专题16 第2课时 电学实验(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考物理高效备考方案

零起点考大学 物 理 1 第二课时 电学实验 专题十六 实验 2 电学实验 测量电源的电动势和内阻 一 描绘小灯泡的伏安特性曲线 二 测定金属电阻率 三 考点2：电学实验 1.测量电源的电动势和内阻 （1）实验目的。 测定电池的电动势和内电阻。 （2）实验原理。 如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，由U=E－Ir可得，。 此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图像（如图2）,所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。 考点2：电学实验 （3）实验器材。 待测电池、电压表（0~3 V）、电流表（0~0.6 A）、滑动变阻器（10 Ω）、电键、导线。 （4）实验步骤。 ①电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按电路图连接好电路。 ②把滑动变阻器的滑片移到一端使阻值最大。 ③闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1，U1），用同样方法测量几组I、U的值。 ④打开电键，整理好器材。 ⑤处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。 考点2：电学实验 （5）注意事项。 ①要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。 ②在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。 ③干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。 考点2：电学实验 （1）实验目的。 ①描绘小灯泡的伏安特性曲线。 ②分析曲线的变化规律并得出结论。 ③能根据题目给出的实验数据，正确描出实验曲线，并由此计算相关物理量；能正确选择合适的仪表和器材，选择合适的量程和进行正确的实物连路。 ④能处理相关的拓展性的实验课题；能够根据伏安特性曲线求出功率或导体电阻大小。 （2）实验原理。 在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，I-U图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡的电压U和电流I，然后在坐标纸上以I为纵轴，以U为横轴画出I-U曲线。 2.描绘小灯泡的伏安特性曲线 考点2：电学实验 （3）实验器材。 小灯泡、4～6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。 （4）实验步骤。 ①适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。 ②滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合电键S。 ③改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开电键S。 ④在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。 ⑤拆去实验线路，整理好实验器材。 考点2：电学实验 （5）注意事项。 ①因本实验要作出I-U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法。 ②本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。 ③电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5 V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。 ④电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端。 ⑤坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度值应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。 考点2：电学实验 （1）螺旋测微器的读数。 测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出。测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)。 螺旋测微仪需要估读，最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位。 如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。 2.测定金属的电阻率 考点2：电学实验 （2）游标卡尺的读数。 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表： 考点2：电学实验 1.（1）如图所示的游标卡尺，读数为 mm； 【解析】（1） [1]游标卡尺的读数为主尺的读数+游标尺的读数， 故图示读数为23 mm+17×0.05 mm=23.85 mm。 23.85 考点2：电学实验 （2）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，则金属丝的直径为 mm； 【解析】（2）[2]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数，故金属丝的直径为 0+4.5×0.01 mm=0.045 mm。 0.045 考点2：电学实验 （3）图中用3 V量程时，表针的示数是 V； 当使用15 V量程时，图中表针示数为 V。 【解析】（3）[3]当电压表量程为3 V时，每一小格为0.1 V，故指针所指读数为1.70 V。 [4]当使用15 V量程时，每一小格为0.5 V，故指针所指读数为8.5 V。 1.70 8.5 考点2：电学实验 （3）伏安法测电阻。 ①电流表、电压表的应用。 考点2：电学实验 ②伏安法测电阻的电路选择。 a.阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。 b.临界值计算法。 时，用电流表外接法。 时，用电流表内接法。 c.实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。 考点2：电学实验 （4）测量金属的电阻率。 ①实验目的。 a.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法。 b.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。 c.会用伏安法测电阻，并能测定金属的电阻率。 ②实验原理。 由得，因此，只要测出金属丝的长度l， 横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。 a.把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R()。 电路原理图如图所示。 考点2：电学实验 b.用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S。 c.将测量的数据代入公式求金属丝的电阻率。 特别提示：因为本实验中被测金属丝的电阻值较小，所以实验电路采用电流表外接法。 ③实验器材。 毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干。 考点2：电学实验 ④实验步骤。 a.直径测定：用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积。 b.电路连接：连接好用伏安法测电阻的实验电路。 c.长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求其平均值l。 d.U、I测量：把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内，断开开关S，求出金属导线电阻R的平均值。 e.拆除电路，整理好实验器材。 考点2：电学实验 ⑤数据处理。 a.在求R的平均值时可用两种方法。 ◆用分别算出各次的数值，再取平均值。 ◆用U-I图线的斜率求出。 b.计算电阻率：将记录的数据R、l、d的值代入电阻率计算式。 考点2：电学实验 ⑥误差分析。 a.金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。 b.采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。 c.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等也会带来偶然误差。 d.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。 考点2：电学实验 ⑦注意事项。 a.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。 b.测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值。 c.测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值。 d.求R的平均值时可用两种方法：第一种是用算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像(U-I图线)来求出。若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。 $