高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 23 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(1)課件.ppt

第23講電學(xué)實(shí)驗(yàn) 1 3 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 測繪小燈泡的伏安特性曲線1 實(shí)驗(yàn)原理圖 4 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 練習(xí)使用電流表和電壓表 2 描繪小燈泡的伏安特性曲線 3 根據(jù)伏安特性曲線分析電流隨電壓變化的規(guī)律 3 實(shí)驗(yàn)原理 1 通過調(diào)整滑動(dòng)變阻器 改變加在小燈泡上的電壓和通過小燈泡的電流 用電壓表和電流表測出小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流 繪制小燈泡的伏安特性曲線 進(jìn)而研究小燈泡燈絲電阻的變化規(guī)律 2 小燈泡電阻較小 所以電流表應(yīng)采用外接法連入電路 3 電壓應(yīng)從 0 開始變化 所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法 5 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 4 實(shí)驗(yàn)器材小燈泡 3 8v0 3a 電壓表 0 3v 15v 電流表 0 0 6a 3a 滑動(dòng)變阻器 學(xué)生電源 或電池組 開關(guān) 導(dǎo)線若干 坐標(biāo)紙 鉛筆 6 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 5 實(shí)驗(yàn)步驟 1 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 2 檢查電表的指針是否指在 0 刻度線 若不是 應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零 3 將小燈泡 電流表 電壓表 滑動(dòng)變阻器 學(xué)生電源 開關(guān)用導(dǎo)線連接成閉合電路 4 調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片 使其處在合上開關(guān)時(shí)小燈泡兩端的電壓為零的位置上 5 閉合開關(guān) 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 使小燈泡兩端的電壓由零增大至額定電壓 分別讀出上述過程中電壓表 電流表的讀數(shù) 同時(shí)觀察小燈泡的發(fā)光情況 并將測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中 拆除實(shí)驗(yàn)電路 整理實(shí)驗(yàn)器材 7 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 6 數(shù)據(jù)處理在坐標(biāo)紙上以u為橫坐標(biāo) i為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系 并根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn) 用平滑的曲線連接各點(diǎn)得到i u圖線 7 注意事項(xiàng) 1 本實(shí)驗(yàn)要作出i u圖線 要求測出一組包括零在內(nèi)的電壓 電流值 因此滑動(dòng)變阻器采用分壓接法 2 本實(shí)驗(yàn)中 因被測小燈泡的電阻較小 因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法 3 實(shí)驗(yàn)時(shí)要根據(jù)小燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程 8 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 4 因小燈泡的伏安特性曲線不是直線 故閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置使小燈泡的電壓逐漸增大時(shí) 可在電壓表讀數(shù)每增加一個(gè)定值 如0 5v 時(shí) 讀取一次電流值 不能任意調(diào)節(jié)電壓 電流讀數(shù) 但在u 1v左右要適當(dāng)多測幾組數(shù)據(jù) 此時(shí)i u曲線明顯變化 5 開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在燈泡兩端電壓為零的位置 6 兩坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合理 盡可能使根據(jù)數(shù)據(jù)畫出的圖線占滿坐標(biāo)紙 描點(diǎn)連線時(shí)要用平滑的曲線連線 注意曲線的斜率不是此狀態(tài)下小燈泡的電阻 9 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 1 實(shí)驗(yàn)原理和讀數(shù) 在測繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中 小燈泡額定電壓為2 5v 電流為0 3a 1 部分連線的實(shí)物照片如圖甲所示 請完成實(shí)物連接圖 2 某次實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)電流表的示數(shù)為0 18a 電壓表的指針如圖乙所示 則電壓為v 此時(shí)小燈泡的功率是w 3 正確測量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的 填字母 10 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 答案 1 如解析圖所示 2 1 500 27 3 c解析 1 本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法 由于電燈泡是小電阻 電流表應(yīng)該外接 所以如圖所示 2 兩節(jié)電池電動(dòng)勢為3v 電壓表量程選擇3v 最小刻度為0 1v 為十分之一估讀法 讀為1 50v 燈泡功率為p ui 0 18 1 50w 0 27w 3 在伏安特性曲線中 電阻大小為 且通電時(shí)間越長 電阻越大 斜率越小 選項(xiàng)c正確 11 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 2 實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理與誤差分析 某實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲的實(shí)物連線圖 做測繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn) 該小組在實(shí)驗(yàn)時(shí)測得兩組數(shù)據(jù) 第一組是電壓從0逐漸增加到2 5v 第二組是從2 5v逐漸減小到0 將兩組數(shù)據(jù)描在i u圖上 如圖乙 第一組數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)在圖中是用 選填 或 表示的 12 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 另一實(shí)驗(yàn)小組用同樣的電路實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的最大值只有1 5v 檢查電路正確并連接良好 而后將電路斷開 用電壓表直接接到這兩節(jié)電池串聯(lián)而成的電池組兩端 電壓表示數(shù)為3 00v 請解釋原因 答案 該實(shí)驗(yàn)小組所用的電池的內(nèi)阻較大解析金屬導(dǎo)體電阻隨溫度的變化而變化 第二組中由于開始時(shí)溫度較高 故第二組在相同電壓下測得的電阻應(yīng)較大 第一組測出的電阻較小 因圖象為i u圖象 其與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù) 故第一組數(shù)據(jù)是用 表示的 直接測量時(shí)為電源的電動(dòng)勢 而在接入電路時(shí)輸出電壓較小 故說明電源內(nèi)阻較大 13 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 3 實(shí)驗(yàn)的變式 物理興趣小組的同學(xué)們從實(shí)驗(yàn)室中找到一只小燈泡 其額定功率為0 75w 額定電壓值已模糊不清 他們想測定其額定電壓值 于是先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約為2 然后根據(jù)公式計(jì)算出該燈泡的額定電壓他們懷疑所得電壓值不準(zhǔn)確 于是 再利用下面可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路 測量通過燈泡的電流和它兩端的電壓并根據(jù)測量數(shù)據(jù)來繪燈泡的u i圖線 進(jìn)而分析燈泡的額定電壓 a 電壓表v 量程3v 內(nèi)阻約3k b 電流表a1 量程150ma 內(nèi)阻約2 c 電流表a2 量程500ma 內(nèi)阻約0 6 d 滑動(dòng)變阻器r1 0 20 e 滑動(dòng)變阻器r2 0 100 f 電源e 電動(dòng)勢4 0v 內(nèi)阻不計(jì) g 開關(guān)s和導(dǎo)線若干h 待測燈泡l 額定功率0 75w 額定電壓未知 14 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 1 在下面所給的虛線框中畫出他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的電路原理圖 指出上述器材中 電流表選擇 選填 a1 或 a2 滑動(dòng)變阻器選擇 選填 r1 或 r2 15 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 2 在實(shí)驗(yàn)過程中 該同學(xué)將燈泡兩端的電壓由零緩慢地增加 當(dāng)電壓達(dá)到1 23v時(shí) 發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很暗 當(dāng)達(dá)到2 70v時(shí) 發(fā)現(xiàn)燈泡已過亮 便立即斷開開關(guān) 并將所測數(shù)據(jù)記錄在下面表格中 請你根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下圖中作出燈泡的u i圖線 16 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 3 由圖象得出該燈泡的額定電壓應(yīng)為v 這一結(jié)果大于1 23v 其原因是 答案 1 電路原理圖如圖所示a2r1 2 見解析圖 3 2 5 2 4 2 6 燈泡冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻 或燈泡電阻隨溫度升高而變大 17 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 解析 1 根據(jù)p i2r 估算燈泡的電流大約是600ma 因此電流表應(yīng)選a2 本實(shí)驗(yàn)要描繪出燈泡的u i圖線 需要測量多組數(shù)據(jù) 因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式 所以應(yīng)選阻值較小的r1 小燈泡電阻不大 電流表應(yīng)外接 2 如圖所示 3 由p ui 0 75w 再結(jié)合圖象可知u額 2 5v 大于1 23v是由于燈泡冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻 18 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 1 實(shí)物連線就是根據(jù)電路圖把實(shí)物連起來 實(shí)物連線的一般思路如下 1 先畫電路圖 后畫實(shí)物圖 在電路圖上標(biāo)明電源的正 負(fù)極 電流表和電壓表的正 負(fù)接線柱等 按實(shí)物的布局設(shè)計(jì)線路圖 再根據(jù)線路圖連接實(shí)物圖 2 先串后并 注意正負(fù) 畫電路實(shí)物圖時(shí) 應(yīng)選擇一條包含電路元件最多的通路 例如 從電源的正極出發(fā) 沿著電流的方向依次把開關(guān) 用電器 電流表 先接正柱 后接負(fù)柱 變阻器等連接起來 一直連到電源負(fù)極 然后再把其余的電路元件和電壓表并聯(lián)在電路的某兩點(diǎn)之間 19 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 3 注意量程 接線到柱 連接多量程電流表 電壓表時(shí) 應(yīng)注意選擇適當(dāng)?shù)慕泳€柱 即選取合適的量程 所有導(dǎo)線的連接點(diǎn)都應(yīng)畫在用電器的接線柱上或電源的正 負(fù)極上 不應(yīng)在無接線柱的地方把幾條導(dǎo)線相接 4 避免交叉 檢查無誤 所畫導(dǎo)線不應(yīng)交叉 以使連接情況清晰易辨 畫好電路實(shí)物圖后 應(yīng)對照電路圖再檢查一遍 以便減少錯(cuò)誤 20 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 2 滑動(dòng)變阻器限流式接法和分壓式接法 電池內(nèi)阻不計(jì) 21 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 3 電流表 電壓表測電阻兩種接法的比較選擇 22 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 23 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 核心剖析歸納提升 4 實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則 安全 精確 操作方便 1 安全 用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流 電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值 2 精確 電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上 3 操作方便 從便于操作來考慮 限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動(dòng)變阻器 分壓式接法要選用小阻值滑動(dòng)變阻器 24 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 探究導(dǎo)體電阻與其影響因素 包括材料 的關(guān)系1 實(shí)驗(yàn)原理圖2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 探究電阻與導(dǎo)體的材料 橫截面積 長度之間的關(guān)系 2 熟悉螺旋測微器的使用和讀數(shù) 25 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 3 實(shí)驗(yàn)原理用控制變量法進(jìn)行探究 保持橫截面積和材料兩個(gè)因素不變的條件下 改變導(dǎo)體長度 測出相應(yīng)的電阻及導(dǎo)體長度 可得出電阻與導(dǎo)體長度關(guān)系 然后再依次研究電阻與另外兩個(gè)因素的關(guān)系 利用本實(shí)驗(yàn)結(jié)果 我們還可以測量導(dǎo)體的電阻率 如果要具體測量導(dǎo)體的電阻 為減小誤差 要根據(jù)被測電阻的大小 合理選擇電流表內(nèi)接法或外接法 如圖 a b c d是四條不同的金屬導(dǎo)體 在長度 橫截面積 材料三個(gè)因素方面 b c d跟a相比 分別只有一個(gè)因素不同 b與a長度不同 c與a橫截面積不同 d與a材料不同 圖中四段導(dǎo)體是串聯(lián)的 每段導(dǎo)體兩端的電壓與它們的電阻成正比 因此 用電壓表分別測量a b c d兩端的電壓 就能知道它們的電阻之比 26 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 比較a b的電阻之比與它們的長度之比 比較a c的電阻之比與它們的橫截面積之比 比較a d的電阻是否相等 這樣就可以得出長度 橫截面積 材料這三個(gè)因素與電阻的關(guān)系 改變滑動(dòng)變阻器阻值 可以獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以得到更可靠的結(jié)論 27 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 4 實(shí)驗(yàn)器材被測金屬導(dǎo)體 螺旋測微器 或其他刻度尺 電壓表 電流表 直流電源 開關(guān) 滑動(dòng)變阻器 導(dǎo)線 5 實(shí)驗(yàn)步驟 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖 連接實(shí)物 讓滑動(dòng)變阻器接入電路部分電阻最大 閉合開關(guān) 2 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器到某一位置 記錄a b c d四條不同的金屬導(dǎo)體材料兩端的電壓 3 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器位置若干次 每次都重新記錄a b c d四條不同的金屬導(dǎo)體材料兩端的電壓 4 梳理記錄的數(shù)據(jù) 探究電阻與導(dǎo)體的材料 橫截面積 長度之間的關(guān)系 28 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度成正比 導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比 導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料的性質(zhì)有關(guān) 29 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 1 實(shí)驗(yàn)原理和操作 在探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中 1 某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示電路對鎳鉻合金絲和康銅絲進(jìn)行探究 a b c d是四種金屬絲 實(shí)驗(yàn)小組討論時(shí) 某同學(xué)對此電路提出異議 他認(rèn)為 電路中應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)電流表 只有測出各段金屬絲的電阻 才能分析電阻與其影響因素的定量關(guān)系 你認(rèn)為要不要串聯(lián)電流表 并簡單說明理由 30 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 幾根鎳鉻合金絲和康銅絲的規(guī)格如下表所示 電路圖中金屬絲a b c分別為下表中編號為a b c的金屬絲 則金屬絲d應(yīng)為下表中的 用表中編號d e f表示 2 該實(shí)驗(yàn)小組探究了導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系后 想測定某金屬絲的電阻率 已測得金屬絲長度為l 80 00cm 直徑為d 1 6mm 31 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 按圖乙所示連接好電路 測量金屬絲的電阻r 改變滑動(dòng)變阻器的阻值 獲得六組i u數(shù)據(jù)描在圖丙所示的坐標(biāo)系上 由圖可求得金屬絲的電阻r 該金屬絲的電阻率 m 保留兩位有效數(shù)字 32 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 答案 1 不需要 串聯(lián)電路的電流處處相等 電壓與電阻成正比e 2 0 521 3 10 6解析 1 串聯(lián)電路的電流處處相等 串聯(lián)電阻兩端電壓與電阻成正比 不需要測出電流 根據(jù)電阻兩端電壓大小即可比較出電阻大小 探究影響電阻的因素 應(yīng)采用控制變量法 實(shí)驗(yàn)已選a b c的金屬絲 根據(jù)控制變量法的要求 應(yīng)控制材料的長度與橫截面積相等而材料不同 因此d應(yīng)選表中的e 33 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 2 根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)作出圖象如圖所示 34 基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納 題組突破強(qiáng)化提升 2 材料的電阻率相關(guān) 小明用電學(xué)方法測量電線的長度 首先 小明測得電線銅芯的直徑為1 00mm 估計(jì)其長度不超過50m 已知銅的電阻率為1 75 10 8 m 現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材 量程為3v 內(nèi)阻約為3k 的電壓表 量程為0 6a 內(nèi)阻約為0 1 的電流表 阻值為0 20 的滑動(dòng)變阻器 內(nèi)阻可忽略 輸出電壓為3v的電源 阻值為r0 4 30 的定值電阻 開關(guān)和導(dǎo)線若干 小明采用伏安