nullnull2013届高考物理一轮复习--物理电学实验专
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
复习null 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的 null一、电流表的构造和工作原理
1、构造：永磁铁和放入永磁铁磁场的可转动线圈组成 θ∝I大约几欧到几十欧null二、把灵敏电流计改为电压表电路图（2）电压表的内阻：Rv=Rg+Rnull三、把灵敏电流计G改为电流表A
（2）电流表的内阻：RA=Rg×R/(R+Rg)null 四 关于电流表和电压表的读数方法： 1．使用时应注意
(1)使用前若指针未对准零刻度线，应进行零点调整(机械调零)．
(2)选择合适的量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的 但又不能超过量程．
(3)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端．电表“＋”“－”接线柱不能接反．
null2．读数方法
(1)读数时应使视线垂直刻度盘表面．
(2)估读问题
①最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分度的下一位，在下一位
按十分之一估读．
②最小分度为“2”、“5”的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在
同一位按二分之一、五分之一估读．
null 量程为0.6A的电流表，满刻度绝对误差最大为±0.015A，最小分格为0.02A，指针偏转不够一个分格的部分用半格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为0.15A.null 量程为3A的电流表，满刻度绝对误差最大为±0.075A，最小分格为0.1A，指针偏转不够一个分格的部分用1/10格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为0.74A.null 量程为3V的电压表，满刻度绝对误差最大为±0.075V，最小分格为0.1V，指针偏转不够一个分格的部分用1/10格估读法，读数为两位小数。如图，电压表读数为2.38V.null 量程为15V的电压表，满刻度绝对误差最大为±0.375V，最小分格为0.5V，指针偏转不够一个分格的部分用1/5格估读法，读数为一位小数。如图，电压表读数为11.7V.null如图7－3－1甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“＋”和“－0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是________A，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A；当使用电流表的“＋”和“－3”两接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A.
null图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过________V，每小格表示________V，图中指针示数________V；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示________V，图中指针示数________V.
答案：对图甲：0.6 0.02 0.34 0.1 1.70 对图乙：3.0 0.1 2.20 0.5 11.0null1）、限流式：2）、分压式：四、滑动变阻器的两种接法null（2）、滑动变阻器电路①、限流电路负载电阻两端的电压变化范围为：当R<
>RA
采用电流表外接法的条件：Rv>>Rx 例题解析电流表内、外接判断方法用试触法进行判断2、当不满足Rx>>RA和Rv>>Rx关系时3、当Rx、RA、Rv的阻值未知时null② 试触法b.选择方法：将电压表分别接a、b两点结论：两次接触，那个表示数变化明显 , Rx就与那个表“近接”a.条件：未给出RX的估计阻值 如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足RX<>RA,应选用内接法．P 应接在b 处。 null实验电路（电流表内外接法）选择的依据 R测＝U/I＞Rx 偏大R测＝U/I＜Rx 偏小电流表的分压电压表的分流null请 牢 记给阻值 看比值
与比值大表近接无阻值 看变化
与变化大表近接内接和外接的确定小结:null伏安法测电阻之发散思维2．“安安法”电流表的创新使用－－测电压．条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用．1．“伏安法”测电压表的电阻电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻．没有系统误差没有系统误差此电路能否测量出电流表的内阻？根据并联分流进行测量没有系统误差null3．“伏伏法”电压表的创新使用－－测电流．条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用．没有系统误差存在系统误差能否消除？根据串联分压进行测量没有系统误差没有系统误差 【备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。 替代比较法测电阻替代比较法测电阻替代法测量电阻比较法测量电阻∵I2R =I1 Rx ∴ Rx = I2R /I1 （不计电源内阻）null4.仪器的选择 ⑴安全性原则 要保证所用仪器的安全，电源最大允许通过的电流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用电器的额定电压电流等。选择电源、电表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。⑵精确性原则 尽量减小实验误差。选择电表时，在保证电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/3），电表达不到满偏的1/3是不允许的。null⑶操作性原则： 如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压(电流)比较方便；当其阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压(电流)比较方便．⑷选择的一般步骤 ①根据实验要求设计合理的实验电路；
②找出唯一性的器材；
③估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程；
④根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器.null例1.用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A，内阻接近1Ω，伏特表的量程为3V，内阻为5KΩ;电源的电动势为6V，变阻器的阻值为0—20 Ω 。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：null例2：有一个电阻Rx，其阻值大约是25kΩ ，可供选择的器材是： 电流表A1 (0----100μA, 2kΩ) 电流表A2 (0----500μA, 300Ω) 电压表V1 (0----10V, 100kΩ） 电压表V2 (0----50V, 500KΩ） 直流稳压电源 E（15V，1A） 滑动变阻器 R (1kΩ, 1W) 电键K和若干根导线． 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。解：（1）电压表、电流表的选择由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动变阻器必须用分压器接法。若电压表选V2（50V），因为电源电压15V不足其量程的1/3，所以电压表应选V1（10V）。null（2）电流表内接法和外接法的选择 实验电路图因为RX=25KΩ＞＞RA=300Ω，所以采用电流表内接法由于用分压器接法时，电阻RX 中的最大电流为 Imax= 10V /25KΩ = 0.4mA = 400μA所以电流表选A2（500 μA ）null 例3. 如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：
(1)待测电阻Rx（约100Ω）
(2)直流毫安表（量程0～10mA，内阻50Ω）
(3)直流电压表（量程0～3V，内阻5kΩ）
(4)直流电源（输出电压4V，内阻可不计）
(5)滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A）
(6)电键一个，导线若干条．
根据器材的规格和实验要求，
在本题的实物图上连线． null答：因毫安表内阻与待测电阻相近，必须“外接”． 因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接
成分压电路，（全题6分．电源、滑动变阻器连接成分压电路，占3分．除电键接错扣1分外，其它任何错都不给这3分．伏安法测电阻的电路占3分，其中电流表应外接，即电压表应直接与待测电阻并联．这部分接线中有任何错误都不给这3分．）nullA1 例4．某电压表的内阻在20～50kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:待测电压表V(量程3V)
电流表A1(量程200μA )
电流表A2(量程5mA)
电流表A3(量程0.6A)
滑动变阻器R(最大阻1KΩ)
电源ε(电动势4V)
电键K.
(1)所提供的电流表中,应选用_______(填写字母代号).(2)为了尽量减小误差,要求测多组数据.试在方框中画出符合要求的实验电路图．解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法．由于电压表中通过的最大电流为Imax= 3V/20KΩ = 150μA，因此电流表应选用A1．null 【例题2】（2006年全国Ⅰ、Ⅲ）现要测量某一电压表 的内阻。给定的器材有：待测电压表 （量程2V，内阻约4kΩ）；电流表 （量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。
⑴试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）
⑵电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV =_________。 【命题意图】本题考查了电压表内阻的测量，实验中真正的难点在于如何获得电压表中流过的电流大小，此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。2000年高考 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。（1）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算，r1，则所用的表达式为r1=_____________，式中各符号的意义是：_________________________________。2000年高考null根据并联电路两端电压相等，
将两电流表并联，如图示：解：电流表I1m=10mA, r1 ≈ 40Ω R1=100 Ω R2=50 Ω若滑动变阻器用限流接法，Imin =1.5/190=0.08A=8mAImax=10mA电流的变化范围很小，应该用分压器接法。因为电压表读数很小，Um =0.4V , 不能用伏安法量，调节滑动变阻器的电阻，测出多组两电流表的读数，由 I1 r1 =I2 r2得 r1= I2 r2 ／ I1评分
标准
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.（1）如图所示（5分。若电阻R1与电池串联，不扣分；若R2用作限流电阻，正确的同样给分。）（2）I1表示通过电流表A1的电流，I2表示通过电流表A2的电流，r2表示电流表A2的内阻。（3分，未说明r2的不扣分。）三．半偏法测量电流表的内阻三．半偏法测量电流表的内阻1.原理 半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻．2.电路3.步骤1.先闭合S1 ，调节R1使电流表指针满偏.2.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值.3.若R1＞100R2 ，有Rg=R2null4.误差分析 在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开关S2时，调节R2使电流表半偏，即通过电流表的电流为Ig/2，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，即比Ig稍大，这样通过R2的电流将大于Ig/2，因此电流表内阻的测量值小于真实值．5.半偏法测电压表的内阻R测>R真1.把电阻箱R0的阻值调到0，把滑动变阻器的触头P滑到a端．3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值.4.若R<
公式
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为Rx＝_________________。 null解1：只有两个电压表,只能用比较法,电路图如图示:测出两个电压表的示数U1、U2，R并/r2=U1/U2解2: 也可将V1、 V2 都看作电流表,由并联电路特点得: I2=I1+Ix即 U2 / r2= U1 / r1 + U1 / Rx ∴ Rx= U1r1r2／(U2r1 - U1 r2 )注意:要求电压表的读数不小于其量程的1/3，
只能用分压器接法,
V2的量程大于V1,
V2应在干路中.题目上页null解3：仍用比较法，电路图如图示：
测出两个电压表的示数U1、U2，解4：将V1、 V2 分别看作电流表和电压表,由伏安法得r1+Rx=U2/I1 = r1 U2/U1 ∴ Rx=(U2 - U1 )r1 /U1注意:要求电压表的读数不小于其量程的1/3，
只能用分压器接法,
V2的量程大于V1,
V1应在与Rx串联.题目上页null 15.为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2＝0.80mA，记录电
流强度值。由此可得被测电
阻的阻值为________。解：解得 Rx =375 375null经分析，该同学认为上述
方案
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中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：
断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流
表的示数为____________，
记录此时电阻箱的阻值，
其大小为R0。由此可测出
Rx＝___________。点拨：这是替代法测电阻IR0null测定电源的
电动势和内阻测定电动势内阻电路测定电动势内阻电路用电流表和电压表测E、r用电流表和电压表测E、r 实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。 为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用U-I 图象处理实验数据.将点描好后,用直尺画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致相等.这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小. 这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E (对应的I=0) ,斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。特别要注意：有时纵坐标的
起始点不是0，求内阻的一般
式应该是 r=|ΔU/ΔI |。伏安法测E、r实验中测量值和真实值的比较1：伏安法测E、r实验中测量值和真实值的比较1：1.安培表内接在并联电路之内的电路: 解：作 U=E-Ir 图线如图实线示：式中的U是路端电压,
I 应是通过电源的电流， I实= IA + IV = (IA +U/RV)可见U越大，差值(I实- IA )就越大，
U=0时，差值(I实- IA )也为0，实际的U-I图线如图虚线示：斜率增大∴ E测< E真 r测< r真该电路适用于滑动变阻器阻值很小
(电源内阻很小)的情况.伏安法测E、r实验中测量值和真实值的比较2：若将电流表的内阻并入电池中，则U路和
I的测量值就都准确了,E的测量值就准确了,
测出的内阻是电源内阻r和电流表的内阻之和。
U路= E- I (RA +r) = E- I r'伏安法测E、r实验中测量值和真实值的比较2：2.安培表外接在并联电路之外的电路: 解：作 U=E-Ir 图线如图实线示：式中的 I 是通过电源的电流，
U应是路端电压,U路= UA + UV = ( I RA +UV)可见I 越大，差值 I RA就越大， I=0时差值为0 实际的U-I图线如图虚线示：∴ E测 =E真 r测 > r真该电路适用于滑动变阻器阻值很大
(电源内阻很大)的情况.null 13.利用如图a所示的电路图测量电源电动势和内电阻，器材如图b所示，请用实线代表导线，将图b中器材连成实验用电路。解：实验用电路如图示null画出U—I图线如图示：E=1.46Vr=0.72Ωnull14、如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端。
(1)为了探测黑箱，小明进行了以下几步测量：
①用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻；
②用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；
③用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流．
你认为以上测量中不妥的有： (填序号)，
理由是： .①、③①中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，③中可能会造成短路。null(2)含有电源的黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源的两极)，小明想测定这个等效电源的电动势和内阻，设计了如图乙所示的测量电路，此电路同时能测出电阻R0的阻值。小明将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了三个电表的一系列示数．记录在下面两个表格中。
表格一表格二null①在图丙的坐标纸中分别作出R0的U-I 图象和电源的U-I 图象。②根据作出的图象可以求出定值电阻R0=______Ω，电源电动势E=_______V，内电阻r=_______Ω
③若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0值_____实际值；测得的电源电动势E的值_____实际值，内阻r的测量值_____实际值（横线上选填“大于、等于、小于”）．解见下页2.01.501.0大于小于小于题目null解：表格一应是电压表V2的读数，表格二应是电压表V1的读数，即路端电压。两表读数之差U1-U2是电阻R0两端的电压电源的U-I 图象和电阻R0的U-I 图象如图示题目第2页null王红同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0。他设计了如图所示的电路来测量R0的阻值，实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I 的一系列值。（1）他在同一坐标纸上分别作出U1－I、U2－I图线，则所作的直线斜率较大的是 . U2－I解：U1－I图线的斜率等于电源内阻r ，U2－I图线的斜率等于电源内阻r与电阻R0之和，null（2）定值电阻R0的计算表达式是： R0= (用测得的物理量表示)， 若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0值 （填“大于”、“等于”或“小于”）实际值。
（3）张超同学说：“在王红同学所用的实验器材中，如果知道电流表的内阻rA，就能少用一个电压表测出电动势、内阻以及R0的值。请你在虚线框中画出张超同学设想的电路图，并写出
简单实验步骤和E、r、R0三个物理量的计算式。大于null（3）解：电路图如图示：实验步骤：①按电路图连接好电路；②闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器短路，测得两电表读数为U1、I1；③移动滑片P使滑动变阻器不短路，测得两电表读数为U2、I2；④整理器材，数据处理。由闭合电路欧姆定律E=U1+I1r, E=U2+I2r由部分电路欧姆定律U1=I1(R0+rA),解得计算公式为：题目四．多用电表测内阻一．表面结构四．多用电表测内阻１．表盘分清三条刻度线所测量的物理量最下面的一条刻度线分布不均匀（开始阶段较密集），是用来测交流电压的．最上面的刻度线右端标有“0”，从右向左，刻度线依次变密，是用来测电阻的；中间的刻度线共50个小格，分布均匀，是用于测电流和直流电压的；null2．选择开关多用电表的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程．将多用电表的选择开关转到电流（压）档，多用电表相当于一个电流（压）表，其使用方法和读数与电流（压）表相同．当选择开关旋转到电阻档，就可以测电阻了．电流（压）档上标示为量程，欧姆档上标示为倍率．null二．测量电路电流档电路欧姆档电路电压档电路null1.使用电流档和电压档时，都不用内电源，必须要有外电源；使用欧姆档时，只能使用内电源，不能再有外电源．2.不管使用电流档、电压档还是欧姆档时，电流都从多用电表的红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表标．以保证电流表能从左向右偏转．注意：使用欧姆档时，红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极．3.多用电表的欧姆档刻度不均匀，只有中央部分便于观察，所以使用欧姆档，要尽量使指针偏转到中央附近；而电流档和电压档则是越接近满偏时误差越小，所以使用电流档和电压档，要尽量使指针的偏转角度大一些．null三．欧姆档的测量原理根据闭合回路的欧姆定律测量R、Rg和r均为定值电阻电流I与待测电阻Rx之间存在着一一对应的
函数
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关系，因此可以通过电流的测量达到测量电阻的目的．在刻度盘直接标出与电流I对应的电阻Rx值，可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值．由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反．null２.欧姆调零.当两表笔接触时，Rx=0，此时电流调到满偏值,对应电阻值为零,刻度0１.机械调零．当两表笔间不接电阻时（即不接触），指针不偏，电阻无限大，刻度无限大欧姆表的刻度3.中值电阻等于欧姆档的内阻．因此欧姆档的不同倍率内阻不同．null四．欧姆档的测量步骤1．机械调零．检查多用电表的指针是否停在表盘零刻度线，若不指零，可用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处．2．选择合适挡：由于欧姆表的中值电阻是几十欧姆，而用欧姆档测电阻时指针指到中央附近读数比较准确，因此所选倍率比待测电阻的估计值小一个数量级．3．欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮使指针指在欧姆表零刻度线位置，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。4．测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，如果指针在中央附近，表针示数乘以倍率，即为待测电阻的阻值。如果指针靠近左右两端，可根据“大量程大角度偏，小量程小角度偏”规律选择合适倍率重新调零，按步骤3、4进行．5．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。大量程大角度偏小量程小角度偏换档重新调零测量完毕旋离示数不用估读示数要乘倍率null用电压档测量待测两端电压用欧姆档测量待测两端电阻是是是否否是内含电源否定值电阻否五．用多用电表探索黑箱内电学元件思路
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