高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題7 處理電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的思路與方法課件.ppt

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必考部分 第七章恒定電流 微專題七處理電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的思路與方法 電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У乜疾閷W(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)造性思維能力 在高考中的考查頻率很高 不少學(xué)生面對(duì)這類題感到無(wú)從下手 實(shí)際上 只要能掌握實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和主要思想方法 明確設(shè)計(jì)電路的原則 問(wèn)題便可迎刃而解 一 熟練掌握實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)1 基本儀器的使用和操作刻度尺 游標(biāo)卡尺 螺旋測(cè)微器 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電流表 電壓表 多用電表等 都是基本的測(cè)量?jī)x器 要熟練掌握它們的使用方法 操作規(guī)程 讀數(shù)規(guī)則 在高考前要系統(tǒng)地練習(xí) 實(shí)際測(cè)量 特別是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本儀器 如電流表 電壓表 多用電表 滑動(dòng)變阻器等 每年必考 不僅要明確其構(gòu)造 原理 會(huì)讀數(shù) 還要明確量程的選取規(guī)則 正確進(jìn)行實(shí)物連線 2 深刻理解實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的核心 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)步驟 儀器的選擇 數(shù)據(jù)的處理等一切與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問(wèn)題都是依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理而來(lái)的 把握住實(shí)驗(yàn)原理 許多問(wèn)題就會(huì)迎刃而解 典例1 測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路如圖甲所示 供選擇的器材如下 待測(cè)電壓表V 0 3V 內(nèi)阻約3000 電流表A 0 10mA 內(nèi)阻約100 定值電阻R1 400 定值電阻R2 100 滑動(dòng)變阻器R3 0 1000 滑動(dòng)變阻器R4 0 20 干電池 1 5V 開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干 1 定值電阻應(yīng)選 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 填寫(xiě)序號(hào) 2 在圖乙中連接實(shí)物圖 2 直接根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖 如圖所示 名師歸納點(diǎn)題破疑 二 明確設(shè)計(jì)電路的原則設(shè)計(jì)電路一般應(yīng)遵循 安全性 原則 精確性 方便性 原則 兼顧 運(yùn)用儀器少 耗電少 等三條原則 1 安全性原則選用儀器組成電路 首先要保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行 例如通過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不得超過(guò)其量程 滑動(dòng)變阻器 被測(cè)電阻不得超過(guò)其額定電流 額定功率 等 使實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行 2 精確性原則 精確 是指選用儀器組成實(shí)驗(yàn)電路時(shí)要盡可能減小測(cè)量誤差 提高精確度 例如所用電流表 電壓表的指針應(yīng)有較大的偏轉(zhuǎn) 一般應(yīng)使指針偏轉(zhuǎn)在滿刻度的1 3以上 以減小因讀數(shù)引起的偶然誤差 3 方便性原則 方便 是指實(shí)驗(yàn)中便于調(diào)節(jié)控制 便于讀數(shù) 例如應(yīng)根據(jù)電路可能出現(xiàn)的電流 電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器 對(duì)大阻值的滑動(dòng)變阻器 如果滑片稍有移動(dòng)就使電路中的電流 電壓有很大變化 則不宜采用 1 在如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖上標(biāo)明所選用的滑動(dòng)變阻器 2 下面是主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟 將所缺的內(nèi)容填寫(xiě)在橫線上 第一步 斷開(kāi)S 按電路原理圖連接器材 將兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1 R2的觸頭分別置于合理的位置 第二步 閉合S 分別調(diào)節(jié)R1和R2的觸頭至適當(dāng)位置 名師歸納點(diǎn)題破疑 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法的應(yīng)用與創(chuàng)新數(shù)據(jù)探究性實(shí)驗(yàn)的主要功能是通過(guò)實(shí)驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)信息 分析各數(shù)據(jù)中的內(nèi)在聯(lián)系 找出數(shù)據(jù)中所包含的物理規(guī)律 常用的數(shù)據(jù)處理方法 如平均值法 圖象法 逐差法 比較法等 和誤差分析方法應(yīng)該掌握 對(duì)于用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 一定要明確縱軸 橫軸所表示的物理量 正確地進(jìn)行描點(diǎn)連線 然后根據(jù)物理規(guī)律列出與該圖線對(duì)應(yīng)的方程式 若題目不需要利用斜率和截距進(jìn)行求解 或題目沒(méi)有給出斜率和截距的大小 可在直線圖象中找出兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)代入方程 組成方程組進(jìn)行求解 若題目給出了斜率和截距的大小 須將方程化簡(jiǎn)成y kx b的形式求解 三 掌握實(shí)驗(yàn)的主要思想方法1 等效法等效法也是物理實(shí)驗(yàn)的主要思想方法 例如 驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中 用合力與分力效果相同來(lái)檢驗(yàn)定則是否成立 在測(cè)量微小長(zhǎng)度的儀器中 螺旋測(cè)微器利用等效的思想把微小的直線位移轉(zhuǎn)化為角位移并在較大的圓周上對(duì)其進(jìn)行顯示等 2 累積法 放大法 把某些難以直接準(zhǔn)確測(cè)量的微小量累積后測(cè)量 提高測(cè)量精度 累積法是物理中的一種重要思想方法 它能把不可能的測(cè)量變成可能 同時(shí)提高測(cè)量精度 3 控制變量法所謂控制變量法 就是在研究和解決問(wèn)題的過(guò)程中 對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制 使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生或不發(fā)生變化 4 留跡法把瞬息即逝的現(xiàn)象 位置 軌跡 圖象 記錄下來(lái) 以便從容地測(cè)量 比較 研究的方法 典例3 2012 廣東理綜 某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率 需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻 1 分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑 某次測(cè)量的示數(shù)如圖 a 和 b 所示 長(zhǎng)度為 cm 直徑為 mm 2 按圖 c 連接電路后 實(shí)驗(yàn)操作如下 a 將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最 填 大 或 小 處 將S2撥向接點(diǎn)1 閉合S1 調(diào)節(jié)R1 使電流表示數(shù)為I0 b 將電阻箱R2的阻值調(diào)至最 填 大 或 小 S2撥向接點(diǎn)2 保持R1不變 調(diào)節(jié)R2 使電流表示數(shù)仍為I0 此時(shí)R2阻值為1280 3 由此可知 圓柱體的電阻為 答案 1 5 015 315 2 大大 3 1280 若一個(gè)未知電阻在電路中所產(chǎn)生的效果與一個(gè)已知電阻相同 則可認(rèn)為這兩個(gè)電阻的阻值相等 替代法的測(cè)量思路是等效的思想 常見(jiàn)的等效替代有兩種 名師歸納點(diǎn)題破疑 圖1 1 等效電流法 如圖1所示 閉合開(kāi)關(guān)S1 再把開(kāi)關(guān)S2撥向a 記下此時(shí)電流表的讀數(shù)I 然后再把開(kāi)關(guān)S2撥向b 調(diào)節(jié)電阻箱 使電流表的讀數(shù)也為I 那么此時(shí)電阻箱的讀數(shù)就是待測(cè)電阻的阻值 2 等效電壓法 如圖2所示 閉合開(kāi)關(guān)S1 再把開(kāi)關(guān)S2撥向a 記下此時(shí)電壓表的讀數(shù) 然后再把開(kāi)關(guān)S2撥向b 調(diào)節(jié)電阻箱 使電壓表的讀數(shù)與原來(lái)的讀數(shù)相同 那么此時(shí)電阻箱的讀數(shù)就是待測(cè)電阻的阻值 圖2