左起第直线,舍去左起第 2 点,其余点,其余 5 个点尽量靠近直个点尽量靠近直 线且均匀线且均匀分布在直线两侧分布在直线两侧 ②求该直线的斜②求该直线的斜 K,则,则 R==K 229Ω ((221~~237Ω 均为正确) 均为正确) ((3))0.800cm 0.194cm ((4))8.46××10 --2Ω · ·m ((8.16××10 --2~ ~8.76××10 --2Ω · ·m 均为正确)均为正确) 结合试题答案做几点说明:结合试题答案做几点说明: 1、为什么可以是两种电路?、为什么可以是两种电路? 无论选择限流还是分压电路都对,因为不知道滑动变阻器的规无论选择限流还是分压电路都对,因为不知道滑动变阻器的规 格,这不是这道题的考查点格,这不是这道题的考查点 2、、电电流表为什么外接?流表为什么外接? 因为可以计算出被测电阻较小因为可以计算出被测电阻较小 3、为什么要“、为什么要“作作 U--I 直线,舍去左起第直线,舍去左起第 2 点,其余点,其余 5 个点尽量个点尽量 靠近直线且均靠近直线且均匀分布在直线两侧”?匀分布在直线两侧”? 画直线本身的意义在于体现物理实验中的重要的物理思想,即画直线本身的意义在于体现物理实验中的重要的物理思想,即 “多次测量取平均值” 。
多次测量取平均值” 4、、怎怎么求直线的斜率?么求直线的斜率? 在尽量在尽量远离远离坐标原点的位置,取一点(最好不是实验数据中的坐标原点的位置,取一点(最好不是实验数据中的 某一组) ,读出它的坐标值,计算直线的斜率某一组) ,读出它的坐标值,计算直线的斜率 或或 。












