2017届高考物理一轮总复习必修部分第7章恒定电流热点专题系列8电学设计性实验的处理方法课件课件.ppt

* 必考部分 热点专题系列(八) ——电学设计性实验的处理方法 热点透析 * 热点概述：电学实验是高考每年必考内容，其中电学的设计性实验又成为近几年高考的热点。主要体现在运用新的实验方法或新的数据处理方法处理新情景下的物理实验问题，考查学生实验的创新和原理的迁移能力，题目相对新颖，难度稍大。 一、设计性实验实验方法的迁移 在电学实验中，电阻的测量已成为高考设计性实验的考查热点，且题型多变、方法灵活。如用伏安法测电阻，也可迁移到测电压表内阻和电流表内阻上去，而且测量方法较多。 1.实验设计流程 仔细审题→明确实验目的→广泛联系→寻找原型→确定实验原理→迁移实验方法→确定实验方案。 2.实验电路的选择 (1)测量电路的选择 要想精确测量电阻，选用好的实验方法很重要，如果电压表或电流表都是理想化电表，两种方法都能准确地测量出电阻的大小，但如果电压表和电流表都有电阻，选择好的方法能大大减少误差。下面我们以电压表内阻为RV，电流表内阻为RA，待测电阻为Rx，待测电阻Rx的测量值为R测＝进行说明，准确度取决于电压表与电流表读数。 电流表内接法 电流表外接法 当RxRA时采用误差小 或当Rx时采用 当RVRx时采用误差小或当Rx时采用 电压表读数偏大，电流表读数准确 电流表读数偏大，电压表读数准确 测量值大于真实值(多了电流表内阻)R测＝R真＋RA 测量值小于真实值(与电压表内阻并联值)＝＋ 试触法：通过改变电表的连接方式，观察两个电表的读数变化情况，如果电流表变化明显，应采用电流表内接法，这样可以避免在外接法中读数偏离真实值太多；如果电压表变化明显，应采用电流表外接法，这样电压表读数会精确些 (2)控制电路的选择 为保证用电器的安全以及读数的精确性，滑动变阻器有两种接法，它们各有优缺点，选用哪种接法很有讲究，以安全第一、准确第二、能耗小第三的顺序考虑问题，这是高考实验考查的重点内容。下面我们假设用电器电阻为Rx，滑动变阻器的最大电阻为R，电源电动势为E，内阻为r。 限流法 分压法 限流法 分压法 闭合开关前要使滑动变阻器的电阻处于最大值，对应上图中应是滑动头移至最下端 闭合开关前要使用电器两端的电压最小，对应上图中滑动变阻器的滑动头应移到最左端 实物图中只用到上下两个接头 实物图中用到上面一个下面两个接头 用电器的电压调节范围～用电器的电压调节范围0～ 滑动变阻器的电阻与用电器的电阻差不多大时电压调节作用最理想 滑动变阻器的电阻越小调节用电器电压的作用越好 说明：有下列几种情况的一定要用分压法： (1)被调节的用电器的电压或电流一定要从0开始连续调节 (2)采用限流电路时，电路中的最小电流仍超过电表量程或超过元件允许的最大电流时 (3)在给予的滑动变阻器的电阻远小于用电器的电阻时 在可用分压法也可用限流法时，用限流法一般节省能耗，连线方便。不过在不强调能耗的情况下，绝大多数都可用分压法。分压法更要考虑变阻器的最大电流不得超过其限度 3.实验器材的选择 以“安全性”“精确性”“方便性”为前提，综合考虑。选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件。 (1)选择电表以不使电表受损和尽量减少误差为原则，即加在电表上的最大电压或电流不得超过其最大量程，实验过程中指针可移动范围最好大于量程的。 (2)选择滑动变阻器要考虑它的额定电流，然后对采用分压法的滑动变阻器选总阻值较小的，对采用限流法的滑动变阻器的总阻值选比电路中的电阻稍大些为好。对于滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 (3)对器材选择的一般步骤是：找出唯一性的器材；草画电路图(暂不把电表接入)；估算电流最大值和最小值；考虑电表是否安全(该用分压法还是限流法)，以及能否使电表达到满偏的以上。 (4)在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，前者可方便调节，因为电阻丝的电阻很小；后者可减少误差，因为它与大阻值的电压表并联，使流过电压表的电流较小，电流表测的值更接近干路上的总电流。另外这两个实验的电压与电流都不大，电表量程一般取3 V与0.6 A的量程。 4.几种特殊电阻的测量 (1)测电源的内阻 (2)测电流表的内阻 若电流表内阻未知，则可将它看成能显示自身电流的特殊电阻，只需测出它两端电压。 若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。 ①如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1, 则可测得A2的内阻R2＝。 如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2UA1时，A1串联一定值电阻R0后，同样可测得A2的内阻R2＝。 (3)测电压表的内阻 若电压表内阻未知，则可将它看成能显示自身电压的特殊电阻，只需测出其电流。 若电压表内阻已知，则可将