高考电学实验归纳总结

1 北京高考电学实验归纳总结 教学要求教学要求 高考电学实验考试范围 高考电学实验考试范围 103 测定金属的电阻率 螺旋测微器的使用 104 描绘小灯泡的伏安特性曲线 105 把电 流表改装成电压表 106 测定电源的电动势和内阻 107 多用电表的使用 108 示波器的使用 109 传感器的使用 高考电学实验考查的常规仪器 高考电学实验考查的常规仪器 要求会正确使用的仪器主工有 螺旋测微器 电流表 电压表 多用电表 滑动变阻 器 电阻箱等 高考实验误差要求 高考实验误差要求 要求认识误差问题在实验中的重要性 了解误差的概念 知道系统误差和偶然误差 知 道用多次测量求平均值的方法减少偶然误差 能在某些实验中分析误差的主要来源 不要 求计算误差 高考实验有效数字要求 高考实验有效数字要求 要求知道有效数字的概念 会用有效数字表达直接测量的结果 间接测量的有效数字 运算不做要求 教学过程教学过程 一一 电学实验实验原理电路的选择电学实验实验原理电路的选择 1 1 测量电路的选择 测量电路的选择 伏安法测量电路有两种 安培表内接法和外接法内接法和外接法 如图甲所示 内接法适于测大电阻 如图乙所示外接 法适于测小电阻 大内小外 有三种选择两种测量电路方法 直接比较法 直接比较法 当 Rx RA用内接法 当 Rx 1 a U 16 输出电压 UaU2 所以 1 r测 r真 即测量值偏小 0 0 rR rR 测 真 答案答案 1 电路连接如右图所示 17 2 A 20 C 闭合 3 0 69 4 小 5 5 练习多用电表的使用考点练习多用电表的使用考点 一 一 欧姆表欧姆表 1 1 欧姆表的结构 欧姆表的结构 电流表 电源 调零电阻和红 黑两表笔组成 欧姆表的电路示 意图如图所示 2 2 欧姆表的刻度 欧姆表的刻度 如图所示 欧姆表的刻度特点是 不均匀不均匀 左密右疏 反向反向 零刻度在最右端 当红 黑表笔断开时 电流表中电流为零 此时表笔间电阻无穷 大 所以在表盘上电流零处标电阻 当红 黑表笔短接 时 调节调零电阻 使电流表指针满偏 所以在电流满偏处 标电阻 0 此时回路总电阻为电源电动势E除与电流表满 偏电流Ig 即R0 E Ig 当在红 黑表笔间接电阻值等于R0 时 电流表指针指在Ig 2 处 在该处标上电阻 R0 当在 表笔间接 2 R0时 电流表指针指在Ig 3 处 在该处标电阻 3 R0 如果在表笔间接nR0时 电流表指针指在Ig n 1 处 该处应标上电阻nR0 当表笔接电阻当表笔接电阻R R0 0 n n时 电流表指针在时 电流表指针在 nIgnIg n n 1 1 该处应标上 该处应标上R R0 0 n n R R0 0称为中值电阻称为中值电阻 例如某欧 姆表中值电阻为 15 表盘刻度为如图所示 二 二 多用电表 多用电表 1 1 多用电表电路原理多用电表电路原理 电流表 电压表和欧姆表有一个共同特点是都有一个 小量程的电流表作为表头 因此 将它们的构成元件进行组 合 就组成一个可以测量电流 电压和粗略测量电阻的多用 电表 也称万用表 其结构原理如图所示 开关 1 2 用于测 量电流 且开关 1 量程较大 开关 3 4 用于测量电 阻 开关 5 6 用于测量电压 且开关 6 的量程较大 2 2 关于多用电表的调零关于多用电表的调零 多用电表的调零有两个 一个是电流调零电流调零 也 叫机械调零 一个是电阻调零电阻调零 电流调零是用小螺丝刀 轻轻转动表盘下中间 部位的调零螺丝 使在电流表中无电流时 指针指在 电流 0 点 在实验前调节完毕后 整个实验过程 中就不需要再调零了 电阻调零 是选用欧姆档进行电阻测量前 让 红 黑表笔短接 两表笔之间电阻为零 调节电阻 调零电位器 使表的指针指在电阻 0 处 由于欧 姆表各档位内部电阻各不相同 每换一次档位 都要每换一次档位 都要 E E AB S 1 2 3 45 6 18 重新进行电阻调零 重新进行电阻调零 3 3 欧姆表测量电阻的步骤 1 1 选择倍率 选择倍率 2 2 欧姆调零 欧姆调零 3 3 测量 测量 4 4 读数 读数 4 4 欧姆表测量电阻的注意点 1 1 测电阻时要把选择开关置于 档 2 2 每改变一个倍率 即换档 必须重新调零 不是每测量一个电阻必须调零 3 3 测量时必须把外电路断开 单独测量电阻 不能用两手同时握住两表笔金属部分测 电阻 4 4 读数时 指针在刻度的中间附近较为准确 误差较小 5 5 测量完毕后 要拔出表笔 并把选择开关置于 OFF 档或交流电压最高档 6 6 测量电阻时 若指针偏角过小 应换倍率较大的档进行测量 若指针偏角过大 应 换倍率较小的档进行测量 7 7 欧姆表内的电池用旧了 用此欧姆表测得的电阻值比真实值偏大 5 5 多用表测量电流和电压 1 1 使用方法 测量电流时串联在电路中 测量电压时并联在电路两端 2 2 读数 6 6 故障检测方法 1 1 利用多用表中电压表 2 2 利用多用表中欧姆表 注意 必须将电阻元件单独测量 电键必须断开 注意 无论使用多用电表测量电流 电压或电阻 进行测量前都必须进行机械调零 即 进行电流调零 通过旋动表盘和选择开关之间的调零选钮使指针 在不接入电路中时 指在 电流 0 刻线 同步训练同步训练 1 多用电表中 孔插 填 红 或 黑 表笔 电流是从该表笔流 填 进 或 出 万用表 欧姆表内部电池的正极是接 填 红 或 黑 表 笔的 2 一学生使用多用电表测电阻 他在实验中有违反使用规则之处 他的主要实验步骤 如下 A 把选择开关置于 1 欧姆挡 B 把表笔插入插孔中 先把两表笔相接触 旋转调零旋钮 使指针指在电阻刻度的 零位上 C 把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连 发现这时指针偏转角度较小 D 换用 100 挡 发现这时指针偏转适中 随即记下电阻值 E 把表笔从插孔中拔出后 就把多用表放回桌上原处 实验完毕 这个学生在实验中哪一个或哪些步骤违反了使用规则 这个学生已经注意到在测量时 待测电阻与其它元件断开 不用手碰表笔的金属杆 3 多用电表表头的示意图如图所示 在正确 操作的情况下 1 若选择开关的位置如灰箭头所示 则测量 的物理量是 测量结果为 2 若选择开关的位置如黑箭头所示 则测量 的物理量是 测量结果为 3 若选择开关的位置如黑箭头所示 正确操 作后发现指针的偏转角很小 那么接下来的正确操 作步骤应该依次为 19 4 全部测量结束后 应将选择开关拨到 或者 5 无论用多用电表进行何种测量 限于直流 电流都应该从 插孔流入电表 4 已知黑箱外有 A B C 三只接线柱 黑箱内有一个定值电阻和一个二极管 它们 的两端都直接接在接线柱上 用多用电表依次测三只接线柱间的阻值 结果如下表所示 请画出黑箱内的结构 红表笔AABCCB 黑表笔BCCBAA 阻值 100150502k2 1k100 5 18 分 黑盒子 表面有 a b c 三个接线柱 盒内总共有两个电学元件 每两个 接线柱之间只可能连接一个元件 为了探明盒内元件的种类及连接方式 某位同学用多用 电表进行了如下探测 第一步 用电压挡 对任意两个接线柱正 反向测量 指针均不发生偏转 第二步 用电阻 100 挡 对任意两个接线柱正 反向测量 指针偏转情况如图 1 所 示 1 第一步测量结果表明盒内 2 图 2 示出了图 1 1 和图 1 2 中欧姆表指针所处的位置 其对应的 阻值是 图 3 示出了图 1 3 中欧姆表指针所处的位置 其对应 的阻值是 3 请在图 4 的接线柱间 用电路符号画出盒内的元件及连接情况 20 4 一个小灯泡与 3V 电池组的连接情况如图 5 所示 如果把图 5 中 e f 两端用导线直 接相连 小灯泡可正常发光 欲将 e f 两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连 使小灯泡 仍可发光 那么 e 端应连接到 接线柱 f 端应连接到 接线柱 6 用如图 1 所示的多用电表测量电阻 要用到选择开关 K 和两个部件 S T 请根据 下列步骤完成电阻测量 旋动部件 使指针对准电流的 0 刻线 将 K 旋转到电阻挡 100 的位置 将插入 插孔的表笔短接 旋动部 件 使指针对准电阻的 填 0 刻线 或 刻线 将两表笔分别与待测电阻相接 发现指 针偏转角度过小 为了得到比较准确的测量结 果 请从下列选项中挑出合理的步骤 并按 的顺序进行操作 再完成读数测量 A 将 K 旋转到电阻挡 1K 的位置 B 将 K 旋转到电阻挡 10 的位置 C 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的 两根引线相接 D 将两表笔短接 旋动合适部件 对电表 进行校准 同步训练答案同步训练答案 1 红 进 黑 2 步骤 D 中换档后要重新两表笔短接调零 E 中要把选择开关旋到 OFF 或交流电压 最高档再放 3 1 直流电压 1 24V 2 电阻 17k 3 该用 1k 倍率 重新调零 将红黑 表笔分别接触被测电阻的两根引线 读出指针所指刻度 再乘以倍率得 测量值 4 OFF 交流电压 500V 档位置 5 正 4 如图所示 5 1 不存在电源 2 1200 500 3 如右图所示 4 c a 6 6 S T 0 刻线 ADC 解析 多用电表测量电阻时 在测量之前就要观察指针是否在零刻度线上 若指针不在 21 零刻度线上 用螺丝刀小心转动调零螺丝 S 使指针对准电流的 0 刻线 然后转动选择开 关 K 选择量程 再将两表笔短接 调整调零电阻的旋钮 T 使得指针对准满偏刻度 即 电阻的 0 刻线 接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 测量被 测电阻的阻值 若在测量过程中 发现指针偏转角度过小 表明被测的电阻阻值很大 这时 要换用更高倍率的挡位 例如 本题就要从 100 挡位更换到 x1K 的位置 6 6 示波器的使用知识考点示波器的使用知识考点 1 原理 原理 1 示波管是其核心 部件 还有相应的电子线路 2 示波管的原理 用在 xx 方向所加 的锯齿波电压来使打在荧光屏上的 电子位置距中心之距与时间成正比 好象一光点在屏上在水平方向上 做周期性的匀速运动 这称为扫描 以使此距离来模拟时间轴 类似于砂摆的方法 在 YY 上加上所要研究的外加电压 信号从 Y 输入和地之间输入 则就可在屏上显示出外 加电压的波形了 2 使用的一般步骤 使用的一般步骤 1 先预调 反时针旋转辉度旋钮到底 竖直和水平位移转到 中间 衰减置于最高档 扫描置于 外 X 档 2 再开电源 指示灯亮后等待一两分钟进 行预热后再进行相关的操作 3 先调辉度 再调聚焦 进而调水平和竖直位移使亮点在中 心合适区域 4 调扫描 扫描微调和 X 增益 观察扫描 5 把外 X 档拔开到扫描范围档 合适处 观察机内提供的竖直方向按正余弦规律变化的电压波形 6 把待研究的外加电压 由 Y 输入和地间接入示波器 调节各档到合适位置 可观察到此电压的波形 与时间变化 的图象 调同步极性开关可使图象的起点从正半周或负半周开始 7 如欲观察亮斑 如 外加一直流电压时 的竖直偏移 可把扫描调节到 外 X 档 3 注意事项 注意事项 1 注意使用步骤 不要一开始就开电源 而应先预调 再预热 而 后才能进行正常的调节 2 在正常观察待测电压时 应把扫描开关拔到扫描档且外加电 压由 Y 输入和地之间输入 此时 X X 电压为机内自带的扫描电压以模拟时间轴 只有需 单独在 XX 上另加输入电压时 才将开关拔到外 X 档 同步训练同步训练 1 用示波器观察某交流信号时 在显示屏上显示出一个完整的波形 如图 经下列四 组操作之一 使该信号显示出两个完整的波形 且波形幅度增大 此组 操作是 填选项前的字母 A 调整 X 增益旋钮和竖直位移旋钮 B 调整 X 增益旋钮和扫描微调旋钮 C 调整扫描微调旋钮和 Y 增益旋钮 D 调整水平位移旋钮和 Y 增益旋钮 2 如图甲所示为示波器面板 图乙为一信号源 1 若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形 应将信号源的 a 端与示波器面板上的 接线柱相连 b 端与 接线柱相 连 2 若示波器所显示的输入波形如图丙所示 要将波形上移 应调节 22 面板上的 旋钮 要使此波形横向展宽 应调节 旋钮 要使屏上能够显 示 3 个完整波形 应调节 旋钮 3 如图是一个说明示波管工作的部分原理图 电子每经过加速后以速度 v0垂直进入偏 转电场 离开偏转电场时偏移量为 h 两平行板间距为 d 电压为 U 板长为 L 每单位电 压引起的偏移量叫做示波管的灵敏度 为了提高灵敏度 可 U h 采用的办法是 A 增加两板间电势差 U B 尽可能缩短板长 L C 尽可能减小板间距 d D 使电子的入射速度 v0大 些 4 用示波器可以测量直流电压 当输入电压为 50mV 时 亮斑恰好 偏移一格 以此作为标准 就可以根据亮斑偏移的格数来计算出电压 值 现要测量一节干电池的电压 1 试写出操作步骤 2 将 衰减 旋 钮分别处于 10 100 挡时 亮斑偏移的格数 n 分别为多少 设一节干电 池的电压为 1 5V 同步训练答案同步训练答案 1 C 2 解析 应熟练掌握示波器控制面板上各旋钮的功能并能进行操作 1 要观测的信号源应接在 Y 输入 和 地 之间 2 调节波形的位置上移 应调节竖直位移旋钮 要增加波形横向幅度 应调节 X 增 益 旋钮 要改变波形的个数 应调节 扫描范围 和 扫描微调旋钮 综上所述 本题的的答案为 1 Y 输入 地 2 竖直位移 或 或 6 X 增益 扫描范围和扫描微调 3 解析 电子进入偏转电场 在垂直场强方向做匀速直线运动 有 t 电子在沿场 0 v L 强方向做匀加速运动 有 a 则偏转距离为 h at2 解得 m F md qU 2 1 2 0 2 2mdv UqL 选项 C 正确 U h 2 0 2 2mdv qL 2 0 2 dv L 4 解析 1 测量的步骤如下 做好预热准备 调好聚焦 按图所示 将干电池正极与 Y 输入 相连 将干电池的负极与示波器的 地 相连 把扫描范围旋钮置于 外 X 处 DC AC 开关置于 DC 位置 调节水平位移 竖直位移 使光点位于荧光屏中心 将 衰减 旋钮置于 10 观察亮斑偏移屏中心的格数 将 衰减 旋钮置于 100 观察亮斑偏移屏中心的格数 重复 步骤再将观察结果记录在自己设计的表格中 2 当 衰减 旋钮置于 10 挡时 按照公式 U n 50 10 衰减倍数 mV n 3 即光 斑在屏上向上调移中心 3 格 当 衰减 旋钮置于 100 挡时 依上公式可知 n 0 3 格 即光斑在屏上向上调移中 心 0 3 格 23 7 7 传感器的简单应用传感器的简单应用的实验考点实验考点 1 1 传感器的原理传感器的原理 1 传感器是把非电物理量 如位移 速度 压力 温度 湿度 声强 光照等 转 换成易于测量 传输 处理的电学量 如电压 电流 电阻 电容等 的一种组件 非电物理量非电物理量 传感器传感器 电学量电学量 2 传感器的工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律 转换成便于利用的信号转换成便于利用的信号 1 光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号 2 热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号 3 电容式传感器把角度 深度 压 力 位移等信号转换成电容 3 传感器的主要用于自动控制主要用于自动控制 2 2 实验步骤实验步骤 1 1 研究热敏电阻的热敏特性热敏电阻的热敏特性 按如图所示连接好电路 多用电表选择开关置于 R 100 档 将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中 记下温度计的 示数和热敏电阻的阻值 将热水分几次注入烧杯中 记下在不同温度下 热敏电阻的阻值 实验结论 热敏电阻的阻值随着温度的升高而 2 2 研究光敏电阻的光敏特性 光敏电阻的光敏特性 按如图所示连接好电路 多用电表选择开关置于 R 1 k 档 先测出小灯泡不发光时光敏电阻的阻值 打开电源 让小灯泡发光 调节滑动变阻器 使小灯泡的亮度 由暗变亮 观察光敏电阻的阻值变化情况 实验结论 光敏电阻在光照加强的条件下 其阻值逐渐 3 3 光电计数实验 光电计数实验 将光电传感器 小灯泡 计数器 学生电源按如图所示示 电路连接好 接通电源 使小灯泡发光 照射到光电传感器上 拿一厚纸板插入光源与光电传感器之间 每插入一次 计 数器就记下一次 即计数器开始计数 4 4 温度自动报警实验 温度自动报警实验 按如图所示将电铃 继电器 电源 开关 滑动变阻器 热敏电 阻连成电路 合上电键 S 由于热敏电阻的阻值较大 左侧电路中电流较小 电磁铁磁性较弱吸不住衔铁 电铃不响 把烧杯中加入热水 热敏电阻的 阻值减小 左侧电路中电流较强 电磁铁磁性增强 吸引衔铁 电铃电 路接通 电铃发声 同步训练同步训练 1 1 用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度 该装置是 在矩形箱子的前 后壁上各安装一个有力敏电阻组成的压力传感器 用两根相同的轻弹簧夹 着一个质量为 2 0 的滑块 滑块可无摩擦滑动 两弹簧的另一端分别压在传感器 a b 上 其压力大小可以直接从传感器的液晶显示屏上读出 现 将装置沿运动方向固定在汽车上 传感器 b 在前 a 在 后 汽车静止时 传感器 a b 的示数均为 10N 取 24 g 10m s2 1 若传感器 a 示数为 14N b 的示数为 6 0N 求此时汽车的加速度和方向 2 当汽车一怎样的加速度运动时 传感器 a 的示数为零 2 2 动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象 图甲所式是话筒原理 图 乙所式是录音机的录音 放音原理图 由图可知 话筒工作时录音磁铁不动 线圈振动而产生 感应电流 录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里 产生感应电流 录音机放音时线圈中变化了的电流在磁头 缝隙处产生变化的磁场 录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场其中正确的是 A B C D 3 3 设计制作一个温度自动控制装置 温控报警器 自己设计一个有热敏电阻作为传感器 的简单自动控制试验 在上图中画出设计电路 并进行连接 课后作业课后作业 1 1 电子秤使用的是 A 超声波传感器 B 温度传感器 C 压力传感器 D 红外线传感器 2 2 关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 A 应变片是由导体材料制成 B 当应变片的表面拉伸时 其电阻变大 反之变小 C 传感器输出的是应变片上的电压 D 外力越大 输出的电压差值也越大 3 3 下列器件不是应用温度传感器的是 A 电熨斗 B 话筒 C 电饭锅 D 测温仪 4