高考物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案電學(xué)實(shí)驗(yàn)2

電學(xué)實(shí)驗(yàn)2一、以測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為核心的實(shí)驗(yàn)考向1.伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（一）實(shí)驗(yàn)原理：（二）方法1.把測(cè)量的幾組數(shù)據(jù)分別代入中，求出幾組E、r的值，對(duì)E、r分別求作為測(cè)量結(jié)果。2．圖像法(1)以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)幾組I、U的測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。(2)用直尺畫一條直線，使的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)，能大致均衡地分布在直線。①圖線與縱軸交點(diǎn)為E②圖線與橫軸交點(diǎn)為I短＝eq\f(E,r)③圖線的斜率大小表示3、誤差分析1．偶然誤差：讀數(shù)及作U-I圖像時(shí)描點(diǎn)不準(zhǔn)確。2．系統(tǒng)誤差：甲圖乙圖甲圖誤差來源：；乙圖誤差來源：圖像分析：甲圖E測(cè)<E真，r測(cè)<r真乙圖E測(cè)=E真，r測(cè)>r真。測(cè)量情況真實(shí)情況測(cè)量情況真實(shí)情況UI考向2.安阻法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（1）電路圖（2）根據(jù)作1IR圖像,利用線性圖線的截距和斜率求E和r考向3.伏阻法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（1）電路圖（2）根據(jù)作1U-1R圖像,利用線性圖線的截距和斜率求例1．某實(shí)同學(xué)欲測(cè)量一組廢舊電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：A．廢舊電池組：電動(dòng)勢(shì)約為，內(nèi)阻約為B．電壓表：量程為，內(nèi)阻為C．電流表：量程為，內(nèi)阻約為D．滑動(dòng)變阻器：最大阻值E．電阻箱：阻值F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）由于電壓表量程太小，該同學(xué)利用電壓表和電阻箱改裝了一個(gè)的電壓表（表盤刻度未改），則電阻箱接入電路的阻值應(yīng)為______；（2）為了比較精確地測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)；（_____）（3）該同學(xué)利用設(shè)計(jì)的合理電路測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的圖線（為電壓表的示數(shù)，為電流表的示數(shù)），則電源的電動(dòng)勢(shì)______，內(nèi)阻_____例2.某小組想測(cè)兩節(jié)干電池組成的電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,同學(xué)們用電壓表、電阻箱、開關(guān)、若干導(dǎo)線和待測(cè)電池組連成電路,電路中用到的器材均完好無損。（1）如圖所示為該小組同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路,下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的論述正確的是_____;

A.將電壓表直接接在電源兩端,實(shí)驗(yàn)時(shí)讀數(shù)正常,所以實(shí)驗(yàn)中這樣接是可以的B.開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí),接入虛線導(dǎo)線,此操作違反實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則C.電阻箱接入電路中時(shí)不允許阻值為零,所以應(yīng)該調(diào)到任意一個(gè)不為零的阻值D.只要小心操作,接入虛線導(dǎo)線后,電路是安全的（2）改正錯(cuò)誤后,按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)操作流程操作,該小組同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn),并根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示的1U-1R圖線,其中U為電壓表示數(shù),R為電阻箱連入電路的阻值。由圖可知,電池組的電動(dòng)E=____,內(nèi)阻r=_____。(用a1、a方法點(diǎn)撥1.任何方法都要緊扣E=U+Ir,最關(guān)鍵的是如何測(cè)量出路端電壓U和電路中的總電流I,這是命題時(shí)的入手點(diǎn)。2.利用圖像得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是常見的方法——“化曲為直”。變式訓(xùn)練1．某同學(xué)要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，他根據(jù)下面的器材，設(shè)計(jì)了如圖所示的原理圖。①電壓表V（量程3V，內(nèi)阻Rv約為10k）②電流表G（量程3mA，內(nèi)阻Rg=100）③電流表A（量程3A，內(nèi)阻約為0.5）④滑動(dòng)變阻器R1（0~20，額定電流2A）⑤滑動(dòng)變阻器R2（0~500，額定電流1A）⑥定值電阻R3=0.4⑦開關(guān)S和導(dǎo)線若干（1）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表A的量程太大，于是他將電流表G與定值電阻R3并聯(lián)，實(shí)際上是進(jìn)行了電表的改裝，則他改裝后的電流表對(duì)應(yīng)的量程是_______A。（2）為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是______。（填“R1”或“R2”）（3）該同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)原理圖測(cè)得數(shù)據(jù)，以電流表G讀數(shù)為橫坐標(biāo)，以電壓表V讀數(shù)為縱坐標(biāo)繪出了如圖所示的圖線，根據(jù)圖線可求出電源的電動(dòng)勢(shì)E=_____V，電源的內(nèi)阻r=_____Ω。（4）若實(shí)驗(yàn)中電壓表內(nèi)阻的影響不能忽略，如由上述圖線求得的電動(dòng)勢(shì)將比真實(shí)值_____，求得的內(nèi)阻將比真實(shí)值_______（填“偏大”、“不變”或“偏小”）2.某實(shí)驗(yàn)小組需測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,器材有一節(jié)待測(cè)電池、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、一個(gè)定值電阻(阻值為R0)、一個(gè)電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動(dòng)的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺,無法測(cè)量電阻絲長(zhǎng)度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上,利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長(zhǎng)度。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下。(1)連接電路,如圖所示。(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的______端。

(3)改變金屬夾的位置,閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角θ和電流表示數(shù)I,得到多組數(shù)據(jù)。(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖,所得圖像如圖所示,圖線斜率為k,與縱軸截距為d,設(shè)單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為r0,該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可表示為E=_______,r=______。(用R0、RA、k、d、r0表示)

二、多用電表的原理與使用1.外部構(gòu)造(1)表的上部為刻度盤，表盤中刻度線有三部分:上面為專用,中間為直流、及交流、共用,下面為交流電壓2.5V量程專用.(2)表的下半部分為選擇開關(guān)，可以選擇電流、電壓、范圍進(jìn)行測(cè)量。2.內(nèi)部構(gòu)造多用電表內(nèi)部由電壓表、電流表、共同構(gòu)成.3.歐姆表原理①內(nèi)部構(gòu)造：電流表、電池、調(diào)零電阻．②測(cè)電阻的原理調(diào)零時(shí):；測(cè)量時(shí):。只要將對(duì)應(yīng)Rx值的電流刻度改為阻值Rx即成為歐姆表。③中值電阻：當(dāng)Rx=時(shí),指針半偏4.使用步驟（1）機(jī)械調(diào)零；（2）電阻測(cè)量：①選擇擋位；②歐姆調(diào)零；=3\*GB3③測(cè)電阻，指針后讀數(shù)；=4\*GB3④讀數(shù)乘以，得到結(jié)果；=5\*GB3⑤將選擇開關(guān)置于最高擋或“OFF”擋。5.系統(tǒng)誤差(1)電池多次使用后，電動(dòng)勢(shì)會(huì)減小，內(nèi)阻會(huì)變大，致使電阻測(cè)量值偏。(2)測(cè)電流、電壓時(shí)，由于電表內(nèi)阻的影響，測(cè)得的電流、電壓值真實(shí)值。例3.某同學(xué)自制了一個(gè)兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,R0為調(diào)零電阻(最大阻值為R0m),Rs、Rm、Rn為定值電阻(Rs+R0m<Rm<Rn),電流表G的內(nèi)阻為RG(Rs?RG)。用此歐姆表測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值,回答下列問題:(1)短接①②,將開關(guān)S與m接通,電流表G示數(shù)為Im;保持電阻R0滑片位置不變,將開關(guān)S與n接通,電流表G示數(shù)變?yōu)镮n,則ImIn。

(2)將關(guān)S與n接通,此時(shí)歐姆表的擋位為_______。

(3)若從“×1”擋位換成“×10”擋位,調(diào)整歐姆零點(diǎn)(歐姆零點(diǎn)在電流表G滿偏刻度處)時(shí),調(diào)零電阻R0的滑片應(yīng)該_______調(diào)節(jié)。(4)在“×10”擋位調(diào)整歐姆零點(diǎn)后,在①②間接入阻值為100Ω的定值電阻R1,穩(wěn)定后電流表G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的23;取走R1,在①②間接入待測(cè)電阻Rx,穩(wěn)定后電流表G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的13,則Rx歐姆表使用“六點(diǎn)注意”(1)電流的流向:。(2)區(qū)分“機(jī)械調(diào)零”和“歐姆調(diào)零”:。(3)倍率選擇:。(4)換擋需重新進(jìn)行調(diào)零。(5)讀數(shù)之后要乘以得到阻值。(6)電池用久了,電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大,使測(cè)量結(jié)果。變式訓(xùn)練1、圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋．(1)圖(a)中的A端與______色表筆相連接．(2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是______．A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B．使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C．使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝_____Ω，R4＝_____Ω.(4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為______；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為_____；若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為______．2.如圖所示是一個(gè)多量程多用電表的簡(jiǎn)化電路圖,請(qǐng)完成下列問題.(1)多用電表的紅表筆應(yīng)是圖甲中的(選填“A”或“B”).

(2)當(dāng)開關(guān)S旋到位置5、6時(shí),電表用來測(cè)量；當(dāng)S旋到位置時(shí),電表可測(cè)量直流電流,且量程較大.

(3)某同學(xué)用此多用電表測(cè)量某電阻,選用“×10”倍率的歐姆擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)很小,因此需選擇倍率的歐姆擋.若該多用電表使用一段時(shí)間后,但此表仍能歐姆調(diào)零,用正確使用方法再測(cè)量同一個(gè)電阻,則測(cè)得的電阻值將.

(4)某實(shí)驗(yàn)小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理,組裝如圖乙所示的簡(jiǎn)易歐姆表。實(shí)驗(yàn)器材如下:A.干電池(電動(dòng)勢(shì)E為3.0V,內(nèi)阻r不計(jì));B.電流計(jì)G(量程0~300μA,內(nèi)阻99Ω);C.滑動(dòng)變阻器R;D.定值電阻R0=1Ω;E.導(dǎo)線若干,紅、黑表筆各一支.①表盤上100μA刻度線對(duì)應(yīng)的電阻刻度值是Ω.

②如果將R0與電流計(jì)并聯(lián),如圖丙所示,這相當(dāng)于歐姆表?yè)Q擋,則滑動(dòng)變阻器R阻值應(yīng)調(diào)為Ω,換擋前、后倍率之比為.

參考答案例65.006.67【詳解】（1）把量程為3V的電壓表改裝成量程是5V的電玉表需要串聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)電阻分壓是2V，電壓表兩端電壓是分壓電阻電壓的1.5倍，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，串聯(lián)電阻阻值為電壓表內(nèi)阻的，串聯(lián)電阻阻值（2）由題意可知，電流表內(nèi)阻大于電源內(nèi)阻，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，相對(duì)于電源，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示（3）改裝后電壓表量程是原電壓表量程的倍，電壓表示數(shù)為時(shí)，路端電壓為，由圖示電路圖，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：路端電壓整理得由圖乙所示圖像可知，圖像的縱軸截距圖像斜率的絕對(duì)值解得1．0.75R11.50.80偏小偏小【詳解】（1