2020年江苏高考物理第二轮实验分析与复习建议

1、“2020年江苏高考”第二轮物理实验分析与复习建议 【背景分析1】实验复习在“一轮”与“二轮”中的不同定位如果说第一轮复习的重点是基本概念、基本规律和基本方法。系统梳理章节知识点，在复习中注重基本概念的理解、基本规律的掌握、基本方法的运用。那么，第二轮更加注重纵观全局，综合归纳，一定程度上进行拓展。就实验复习而言，在对规定的11个探究实验逐一复习的基础之上，竭力打通知识割据，从方法思路上进行总结尤为重要。【背景分析2】“09年考试说明”对实验部分要求有调整新说明增了电学实验考点43 “描绘小灯泡的伏安特性曲线（实验、探究）”，删去了力学实验考点“恒力做功与动能变化的关系（实验、探究）”。这样，

2、在必考内容中的指定力学实验数目为4个，指定电学实验数目为3个。而在去年，力学实验考点为5个，电学实验考点为2个。调整后，实现了力电实验的基本均衡，也凸显出电学实验的重点地位。新说明提出“能在实验过程中，发现问题，提出问题，对解决问题的方式和问题的答案提出假设；并制定解决方案。对实验结果进行预测”，要求“能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去解决问题，包括简单的设计性实验。”09说明强调了“提出假设”“进行预测”。按照过去试卷的呈现方式，实验设计一般分为两类：第一类，试题提出设计要求，给出器材选择，要求设计实验方案完成任务。第二类，试题给出设计思路，要求能“心领神会”，读懂方案，完成后续工

3、作，后者试题的定向性较好。【背景分析3】对实验考察范围的理解说明中列出了11个探究分组实验，实际上每年每个省市的高考试题，都不会仅仅考察所列出的实验内容，而有所迁移和拓展。比如，“测电源的电动势和内阻”这个实验，考察过很多次，但每次的方案，器材、原理都有所不同。当然，对考生的能力要求依然立足于11个基本实验。某中意义上来说，演示实验也是不容忽视的一块，有可能作为设计性实验的素材。一、解读09说明中实验部分的表述1、“09说明”对“实验与探究能力”的表述08年实验能力要求09年实验能力要求能独立完成“知识内容表”中注明“实验、探究”的内容，明确实验目的，理解实验原理和方法，控制实验条件。会使用实

4、验仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行一定的分析与评价。能在实验过程中，发现问题，提出问题，并制定解决方案。能运用已学过的物理理论、实验方法、实验仪器支解决问题，包括简单的设计性实验。能独立完成“知识内容表”中注明“实验、探究”的内容，明确实验目的，理解实验原理和方法，控制实验条件。会使用实验仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行一定的分析与评价。能在实验过程中，发现问题，提出问题，对解决问题的方式和问题的答案推出假设；并制定解决方案。对实验结果进行预测。能运用已学过的物理理论、实验方法、实验仪器支解决问题，包括简单的设计性

5、实验。2、“09说明”对实验考察内容作了调整09年的实验内容1、速度随时间的变化规律(必修1)2、力的合成和分解 力的平行四边形定则(必修1)3、加速度与物体质量、物体受力的关系(必修1)4、验证机械能守恒定律(必修2)5、决定导体电阻的因素(必修2)6、描绘小灯泡的伏安特性曲线(选修3-1)7、测量电源的电动势和内电阻(选修3-1)8、用油膜法估测分子的大小(选修3-3)9、单摆的周期与摆长的关系(选修3-4)10、测定玻璃的折射率(选修3-4)11、验证动量守恒定律(选修3-5)删除的物理实验恒力做功与物体动能变化的关系新增物理实验描绘小灯泡的伏安特性曲线3、“09说明”对实验器材与实验误

6、差提出的要求实验器材：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，温度计（选修3-3）等。实验误差与有效数字：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小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。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作要求。实验考试形式与比例：简答题用于考查实验和选考内容实验（包含在以上各部分内容中）：15%左右。实验考查内容与相应知识考查内容融为一起，在必考模块中，一共列出了7个考

7、查实验，在选考模块中共列出4个考查的实验。二、对高考实验部分考察的理解1、高中物理实验所涉及基本方法围绕实验的设计原理、误差控制、数据处理三个环节，高中物理实验涉及的主要是以下方法：一、设计实验原理1控制变量法。如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。在“研究单摆的周期”中，摆长、偏角和摆球质量的关系控制。2近似替代法。用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。3等效替代法。某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对

8、水平位移的测量了。4模拟法。当实验情景不易或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等效的情景代替，尽管两个情景的本质可能根本不同。“描绘电场中的等势线”的实验就是用电流场模拟静电场。5微小量放大法。微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。6留迹法。把瞬息即逝的现象(位置、轨迹等)记录下来如通过纸带上打出的小点记录小车的位置，例如研究匀变速直线运动、验证机械能守恒等；用描迹法画出平抛物体的运动轨迹；用沙摆显示振动的图象等。用频闪照片记录运

9、动。例如用小球自由下落的频闪照片研究自由落体运动的规律；用平抛小球的频闪照片研究平抛运动的规律；用弹簧振子的频闪照片研究简谐运动的规律。二、控制实验误差1多次测量法。多次测量法减小偶然误差，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。2积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成3050次全振动的时间。三、处理实验数据1列表法。在记录和处理数据时，常常将数据列成表格。数据列表可以简单而又明确地表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间规律性的联系 2作图法。

10、用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一，其优点是直观、简便且有取平均的效果。可以由图线的斜率、截距、包围面积等研究出物理量之间的关系，找出规律。作图的规则：3平均值法。现行教材中只介绍算术平均值，即把测定的数据相加求和，然后除以测量的次数必须注意的是，求平均值时应该按测量仪器的精确度决定应保留的有效数字的位数。4逐差法。这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。2、高中物理实验复习值得思考的环节（1）考试说明中精选实验，突出了复习的重点。实验条目后冠以“（实验、探究）”，说明实验具备更多的能力要求或可以考查的途径。（2）所

11、列实验与传统的实验器材不一定一一对应。实验器材不再局限于传统的学生实验器材或演示器材，实验的复习教学应关注DIS数字实验系统给中学实验带来的显著变化。(3)对实验技能和方法的考查更加突出，要求对实验原理有更高层次的领悟才能正确迁移和运用。要引导学生认真做好实验方法的总结。例如“留迹法”是力学实验中常用的方法之一，打点计时器的使用、研究平抛运动、验证动量守恒，还有演示实验中的频闪照片等等都是“留迹法”。（4）可以利用实验录像，帮助学生复习实验三、09年高考二轮实验复习重点（一）测量仪器的使用、读数及实验电路的选择虽然在高考实验题中，出现学生做过的原实验题不多，但所有类型的实验有共同的特点，所用实

12、验的器材均是“说明”中要求掌握的，所有实验均是用所学过的物理知识通过“说明”要求实验的基本方法去解决问题。由此可见，在高考实验复习中，仍然以“说明”中要求的掌握的仪器与实验为中心，会正确使用仪器，会正确读数，了解每个实验的目的、原理、方法、误差。1基本仪器的读数基本仪器是指通用性强，在各种实验中经常用到的仪器。中学阶段，要求掌握的基本仪器如下：测量长度的仪器-刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器测量质量的仪器-天平基本仪器测量时间的仪器-打点计时器、秒表测量力的仪器-弹簧秤测量温度的仪器-温度计测量电学量仪器-电流表、电压表、多用电表、示波器电学控制仪器-滑动变阻器、变阻箱、开关一、理解仪器的工作原理

13、。这能使我们灵活的使用仪器和分析问题。例如，理解10分度的游标卡尺，也就能理解和使用20分度和50分度的游标卡尺。二、熟悉仪器使用时的注意事项。这往往是高考实验题的考点。注意事项一般是这样几方面：可能危及仪器安全的。如：螺旋测微器，在小砧快接触工件时，应改用微调旋钮，以免损坏精密螺杆。可能增大误差的。如使用螺旋测微器，读数时要注意半毫米刻度；测量仪器使用前，要调整零位（如弹簧秤、各种电表）。使用时容易忽略的。最容易忽略的是仪器使用前的调整和使用后的复位。如：使用欧姆表，要机械调零和电阻档调零，换档后要重新进行电阻档调零，使用完毕要复位。三、选择适当的量程。大的量用小量程，会损毁仪表；小的量用大

14、量程，会增大误差。选择量程的原则是：在测量值不超过量程的前提下，选用尽量小的量程；在完全不清楚测量值的情况下，试用最大量程，再视情况逐渐减小量程。如电流表和电压表一般要求指针能偏转到刻度盘的以上；欧姆表指针应在范围内，为刻度盘中心阻值。四、掌握测量仪器的读数方法。（根据最小分度采取不同的读数方法）十分之一估读刻度尺、螺旋测微器等绝大多数仪器不要估读到秒表、游标卡尺电表的读数：观察表盘，两大刻度之间是几分位（几个小格子），就按照几分位估读一般学生电表都采用半格估读的方法（推荐）欧姆表的读数坐标纸的读数规则与相同对于常用的仪器可按下述方法读数：最小分度是1的仪器，按十分之一估读。如最小刻度是1mm

15、的刻度尺，测量误差出现在毫米的十分位上，估读到十分之几毫米。图3图2例如：图2电压的最小刻度为0.1V，所以应该十分之一估读。指针指在0.7与0.8之间，读者认为在它们十分之四处，所以估计为0.04，读数为0.74V，最后一位为不可靠数据。图3电压的的读数为1.00V，虽然正对着1，因此表可以读到小数点后二位，此因用此表测量的数据在小数点后均保留两位。最小分度是2或5的仪器，分别按二分之一或五分之一估读。如学生用的电流表0.6A量程，最小分度为0.02A，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的估读，以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、

16、29；学生用的电压表为15V量程，最小分度为0.5V，测量误差出现在伏特的十分位上，只估读到伏特的十分位，估读五分之几小格，以伏特为单位读数时，十分位上的数字可能为0、1、29。例如：图4电流表的最小刻度为0.02A，所以按二分之一估读，因此可以认为在0.14与0.16之间，所以读数为0.15A。图5电压表的最小刻度为0.5V，按五分之一估读，指针可以认为在3.5到4.0间的五分之二，所以读数为3.7V。图5图4下列仪器在最小分度间不进行估读：游标卡尺只要求读数是游标最小分度值的整数倍；机械秒表和指针式电子秒表在最小分度间不进行估读；欧姆表的刻度因不均匀，一般不要求估读，指针靠近哪条刻度线，就

17、读哪条刻线的数值。 【例1】用10分度的游标卡尺测量一个物体的长度(如图所示)，首先读出游尺上的零所对应主尺上的精确读数1.2cm，再通过主尺上的刻度线与游尺上对齐的该度读数小数点后的第二位0.03cm，则该物体的长度为1.23cm，这里没有估计值。【例2】如图所示是机械秒表，秒针0.1s跳动一次，转一圈为30s，秒针转一圈，分针动一格，所以如图的读数为96.4s，没有估读。五、关于有效数字任何一个物理量，其测量结果必然存在误差。因此，表示一个物理量测量结果的数字取值是有限的。我们把测量结果中可靠的几位数字，加上可疑的一位数字，统称为测量结果的有效数字。例如，278的有效数字是三位，27是可靠

18、数字，尾位“8”是可疑数字。这一位数字虽然是可疑的，但它在一定程度上反映了客观实际，因此它也是有效的。数值表示的标准形式数值表示的标准形式是用10的方幂来表示其数量级。前面的数字是测得的有效数字，并只保留一位数在小数点的前面。如33105m 825103kg等。六、在“09说明”中没有提及的仪器在“说明”中没有提出的仪器，如光电门、传感器等，这些仪器没有在“说明”中明确要求，但不等于在试题中不能出现。如果出现这些仪器，一般不会要求学生去使用，通常作为题目的背景。如果要求了解其原理，题干中一定会详细说明。2、间接测量的物理量有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物

19、理量之间的关系，将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量。模块待测物理量基本测量方法力学速度利用纸带，；利用平抛，加速度利用纸带，逐差法；利用单摆功根据转化为测量m、v电学电阻（精确测量）根据转化为测量U、I（伏安法）；电阻箱（半偏、替代）电功率根据P=UI转化为测量U、I电源电动势根据EUIr转化为测量U、I 然后联立方程求解或运用图像处理3实验器材的选择电表的选择在实验考查中频频出现，主要是考虑电表的量程，一般要求测量值不于小电表量程的三分之一，不大于电表量程。有时量程不够，会通过电表的改装原理用电阻箱或给定的定值电阻将电表的量程扩大。当然，还与电路连接方式的选择有关。这是一个综合分析与判

20、断的问题。但在复习中有这样的问题，测量值在三分之一以下是否一定不可行？电表的量程是否一定要大于电路中的最大电学量？【例3】(东南大学07自主招生第7题)用伏安法测定一电阻器的电阻，阻值约为5，提供的器材有：电压表：代号V，量程3V，内阻15k；电流表：代号A1，量程3A，内阻0.2；电流表：代号A2，量程300mA，内阻1；变阻器：代号R1，11000，额定电流0.3A；变阻器：代号R2，150，额定电流1A；电池组：代号E，电动势3V，内阻0.3；开关，代号K，以及导线若干。为了精确测定该电阻器(代号Rx)的电阻，要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，为了实验能正常进行，并尽量减小测量误差

21、，而且要求滑动变阻器使于调节，则电流表应选用_(填代号，下同)，变阻器应选用_。该题用的是分压电路，则待测电阻上的电压最大可以调节到3V，及电阻上的最大电流可能达到0.6A，电流表如果选择A1，最大电流只能偏转五分之一，而选用A2电流表，电阻中的最大电流将超出电流表的量程，这里出现了矛盾。根据题目的要求“为了精确测定该电阻器(代号Rx)的电阻，要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，为了实验能正常进行，并尽量减小测量误差”，只有控制滑线变阻器，使得待测电阻上的电流不超过300mA进行实验，所以电流表选择A2。4实验电路的选择测量电路的选择测量电路一般指测量电阻的电路（包括测量电表的内阻）VAV

22、Aab电流表和电压表接入电路有两种方式：一是如图1所示的电流表外接电路（简称外接法），另一种是如图2所示的电流表内接电路（简称内接法）两种接法的选择可按下列方法进行：图1图2方法一：设电流表、电压表内阻分别为、，被测电阻为，则当或时，电流表分压作用小，应选用内接法；当或，说aVAbc明电压表分流作用大，应采用内接法；如果电压表示数比电流表示数变化明显，即r时，电动势与内阻误差均很小。而在实际测量的电源内阻比较小，所以一般不用图24电路，此电路测电源的内阻误差较大，而选用图25电路，此电路虽然电动势与内阻均有误差，但均比较小。但如果是高内阻电源，应选用图24电路。控制电路的选择为了改变测量电路（

23、待测电阻）两端的电压（或通过测量电路的电流），常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路，有限流接法和分压接法 两种电路的连接，分压如图 (a)所示，限流电路如图 (b)所示。图(a)图(b)滑线变阻器最大电流的计算，图(a)电路中当滑线变阻器滑动头滑至最左边时通过电路R0的电流为滑线变阻器的最大电流；图(b)电路中，当滑线变阻器的滑动头滑至最右边时，流过电路R0的电流与通过滑线变阻器的电流之和为滑线变阻器的最大电流。【例4】(江苏卷第12题)要描绘某电学元件（最大电流不超过6m，最大电压不超过7）的伏安特性曲线，设计电路如图所示，图中定值电阻R为1K，用于限流；电流表量程为10m，内阻约为；电压表

24、（未画出）量程为10，内阻约为10K；电源电动势为12，内阻不计。（）实验时有两个滑动变阻器可供选择：a、阻值到200，额定电流0.3b、阻值到20，额定电流0.5A本实验应选的滑动变阻器是_（填“a”或“b”） （）正确接线后，测得数据如下表U（）.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40I（m）0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50解析：将滑线变阻器滑至最右端，如用0-200，额定电流0.3的变阻器，流过滑线变阻器的电流I=A，根据表格，MN中的最大电流为0.055A，两电流加起来仍然小于0.3A，所以(a)电阻

25、能用。如果用阻值到20，额定电流0.5A流过滑线变阻器的电流I=A，不计算MN中的电流也大于了0.5A，所以不可选。选择控制电路时，遵循安全性、精确性、可操作性何节能性原则。下列三种情况必须选择分压接法：（1）要使某部分电路的电压（或电流）从零开始连续调节，只有分压电路才能满足；（2）如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件所允许的最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流、电压都会超过电表量程或电阻元件所允许的最大电流，必须采用分压接法（3）在伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑到另一端，待测电阻上的电流（或电压

26、）变化很小，不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据，在这种情况下应选用变阻器的分压接法【例5】电流表的内阻在0.1 -0.2 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，内阻约为2k）；C、电压表V2（量程15V，内阻约为10 k）；D、滑动变阻器R1（最大阻值10 ）；E、定值电阻R2（阻值5 ）；F、电源E（电动势4V）；G、电键S及导线若干。(1)、电压表应选 。(2)、画出实验电路图，如测得电压表的读数为U，电流表的示数为I，则电流表A1的内阻的表达式为：RA= 。分析与解答：仪器的选择。很明显，电源的电动势只有4V，如果选择

27、量程为15V电压表V2，则电压表最大的示数不足满偏的1/3，读数误差较大，因此应选择量程为3V的电压表V1。R2R1ASV1图3电路的设计。因为有电压表和电流表，要测电流表的内阻，首先想到的是将电压表直接接在是流表的两端，由欧姆定律可求出电流表的内阻。但由于本题中电流表的内阻很小，在0.1 -0.2 之间，因此电流表两端的电压也很小，最大为0.12V，这样用最小量程为3V的电压表无法准确读数，所以应将阻值为5 定值电阻R2串联在电流表中，这样欧姆定律算出的电阻便是定值电阻及电流表内阻之和，即。电路图如图3所示。（二）打点计时器系列实验中纸带的处理纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中

28、选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0mm。根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打n个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n个打点时间间隔，即T=0.02n（s）。一般取n5，此时T=0.1s。测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得：，4s6365210s5s4s3s2s1SSSSSS判定物体运动的性质：若、基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。设s1=，s2=，s3=

29、，s4=，s5=若s1、s2、s3、s4、s5基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。测定第n点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：。测定作匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法求加速度。将如上图所示的连续相等时间间隔T内的位移、分成两组，利用可得：、，再算出的、平均值，即：就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。若为奇数组数据则将中间一组去掉，然后再将数据分组利用逐差法求解。验证机械能守恒定律实验（三）关于电阻的测量方法欧姆表测

30、量：最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。替代法：替代法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。【例6】在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值Rx，现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。写出主要的实验操作步骤。【解析】实验电路如右图所示。将S2与Rx相接，记下电流表指针所指位置。

31、将S2与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R1的值，则RxR1。伏安法：伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表（或给定的电表不能满足要求时），可以用标准电阻（电阻箱或一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律I=U/R电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。半偏法：【例7】把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流Ig为200A，内阻估计在400600之间 按图(a)测定电流表G的内阻Rg，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下： (A)滑

32、动变阻器(阻值范围0200) (B)滑动变阻器(阻值范围0175) (C)电阻箱(阻值范围0999) (D)电阻箱(阻值范围099999) (E)电源(电动势6V，内阻03) (F)电源(电动势12V，内阻06) 按实验要求，R最好选用_，R最好选用_，E最好选用_(填入选用器材的字母代号) 假定由上述步骤已测出电流表内阻Rg=500，现在通 过串联一个245k的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为 图(b)是测定未知电阻Rx的电路图，图(c)是电路中所需要的器材(虚线框内为上述已改装好的电压表)，请按电路图画出连线，将所示器材接成实验电路 测量时，电流表的读数为020A，而改装后的电

33、压表的表头读数如图(d)所示，那么Rx的阻值等于_。D、C、F5.0V 15 【例8】如右图所示为一测电流表内阻的实验电路图，其中电压表V（量程足够大）用来测量电阻箱R与被测电流表G串联电路的端电压。在保持恒定的条件下，调节电阻箱，使被测电流表的指针偏转到满量程处，记下此时电阻箱的阻值；然后再调节电阻箱，使被测电流表指针偏转到其量程的一半，记下此时电阻箱的阻值。 计算被测电流表的内阻的公式是_。 用线表示导线，按甲图把乙图所示实验器材连接起来。（导线不得交叉） (1) 半偏(或满刻度的一半) (2)500 偏小 (4)9500（四）关于电源的电动势和内电阻的测量用一只电压表和一只电流表测量【例

34、9】测量电源的电动势及内阻（约为，约为）。器材：量程为的理想电压表，量程为的电流表（具有一定内阻），固定电阻，滑动变阻器，开关，导线若干。（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。（2）实验中，当电流表读数为时，电压表读数为；当电流表读数为时，电压表读数为，则可以求出_，_。（用、及表示）解析：由闭合电路欧姆定律可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由， 可得： （1） （2）我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有，而路端电压的最小值约为，显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材，可以利用固定电阻分压（即可以把它和电

35、源本身的内阻共同作为电源的等效内阻“”），这样此电源的“路端电压”的最小值约为，就可直接用电压表测“路端电压”了，设计实验电路原理图如图1所示。调节滑动变阻器测两组电压和电流分别代入（1）（2）两式，得：，。（说明：此种方法所测偏小，偏小）可用一只电流表和一只电阻箱测量可用一只电压表和一只电阻箱测量用两只电压表测量【例10】在“测定电源电动势和内阻”的实验中，除待测电源（，），足够的连接导线外，实验室仅提供：两只量程合适的电压表、及的内阻，一只单刀双掷开关。（1）画出实验原理图；（2）写出用测量值表示的电源电动势和内阻的表达式，并注明式中量的含义。解析：依据题意可知，电压表的内阻已知，则可由电

36、流电压变换法用测出它所在支路的电流，类似方法一，设计实验电路原理图如图4所示。设当开关与1接触时，电压表的读数为；当开关与2接触时，电压表、的读数分别为、，由欧姆定律，即有，可得，。说明：此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差。用两只电流表测量【例11】在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：干电池（电动势约为，内电阻约为）；电流表（满偏电流，内阻）；电流表（量程，内阻约为）；滑动变阻器（，）；滑动变阻器（，）；定值电阻；开关和导线若干。（1）为了能准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_。（填写数字代号）（2）请画出实验原理图。解析：由闭合电路欧姆定律可知

37、，只要能测出两组路端电压和电流即可，但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表的内阻已知，可以把内阻已知的电流表和定值电阻串联改装成一个电压表。为了减少误差，滑动变阻器需选，设计实验原理图如图5所示。分别测两组电流表和的读数，即有，可得，。说明：此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差。(五)关于设计性实验1设计原则（1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。（2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流。（3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。（4）精确

38、性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。2设计思路实验设计可用下面的框图表示题目要求和给出的条件l 演示和分组实验的实验原理l 物理规律和原理l 基本仪器的使用知识需测物理量和所需器材实验步骤数据处理实验原理解决设计型实验问题的关键是确定实验的原理，它是进行实验设计的根本依据和起点，它决定应当测量那些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数据等。实验原理的确定，要根据问题的要求和给出的条件，回顾分组实验和演示实验，寻找能够迁移应用的实验原理，寻找有关的物理规律，设法创设相关的物理情景，并根据已掌握的基本仪器核对是否能够测出必须测定的物理量。设计性实验的一般方法与步骤：明确实

39、验目的设计实验原理根据实验原理设计多种实验方案对实验方案进行可行性分析，筛选确定最佳方案根据所定方案选择实验器材拟定实验步骤对实验数据进行处理得出实验结论，并进行误差分析。值得一提的是，依据不同的实验原理选择不同的实验方案时，应遵循科学性，可行性，精确性，简便直观性这四条基本原则。【例12】从下列实验器材中选出适当的器材，设计测量电路来测量两个电流表的内阻，要求方法简捷，操作方便，可进行多次测量并有尽可能高的测量精度。（A）待测电流表A1，量程40mA，内电阻约几十（B）待测电流表A2，量程30mA，内电阻约几十（C）电压表V，量程15V，内阻rV=15k（D）电阻箱R1，阻值范围09999.

40、99（E）电阻箱R2，阻值范围099.99（F）滑动变阻器R3，阻值范围0150，额定电流1.5A（G）滑动变阻器R4，阻值020，额定电流2A（H）电阻R0，阻值是40，功率是0.5W（作保护电阻用）（I）电池组，电动势为12V，内电阻为0.5此外还有单刀开关若干和导线若干，供需要选用。（1）请设计一个测量电路，画出电路图。（2）选出必要的器材，用器材前的字母表示，有_。（3）需要哪些物理量，写出和的表达式。分析：本题要求先设计实验电路方案，再选出必要的器材，最后根据欧姆定律计算出电流表内阻的表达式。（1）测量电路的设计思路：设计方案一：要测电流表的内阻，有电流表和电压表，就自然想到如下图所

41、示的方案：（方案一）这个方案原理上是可行的，但是电流表两端的电压太小，而电压表的量程太大，电压表的指针偏角太小，读数误差太大，实际中是不可行的。设计方案二：既然方案一中电流表两端的电压太小，而电压表的量程太大，电压表的指针偏角太小，有的同学就想到电流表上串联一个电阻箱，可以增大电压表的示数，得到如下图所示的方案：（方案二）这个方案原理上也是可行的，但是电压表的量程是15V，每一小格的示数是0.5V，电压表的读数误差最大可为0.5V，而电流表中的电流最大只有3040mA，测出电阻的误差就有几十欧姆，误差太大，这个方案也不行。上述两个方案不可行的根本原因是电压表的量程太大，精度不符合要求，电压表在

42、这个题中不能用，给出电压表是一个陷井，如果不加分析就会掉入这个陷井中。设计方案三：电压表不能用，电压无法直接测量，但有两只电流表，怎么办呢？这时我们要另辟蹊径，由串并联电路的特点可知，并联电路电压相等，因此，可将两只电流表并联起来，得到如下图所示的方案：（方案三）这个方案可以测出两只电流表的电流、，由并联电路电压相等可知：上式中有两个未知量和，无法将它们都测出来，说明这个方案还不完善，还要修改。设计方案四：由于方案三不能直接测出两只电流表的内阻，就要在两条支路中的任一条支路上串联一只电阻箱，为了方便操作，再在电阻箱的两端并联一只开关，得到如下图所示的方案：（方案四）这个方案是在方案三的基础上改

43、进得到的，闭合开关S就会得到方案三，断开开关S，则有电阻箱与电流表串联，再与电流表并联，可测出电流表、的读数、，电阻箱的电阻读数R，故有： 这样就可以测出两只电流表的内阻。再来选择控制电路，由于题目要求可进行多次测量并有尽可能高的测量精度，因此只能选择分压式控制电路。由于电流表两端能承受的电压较小，在电路中要加一个保护电阻，保护电流表并使电压的调节范围增大。由于电流表的内电阻只有几十欧姆，电阻箱选就行。分压式控制电路中滑动变阻器应选阻值较小的，选择就行。故实验电路如下图所示。（2）由上面的分析可知，实验器材应选择：A、B、E、G、H、I（3）开关S2闭合时，测得电流表的示数I1和I2；由欧姆定

44、律得：断开开关S2，调整电阻箱的阻值为R时，测得电流表的示数为和。由欧姆定律得：解得： 归纳：本题测量电路的设计思路是由同学们熟悉的伏安法（方案一）开始思考，很容易想到方案二，由于电压表的量程太大，精度不符合要求，电压表在这个题中不能用，只能另辟蹊径，由串并联电路的特点可知，并联电路电压相等，想到方案三，从方案二到方案三是思维能力的飞跃，是创新能力的体现。由于方案三不完善，就自然会想到方案四。思考题：若上题中只给你两只电压表，而没有电流表，要测其内电阻，应该如何设计测量电路呢？设计思路：只有电压表，而没有电流表，要测其内电阻，电压表内阻两端的电压可由电压表测出，关键是电流无法直接测出，由串并联

45、电路的特点可知，串联电路电流强度相等，故可以把两只电压表串联起来，得到如下图所示的方案：（方案一）由于两只电压表的示数、可以直接读出，由欧姆定律得：上式中有两个未知量，无法都有测出来，与上题相似，在任意一只电压表的两端并联一只电阻箱就可以解决问题，得到如下图所示的方案：（方案二）在方案二中闭合并关S就变成方案一，断开开关S后，测出两只电压表的示数为、，电阻箱的示数为，由欧姆定律得：由上述两式解得：只要测出电压表的两次示数和电阻箱的示数，就可以测出两只电压表的内阻。【例13】2020年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种

46、效应可以测量磁感应强度。 若图为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。 图2请按要求完成下列实验。（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图4的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.61.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。 提供的器材如下： A.磁敏电阻，无磁场时阻值 B.滑动变阻器R，全电阻约 C.电流表，量程2.5mA,内阻约 D.电压表，量程3V，内阻约3k E.直流电源E，电动势3V，内阻不

47、计，F.开关S，导线若干（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：123456U（V）0.000.450.911.501.792.71I（mA）0.000.300.601.001.201.80图5根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB= ，结合图可知待测磁场的磁感应强度B T。（3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在00.2T和0.41.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？（4）某同学查阅相关资料时看到了图5所示的磁敏电阻在一定温度下 的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？解析：（1）当B0.6T时，磁敏电阻阻值约为6150900，当B1.0T

48、时，磁敏电阻阻值约为111501650由于滑动变阻器全电阻20比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于，所以电流表应内接电路图如图所示（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：，故电阻的测量值为（15001503都算正确）由于，从图中可以读出B0.9T方法二：作出表中的数据作出UI图象，图象的斜率即为电阻（略）（3）在00.2T范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）；在0.41.0T范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）； （4）从图5中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的

49、阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关点评：本题以最新的科技成果为背景，考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何根据测得的U、I值求电阻第（3）、（4）问则考查考生思维的灵敏度和创新能力总之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题(六)关于探究性实验在新课程实施过程中，特别关注科学探究，过去的验证性实验改为了探究性实验。验证实验是知道结果，只是通过实验的方法去论证。如验证力的合成遵循平行四边行法则、研究牛顿第二定律。而探究实验是用实验

50、的手段从未知到已知，用实验去探知结果。但不管是教学活动中的探究还是实验考查中的探究，其目的不是探究一个未知的结果，而是注意探究过程，学习科学探究方法，提高学生的科学素养。所以在复习此类型实验，要注重科学探究的方法，培养科学探究的能力。实验探究一般分下面几个步骤，提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证评估。在09“说明”中提到“对结论进行一定的分析与评价。能在实验过程中，发现问题，提出问题，并制定解决方案。”【例14】(上海07年的调研试卷)某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零。为了研究河水流速与离河岸距离的关系，小明设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”形玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长。当水流以速度v正对“L”形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管