1、高考资源网（） 您身边的高考专家实验研析素养迁移类型一实验原理与电路连接【典例1】用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V,内电阻约1 )的电动势和内电阻,除待测电池组、电键、导线外,还有下列器材供选用:A.电流表:量程0.6 A,内电阻约1 B.电流表:量程3 A,内电阻约0.2 C.电压表:量程3 V,内电阻约30 kD.电压表:量程6 V,内电阻约60 kE.滑动变阻器:01 000 ,额定电流0.5 AF.滑动变阻器:020 ,额定电流2 A(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选用_,电压表应选用_,滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)。(2)如图为正
2、确选择仪器后,连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小,还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。(3)实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路,仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图像法处理采集到的数据,为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线,则可以以_为纵坐标,以_为横坐标。【解题探究】(1)电池允许通过的电流一般不超过0.5 A;滑动变阻器限流接法,一般选阻值范围小的。(2)电流表内电阻与电池组的内电阻相差不大,而电压表内电阻特别大。【解析】(1)由于被测电池组的
3、电动势约4.5 V,因此电压表应选用D,由于电池允许通过的电流一般不超过0.5 A,因此电流表选用A,滑动变阻器起限流作用,为了方便调节,因此阻值不宜太大,选用F。(2)考虑到电流表内电阻与电池组的内电阻相差不大,而电压表内电阻特别大,为了使测量误差尽可能小,需用电压表测量电流表和滑动变阻器的总电压,故还需在电路中用导线将a与d相连接,c与g相连接,f与h相连接,电路连接如图。(3)若用电阻箱与电压表以伏阻法测电源电动势和内电阻,根据闭合电路欧姆定律可知,E=U+r,变形得=+,故可得到-线性图线。答案:(1)ADF(2)adcgfh(3)【规律方法】 选择仪器时注意掌握的原则(1)安全性原则
4、,即一定要保证仪器的安全,对电表来讲不超量程,对滑动变阻器来讲不能超其额定电流。(2)精确性原则,即要保证测量时读数精确,对电表来讲在不超量程的前提下,尽量选用小量程,对欧姆表来讲尽量让指针指在中值刻度附近。(3)方便性原则,此原则主要针对滑动变阻器来讲,在滑动变阻器控制电路时,电路的电压、电流的变化范围要尽可能大,以便获取多组测量值。类型二数据处理及误差分析【典例2】如图所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一阻值为2 的保护电阻R0,通过改变滑动变阻器阻值,得到几组电表的实验数据:U(V)1.100.860.700.540.06I(A)0.100.160.200.240.36
5、请完成下列问题:(1)本实验系统误差主要因素是_。(2)用作图法在坐标系内作出U-I图线。(3)利用图线,测得电动势E=_V,内阻r=_。(4)电动势测量值_真实值,内阻测量值_真实值(均选填“大于”“小于”或“等于”)。【解析】(1)引起误差的主要因素为电压表的分流;(2)U-I图线如图所示:(3)图像的纵截距表示电源的电动势,故E=1.5 V,图像的斜率表示内阻与R0之和,故r=-R0=2 ;(4)由图示可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U-I图像如图所示,由图像可知,电动势测量值小于真实值,
6、电源内阻测量值小于真实值。答案:(1)电压表的分流作用(2)见解析图(3)1.52(4)小于小于类型三实验创新【典例3】请设计方案,利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻。1.实验创新思路:(1)改进电动势和内阻的测量方法。(2)改进实验装置。2.实验步骤:(1)按图示装置安装器材。(2)检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,读得电阻值。(3)将开关S1闭合,开关S2断开,记录电压表的示数。(4)将开关S2闭合,读出电压表的示数。(5)使用测得的数据,计算出干电池的电动势和内阻。3.误差分析:(1)电压表读数的偶然误差。(2)未考虑电压表电阻不是无穷大造成的系统误差。【创新评价】创新角度创新方案实验器材的创新实验器材由电压表、电流表、滑动变阻器换为电压表和电阻箱实验原理的创新由伏安法变为伏阻法实验数据处理的创新由图像法改为公式法关闭Word文档返回原板块- 6 - 版权所有高考资源网