高三二轮复习专题—电学实验电路的设计.ppt

高三二轮复习专题复习研讨课 电学实验电路的设计 即墨教研室 林世友 能独立完成高中学生分组实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。 根据实验试题的要求，学会并熟练掌握通过测算、评估、统筹等过程、方法，最优化地完成电学实验仪器的选择、电学实验电路的设计。 电学实验电路设计遵循的基本原则 1.安全性原则 2.精确性原则 3.可操作性（方便性）原则 实验电路的组成： 实验电路 例题1. 在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的电阻大约为4Ω，现要用伏安法测出金属丝的电阻．在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材： A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小； B. 电流表A1：量程0～0.6 A，内阻0. 2Ω； C．电压表V：量程0～3 V，内阻3 kΩ； D. 滑动变阻器R1：最大阻值30Ω； E. 开关、导线等． 根据所提供的器材，画出实验的测量电路部分． 例题1.答案：电流表外接 「小结」内接法、外接法的选择： ① 若 ，则选用电流表的内接法； ② 若 ，则选用电流表的外接法。 例题2. 有一待测的电阻器Rx，其阻值约在40～50Ω之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有： 电压表V (量程0～10 V，内电阻约20 kΩ) 电流表A （量程0～300 mA，内电阻约4Ω) 滑动变阻器R （最大阻值为10Ω,额定电流为2 A) 直流电源E （电动势为9V，内电阻约为0. 5Ω) 开关及若干导线． 实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I－U图线，请画出实验电路图． 例题2答案： ① 要求电压从零开始调节； ② 要求电压调节范围足够大（如要求多测几组数据）； ③ 滑动变阻器的总阻值小于Rx（一般为Rx 的0.1—0.5倍之间为宜） ④ 用限流接法时电路中出现的最小电流超过电流表的量程. 选择限流式接法的几种情况： ① 滑动变阻器的阻值大于Rx（一般为Rx的2～5倍为宜）； ② 限流接法和分压接法均可时，优先选择限流式接法. 例题3. 在伏安法测电阻的实验中，实验室备有下列器材： A．待测电阻R，阻值约为10Ω左右 B．电压表Vl，量程6V，内阻约2kΩ C．电压表V2，量程15V，内阻约10kΩ D．电流表Al，量程0.6A，内阻约0.2Ω E．电流表A2，量程3A，内阻约0.02Ω F．电源：电动势E=12V，内阻可忽略不计 G．滑动变阻器Rl，最大阻值10Ω，最大电流为2A H．滑动变阻器R2，最大阻值50Ω，最大电流为0.2A I．导线、电键若干 (1) 为了较精确测量电阻阻值，在上述器材中选出该实验所用器材___ _______(填器材前面的字母代号)； (2) 请画出该实验电路图。 例题3.答案： (1) A B D F G I (2) 外接、分压电路 ① 测算：根据题目所提供的电源的电动势数值、滑动变阻器的阻值和待测电阻的大约阻值，测算在串联限流接法下的电路中可能出现的电流值的范围。 ② 评估：在坚持电路设计的三个基本原则：安全性、精确性和可操作性原则前提下，根据测算出的电流范围，看电流表和电压表的量程能否满足测量要求（不超量程）；看电流表和电压表能否达到满偏的2/3；看待测电阻允许通过的最大电流或滑动变阻器允许通过的最大电流是否在此范围内；看是否满足实验要求的电流和电压取值范围（如I—U图像、测量数据列表等显示的电流、电压范围）；看滑动变阻器是否有较大的安全滑动范围。 选择实验仪器，设计实验电路的基本程序： 若不能满足上述要求，则应选择滑动变阻器的并联分压接法并选用阻值较小的滑动变阻器。 ③ 统筹选择：在统筹兼顾上述诸多因素的前提下，选择合适量程的电流表和电压表，确定测量电路的接法；选择合适的滑动变阻器，确定控制电路的接法。 ④ 画电路图：注意开关的位置，标明电路中仪器代号。 强化练习2. 答案： (1)如右图所示 (2)1500 0.90 (3)在0～0 2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在0.4～1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化) (4)磁场反向．磁敏电阻的阻值不变。 电学实验电路设计