2018高考沖刺 電學(xué)實驗專題1 實驗基礎(chǔ)知識

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1、 高考沖刺專題——電學(xué)實驗 　電流表、電壓表的讀數(shù)及改裝 1． 兩種電表的讀數(shù)方法 電流表 電壓表 符號 參數(shù) 量程：0～0.6 A，0～3 A 內(nèi)阻：小于1 Ω 量程：0～3 V，0～15 V 內(nèi)阻：3 kΩ，15 kΩ 讀數(shù) 方法 視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3 A量程估讀到最小分度的，0.6 A 量程的估讀到最小分度的 視線垂直于刻度盤表面，一般都需估讀，3 V量程估讀到最小分度的，15 V 量程的估讀到最小分度的 2.電表的改裝 改裝成電壓表 改裝成電流表 內(nèi)部電路 改裝原理 串聯(lián)分壓 并聯(lián)分流 改裝

2、后的量程 U＝Ig(R＋Rg) I＝Ig 量程擴大的倍數(shù) n＝ n＝ 接入電阻的阻值 R＝－Rg＝(n－1)Rg R＝＝ 改裝后的總內(nèi)阻 RV＝Rg＋R＝nRg RA＝＝ 校對電路 改裝成的電流表 改裝成的電壓表 1．[電壓表、電流表和電阻箱的讀數(shù)](1)①圖1所示的電流表使用0.6 A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)是________A；當(dāng)使用3 A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A。 ②圖2所示的電壓表使用較小量程時，每小格表示________V，圖中指針的示數(shù)為_____

3、___V。若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示________ V，圖中表針指示的是________V。 　　　　　　 圖1　　　　　　　　　圖2 (2)旋鈕式電阻箱如圖3所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為______Ω。今欲將接入電路的電阻改為2 087 Ω，最簡單的操作方法是________。若用兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為________。 圖3 2． [電流表、電壓表的改裝]小明在實驗室測量某金屬絲的電阻率時，經(jīng)分析需要一個量程為6 V的電壓表與一個量程為0.6 A的電流表，但實驗室為其提供的器材有兩個滿偏電流為Ig＝3 mA

4、、內(nèi)阻為Rg＝120 Ω的電流表，兩個最大阻值為9 999.9 Ω的電阻箱?，F(xiàn)用以上器材改裝成滿足上述要求的電壓表和電流表，要得到量程為6 V的電壓表需將__________聯(lián)的電阻箱調(diào)到__________Ω，要得到量程為0.6 A的電流表需將__________聯(lián)的電阻箱調(diào)到__________ Ω。 　測量電路與控制電路的選擇與設(shè)計 1．測量電路 (1)電流表的內(nèi)接法和外接法的比較 內(nèi)接法 外接法 電路圖 誤差原因 電流表分壓 U測＝Ux＋UA 電壓表分流 I測＝Ix＋I(xiàn)V 電阻 測量值 R測＝＝Rx＋RA＞Rx，測量值大于真實值 R測＝＝＜

5、Rx，測量值小于真實值 適用條件 RA?Rx RV?Rx 適用于 測量 大阻值電阻 小阻值電阻 (2)兩種電路的選擇 ①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)偏大、小外偏小”。 ②臨界值計算法： Rx＜時，用電流表外接法； Rx＞時，用電流表內(nèi)接法。 ③實驗試探法：按圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采

6、用電流表內(nèi)接法。 2．控制電路 (1)滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法 　方式 內(nèi)容　　 限流式接法 分壓式接法 對比說明 兩種接法電路圖 串、并聯(lián)關(guān)系不同 負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍 ≤U≤E 0≤U≤E 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大 負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍 ≤I≤ 0≤I≤ 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大 閉合S前滑片P位置 b端 a端 都是為了保護電路元件 (2)必須選用分壓式的“3種情況” ①若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求，既若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或

7、電壓)，則必須選用分壓式接法。 ②若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化不明顯，此時，應(yīng)改用分壓式接法。 ③若實驗中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法。 1．[測量電路的選擇]在伏安法測電阻的實驗中，待測電阻Rx約為200 Ω，電壓表的內(nèi)阻約為2 kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，測量電路中電流表的連接方式如圖4(a)或(b)所示，結(jié)果由公式Rx＝計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則__________(填“Rx

8、1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值，且測量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值，測量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值。 圖4 2．[控制電路的選擇]有一個電阻Rx，其阻值大約是10 Ω，請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，以便測量其阻值?？晒┻x擇的電路如圖5。可供選擇的器材是： 圖5 A．電動勢4.5 V、內(nèi)阻不計的電源E B．量程為15 V、內(nèi)阻10 kΩ的電壓表V1 C．量程為3 V、內(nèi)阻6 kΩ的電壓表V2 D．量程為300 mA、內(nèi)阻4 Ω的電流表A1 E．量程為5 A、內(nèi)阻2 Ω的電流表A2

9、 F．最大阻值20 Ω、額定電流1.5 A的滑動變阻器R1 G．最大阻值500 Ω、額定電流0.5 A的滑動變阻器R2 H．開關(guān)和若干根導(dǎo)線。 則選用的電路是____________(填甲或乙)，選用的器材是__________(填器材的字母代號)。 3．[實驗電路的設(shè)計]為了測量某待測電阻Rx的阻值(約為30 Ω)，有以下一些器材可供選擇。 電流表A1(量程0～50 mA，內(nèi)阻約10 Ω)； 電流表A2(量程0～3 A，內(nèi)阻約0.12 Ω)； 電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻很大)； 電壓表V2(量程0～15 V，內(nèi)阻很大)； 電源E(電動勢約為3

10、V，內(nèi)阻約為0.2 Ω)； 定值電阻R(20 Ω，允許最大電流1.0 A)； 滑動變阻器R1(0～10 Ω，允許最大電流2.0 A)； 滑動變阻器R2(0～1 kΩ，允許最大電流0.5 A)； 單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。 (1)電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________。(填字母代號) (2)請在下面的虛線框內(nèi)畫出測量電阻Rx的實驗電路圖。(要求所測量范圍盡可能大) (3)某次測量中，電壓表示數(shù)為U時，電流表示數(shù)為I，則計算待測電阻阻值的表達(dá)式為Rx＝________。 1. (2015·北京理綜，19)如

11、圖6所示，其中電流表A的量程為0.6A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍。若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是(　　) 圖6 A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04 A B．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02 A C．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06 A D．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01 A 2．(2017·四川資陽期末)如圖7甲所示為某次測量時電壓表的刻度盤的情形，若當(dāng)時使用的是該表的0～3 V量程，那么電壓表

12、讀數(shù)為________V，若當(dāng)時使用的是該表的0～15 V量程，那么電壓表讀數(shù)應(yīng)為________V；如圖乙所示的電阻箱的讀數(shù)為________Ω。 圖7 3．某實驗小組要精確測定一個額定電壓為3 V的LED燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻大約為300 Ω，電學(xué)符號與小燈泡電學(xué)符號相同。 實驗室提供的器材有： A．電流表A1(量程為15 mA，內(nèi)阻 RA1約為10 Ω) B．電流表A2(量程為2 mA，內(nèi)阻RA2＝20 Ω) C．定值電阻R1＝10 Ω D．定值電阻R2＝1 980 Ω E．滑動變阻器R(0～20 Ω)一個 F．電壓表V(量程為15 V，內(nèi)阻RV

13、約為3 kΩ) G．蓄電池E(電動勢為4 V，內(nèi)阻很小) H．開關(guān)S一個 (1)要完成實驗，除蓄電池、開關(guān)、滑動變阻器外，還需選擇的器材有__________(填寫器材前的字母編號)。 (2)畫出實驗電路圖。 (3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達(dá)式Rx＝__________，說明式中題目未給出的各物理量的意義：________________________________________________ ____________________________。 4．(2016·海南單科，12)某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)電壓表的電路圖如圖8所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電

14、路。 圖8 (1)已知表頭G滿偏電流為100 μA，表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為900 Ω。R1、R2和R3是定值電阻。利用R1和表頭構(gòu)成1 mA的電流表，然后再將其改裝為兩個量程的電壓表。若使用a、b兩個接線柱，電壓表的量程為1 V；若使用a、c兩個接線柱，電壓表的量程為3 V。則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應(yīng)選R1＝________Ω，R2＝________Ω，R3＝________Ω。 (2)用量程為3 V，內(nèi)阻為2 500 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電壓表對改裝表3 V擋的不同刻度進(jìn)行校準(zhǔn)。所用電池的電動勢E為5 V；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50 Ω和5 kΩ。為方便實驗中調(diào)節(jié)電壓，圖中R應(yīng)選用最大阻值為________Ω的滑動變阻器。 (3)校準(zhǔn)時，在閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑動端P應(yīng)靠近________(填“M”或“N”)端。 (4)若由于表頭G上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn)，造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，則表頭G內(nèi)阻的真實值________(填“大于”或“小于”)900 Ω。