开封高中2013届电学实验讲义4仪器的选择和电路设计..doc

开封高中2013届高考复习讲义——电学实验4 命题人：王洪杰 审核人：夏瑞坤 实验设计 一、基本原则： 安全：不损坏实验器材，不超量程，不超额定值等； 精确：尽可能减小实验误差； 方便：在保证实验正常进行的前提下，选用的电路和器材应便于操作，读得的数据便于处理。 二、实验电路和器材的选取与连接： （1）滑动变阻器的分压或限流连接的选择、滑动变阻器的选择。主要考虑的问题： ①估算电路允许的最小电流要小于用电器的额定电流。 ②估算电路中电流（或用电器的电压）的变化范围。 （2）电表量程及内外接法的选择。主要考虑的问题： ①估算待测电流或电压的最大值，电压表和电流表量程要满足测量的要求。 ②估算电路中电流最大时，电压表和电流表的指针应指到满偏刻度三分之二以上的位置。 ③估算电表间、电表与电源间的配置是否合理。 ④根据已知的电表阻值和待测元件阻值（估计值）选择内外接法。 （3）结合具体实验的测量原理，对器材的其他要求进行选择。 （4）连接电路时注意电表量程及正负接线柱的接法正确。 例1.（2012北京高考卷） 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm． （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为___________mm（该值接近多次测量的平均值） （2）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干． 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”)． （3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏． （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U─I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字)． （5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)． A．1×10-2Ωm B．1×10-3Ωm C．1×10-6Ωm D．1×10-8Ωm （6）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项)． A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D．用U─I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材(代号)与规格如下: 电流表A1(量程300mA,内阻r1为5Ω); 标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω); 待测电阻R1(阻值约为100Ω); 滑动变阻器R2（最大阻值10Ω） 电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω); 单刀单掷开关S,导线若干. (1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路图原理图,并表明每个器材的代号. (2)实验中,需要直接测量的物理量是________,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1=__________. 例3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“2.2V，0.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有 A. 直流电源6V（内阻不计） B. 直流电流表0~3A（内阻0.1Ω以下） C. 直流电流表0~300mA（内阻约为5Ω） D. 直流电压表0~3V（内阻约为15kΩ） E. 滑动变阻器10Ω，2A F. 滑动变阻器1kΩ，0.5A 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。 （1）实验中电流表应选用_________，滑动变阻器应选用___________。（均用仪器前的字母表示） （2）在下面的虚线框中按要求画出实验电路图。 例4．用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～100