2019最新zA《三维设计》新课标高考物理一轮总复习课件 第七章热点专题课(四) 电学实验设计题的解答思路与方.ppt

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1、电学实验设计题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，在高考中的考查频率很高。不少学生面对这类题感到无从下手。实际上，只要做到“三个明确”“两个选择”，问题便可迎刃而解。一、明确题目的要求解答一道电学实验设计题，首先要认真审清题意，看清题目的要求。即要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等。对实验的目的要求明确了，才能保证解题思路正确、明朗，方法对头。二、明确实验设计的原理测量电路、控制电路、实验仪器的选择，实验方法、步骤的确定，数据处理、误差分析等问题，都是从实验原理派生出来的，只有明确实验原理，其他问题才可得以解决

2、。如果设计测定型实验，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量。如果设计验证型实验，应弄清在相应的物理现象中，何种定量关系成立，才能使待验证的结论成立。对于设计符合一定标准的电路问题，则应根据实验的要求和相关物理规律，器材的规格、性能等，合理选择、连接电路。三、明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少，耗电少”等三条原则。(1)安全性原则选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行。例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其

3、量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等，使实验安全进行。(2)精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度。例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上，以减小因读数引起的偶然误差。“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数。例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器。对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用。对于滑动变阻器，还要权衡用分压式电路还是限流式电路。对于什么条件下用分压式电路，什么条件下用限流式电路，在下面的“选

4、择控制电路”中有详细讲述。(3)运用仪器少，耗电少原则在达到实验目的，各项指标均符合要求的前提下，还应注意运用的仪器尽量少和节约电能。例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路，若这两种调节电路均能满足要求，从消耗功率小，节约电能的角度，则应选用限流式电路。四、选择测量电路1．用伏安法测电阻或用电器的电功率时电流表内接或外接的选择(2)若已知电流表内阻，而不知电压表内阻，应采用“电流表内接法”；若已知电压表内阻，而不知电流表内阻，应采用“电流表外接法”。若电流表内阻、电压表内阻均为已知，采用内接、外接均可。实验中读出电表的示数后，根据已知电表的内阻进行数据处理，可以消除

5、电表内阻影响造成的系统误差。若不定量计算由电表内阻影响造成的系统误差，则应按(1)确定连接方式。[典例1]图7－1甲、乙是两组同样的实验器材实物图，用来测量待测电阻R的阻值，每组器材中包括：电池、滑动变阻器、电压表、电流表、待测电阻R、开关，若干导线(图中未标出)。图7－1(1)如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻不是小很多，但待测电阻R的阻值比电流表的内阻大很多，试在图7－1甲中连线，使之成为测量电路；如果待测电阻R的阻值比电流表的内阻不是大很多，但待测电阻R的阻值比电压表的内阻小很多，试在图7－1乙中连线，使之成为测量电路。(2)如果已知上述电压表的内阻为RV和电流

6、表的内阻为RA，要求尽可能多测几组数据，对图7－1甲和图乙连成的测量电路，分别写出计算待测电阻的表达式(用测得的量和给出的电表内阻来表示)。[解析]　用伏安法测电阻是一种基本测量方法，其原理是欧姆定律。为了减小测量的系统误差，要注意电流表内接法和外接法的选择。图7－2(1)当待测电阻R的阻值比电流表的内阻大很多时，应采用电流表内接法，实物连接如图7－2甲所示。滑动变阻器应采用分压式接法，以增加可调范围，多测几组I、U值，从而得出电阻的多个测量值，再求出平均值，以减小偶然误差。当待测电阻R的阻值比电压表的内阻小很多时，应采用电流表外接法，实物连接如图乙所示。滑动变阻器也

7、采用分压式接法。[答案]　见解析图7－3图7－4(2)仪器选择①用电流表的满偏电流乘以内阻确定电压表的量程。若没有合适的电压表，可采用已知内阻的电流表代替(安安法)或采用定值电阻乘以通过的电流计算出电压。②用电压表的量程除以内阻确定电流表的量程。若没有合适的电流表，可采用已知内阻的电压表代替(伏伏法)或采用定值电阻分流确定通过电压表的电流。[典例2]某电流表的内阻在0.1～0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A．待测电流表A1(量程0.6A)B．电压表V1(量程3V，内阻约2kΩ)C．滑动变阻器R1(最大电阻10Ω)D．定值电阻R2(阻值