第10章 专题强化18 电学实验综合（课件PPT）-【优化指导】2025年高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教多选版）

第十章　电路　电能 专题强化18　电学实验综合 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 返回导航 高考总复习 第1轮 物理 第十章　电路　电能 谢谢观看！ 热点一　两种测电阻的方法 半偏法测电表内阻 1.电流表半偏法 (1)核心操作 ①断开S2，闭合S1，调节R0，使A表满偏为Im； ②保持R0不变，闭合S2，调节R，使A表读数为 eq \f(Im,2) 。 (2)实验结论：可认为RA＝R。 (3)误差分析： ①测量值偏小：RA测＝R＜RA真。当闭合S2时，总电阻减小，总电流大于Im，而此时电流表读数为 eq \f(Im,2) ，则流经R的电流超过 eq \f(Im,2) ，所以R的值比电流表的电阻小，而我们把R的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。 ②减小误差的方法：滑动变阻器的值R0比RA越大，误差越小，所以选电动势较大的电源、阻值非常大的滑动变阻器。 2．电压表半偏法 (1)核心操作 ①将R2调为零，闭合S，调节R1，使V表满偏为Um； ②保持R1不变，将R2由零增大，使V表读数为 eq \f(1,2) Um。 (2)实验结论：可认为RV＝R2。 (3)误差分析： ①测量值偏大：RV测＝R2>RV真。当R2由零增大时，R2和电压表两端的总电压超过Um，由于电压表读数等于 eq \f(1,2) Um，则R2的电压大于 eq \f(1,2) Um，所以R2>RV真。 ②减小误差的方法：滑动变阻器的值R1比RV越小，误差越小，所以选电动势较大的电源、阻值较小的滑动变阻器。 [典例1] (2024·安徽池州测试)甲同学要把一个最大量程为200 μA的直流电流计G，改装成量程是0～4 V的直流电压表。 (1)甲同学按如图所示电路，用半偏法测定电流计G的内电阻rg，其中电阻R0约为1 kΩ。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用____________，电阻器R1应选用________，电阻器R2应选用________(选填器材前的字母)。 A．电源1(电动势1.5 V) B．电源2(电动势6 V) C．电阻箱(0～999.9 Ω) D．滑动变阻器(0～500 Ω) E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1 kΩ) F．电位器(0～51 kΩ) (2)该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是：____________，_______________________， ____________，________，最后记录R1的阻值并整理好器材。(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母) A．闭合S1 B．闭合S2 C．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 D．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 E．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 F．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 (3)如果所得的R1的阻值为300.0 Ω，则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为______Ω，该测量值________(填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值。 (4)给电流计G________(填“串”或“并”)联一个阻值为________kΩ的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4 V的电压表。 解析：(1)用半偏法测量表头内阻时，首先选择滑动变阻器(最大阻值必须大于电路所需的最小电阻)，根据电路的电压为电动势，电路的最大电流为电流计的满偏电流，则最小电阻为 eq \f(6,0.2×10－3) Ω＝3.0×104 Ω＝30 kΩ或 eq \f(1.5,0.2×10－3) Ω＝7.5×103 Ω＝7.5 kΩ，考虑到保护电阻约为1 kΩ，则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29 kΩ或6.5 kΩ，所以电路图中的R2只能选F。表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源选择电动势为6 V的B，而R1是用来测量表头内阻的电阻箱，只能选C。 (2)实验步骤：第一步闭合S2；第二步调节R2阻值，使电流计满偏；第三步闭合S1；第四步调节R1阻值，使电流计半偏；第五步读出R1阻值即为待测表头的内阻，故后续的实验操作步骤依次为BCAE。 (3)R1的示数为待测电流计的内阻，是300.0 Ω，闭合S1后，电路的总电阻减小，当电流计半偏时干路上的电流就大于电流计的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于电流计的满偏电流，所以电阻箱的阻值略小于电流计的内阻。 (4)给电流计串联一个电阻可以改装为电压表，改装后的电压表的内阻为RV＝ eq \f(Um,Ig) ＝ eq \f(4,0.2×10－3) Ω＝2.0×104 Ω＝20 kΩ，则串联电阻的大小为20 kΩ－300 Ω＝19.7 kΩ。 答案：(1)B　C　F　(2)B　C　A　E　(3)300　略小于　(4)串　19.7 电桥法测电阻 (1)核心操作：调节R3，使G的示数为0。 (2)实验结论：Rx＝ eq \f(R2R3,R1) 。当IG＝0时，有UAB＝0，则UR1＝UR3，UR2＝URx；根据欧姆定律有 eq \f(UR1,R1) ＝ eq \f(UR2,R2) ， eq \f(UR1,R3) ＝ eq \f(UR2,Rx) ，解得R1Rx＝R2R3或 eq \f(R1,R2) ＝ eq \f(R3,Rx) 。 [典例2] (2024·山东淄博模拟)某同学利用如图所示的电路测量一个微安表(量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω)的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω)；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。 (1)完成下列填空： ①R1的阻值为_______(填“20”或“2 000”)Ω。 ②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图中滑动变阻器的________(填“左”或“右”)端对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。 ③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1；将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置；最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)。 ④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为________Ω(保留到个位)。 (2)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：__________________。 解析：(1)①滑动变阻器R1采用分压式接法，为了方便调节要选择阻值较小的滑动变阻器，故R1的阻值为20 Ω。 ②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端对应的位置。 ③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1；将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置；最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通后在BD中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等。 ④由题意知， eq \f(2500.0 Ω,RμA) ＝ eq \f(RμA,2601.0 Ω) ，解得 RμA＝ eq \r(2 500.0×2 601.0) Ω＝2 550 Ω。 (2)为了提高测量精度，应调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。 答案：(1)①20　②左　③相等　④2 550 (2)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程 热点二　定值电阻在电学实验中的应用 1．应用定值电阻保护电表，保护电源。 2．定值电阻结合电流表可以当电压表使用。 3．定值电阻结合电压表可以当电流表使用 [典例3] (2024·四川德阳模拟)用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2 V，内阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有： A．电压表V(量程3 V)； B．电流表A1(量程0.6 A)； C．电流表A2(量程3 A)； D．定值电阻R0(阻值4 Ω，额定功率4 W)； E．滑动变阻器R(阻值范围0～20 Ω，额定电流1 A)。 INCLUDEPICTURE "2025版优化指导.高考总复习.第1轮.物理（配人教多选版）教用/rjwlss899.tif" \* MERGEFORMAT 　　 (1)电流表应选________(填器材前的字母代号)。 (2)将图乙中的实物按图甲的电路连线。 (3)根据实验数据作出U­I图像(如图丙所示)，则蓄电池的电动势E＝_______V，内电阻r＝_______Ω。 (4)定值电阻R0在电路中的作用是 __________________________________________________________________ _________________________________________________(只要求写出一点)。 解析：(1)由于滑动变阻器及定值电阻的额定电流均为1 A，所以电流表应选B。 (2)实物连线图如图所示。 (3)根据U＝E－I(R0＋r)可知，E＝2.10 V，r＝ eq \f(2.10－0,0.50) Ω－4 Ω＝0.20 Ω。 (4)①根据I＝ eq \f(E,R0＋r＋R) 可知，R0可以起到保护电流表的作用；②由于可以把R0等效为电池内电阻的一部分，因此可以增大等效内电阻的测量值，减小误差；③当改变滑动变阻器阻值时，电压表示数变化大，便于计算和作图。(回答一个就可) 答案：(1)B　(2)见解析图　(3)2.10　0.20　(4)保护电流表(或增大电源的等效内电阻的测量值，减小误差等) 热点三　电学实验的设计、仪器选择 电学实验设计的“三原则” 1．安全性原则 设计方案时，应安全可靠，不会对仪器、器材造成损坏。 (1)选用器材时，应考虑仪器、器材的性能及量值(如仪表的量程、电器的额定值等)的要求。 (2)设计方案时，应准备好保护措施。 2．精确性原则 实验误差应控制在误差允许的范围之内，尽可能选择误差较小的方案。 (1)在安装器材时或在使用仪器之前，应按实验要求对器材、仪器精心调整。如在使用某些仪表前，应进行机械调零。 (2)选用合适的测量工具(直尺、仪表)及合适的量值范围，使之与被测数值相匹配。如使用多用电表测量某电阻时，应选用合适的挡位，使测量时电表指针指在中央刻度值附近。 (3)实验中可能出现因操作不当带来的偶然误差，往往需要多次重复实验，获取多组实验数据，以备选取有效数据。 (4)设计合理的数据处理方式，如将多组有效数据相加后除以测量次数，取其算术平均值(一般求待测量的算术平均值，而不求某些中间量的算术平均值)。 3．简便性、直观性原则 设计实验应便于操作、读数、进行数据处理及实验者观察。 [典例4] (2020·江苏卷)某同学描绘一种电子元件的I-U关系图像，采用的实验电路图如图甲所示，V为电压表，mA为电流表，E为电源(电动势约6 V)，R为滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，R0为定值电阻，S为开关。 (1)请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整。 INCLUDEPICTURE "2025版优化指导.高考总复习.第1轮.物理（配人教多选版）教用/rjwlss905.tif" \* MERGEFORMAT (2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表。 电压 U/V 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 I/mA 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的I-U图线。 (3)根据作出的I-U图线可知，该元件是________(填“线性”或“非线性”)元件。 (4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R0，会导致的两个后果是________。 A．电压和电流的测量误差增大 B．可能因电流过大烧坏待测元件 C．滑动变阻器允许的调节范围变小 D．待测元件两端电压的可调节范围变小 解析：(1)根据电路原理图，沿着电流的方向进行实物电路图的连线，如图甲所示。 甲 (2)根据表格中的数据在方格纸上描出对应的各点，然后用平滑的曲线连接，使尽可能多的点位于曲线上，如图乙所示。 乙 (3)根据作出的I-U图线可知，待测元件为非线性元件。 (4)根据电路的原理图可知，若用导线代替电路中的定值电阻R0，则滑动变阻器所允许的调节范围会变小，稍有不慎就会导致通过待测元件的电流过大，烧坏待测元件或电流表，B、C正确；用导线代替定值电阻R0，不会增大测量误差，A错误；用导线替代定值电阻R0，原本加在被测原件和R0上的电压将全部加在待测原件两端，使得待沿原件两端电压可调节范围变大，D错误。 答案：(1)见解析图甲　(2)见解析图乙　(3)非线性 (4)BC 1．(2021·山东卷)热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一个热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻R-T(实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧)； 电源E(电动势1.5 V，内阻r约为0.5 Ω)； 电阻箱R(阻值范围0～9 999.99 Ω)； 滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)； 滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω)； 微安表(量程100 μA，内阻等于2 500 Ω)； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： (1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用__________(填“R1”或“R2”)。 (2)请在图乙中用笔画线代替导线，将实物图(不含温控装置)连接成完整电路。 乙 (3)某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6 000.00 Ω，该温度下热敏电阻的测量值为______Ω(保留到个位)，该测量值________(填“大于”或“小于”)真实值。 (4)多次实验后，学习小组绘制了如图丙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐______(填“增大”或“减小”)。 解析：(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器前半部分并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后该部分电阻变化越小，从而电压的值变化越小，故滑动变阻器应选R1。 (2)电路连接图如图所示。 (3)微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即R-T＋RμA＝6 000 Ω，可得R-T＝3 500 Ω，当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。 (4)由于是ln R-T eq \f(1,T) 图像，当温度T升高时， eq \f(1,T) 减小，从题图丙中可以看出ln R-T减小，从而R-T减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐减小。 答案：(1)R1　(2)见解析图　(3)3 500　大于 (4)减小 2．(2021·广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。 (1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔_________________________________________________________， 调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________。 (2)再按图连接好电路进行测量。 ①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到______(填“a”或“b”)端。 ②将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01。闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和R01。断开开关S。 ③再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02。断开开关S。 ④实验中记录的阻值R01________(填“大于”“小于”或“等于”)R02。此时热敏电阻阻值R-T＝______________________________________________。 (3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。 解析：(1)选择倍率适当的欧姆挡，将两表笔短接进行欧姆调零；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。 (2)①闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端。 ④因两次电压表和电流表的示数相同，因为R01＝R02＋R-T，即R-T＝R01－R02，可知R01大于R02。 答案：(1)短接　减小　(2)①b　④大于　R01－R02 $$