物理实验 电学实验

1、高高频频考考点点探探究究热热点点模模型型解解读读高高考考真真题题聚聚焦焦一、电流表、电压表、欧姆表的对比使用多用电表时应注意：(1)电流的方向：欧姆表内部电池的正极接外部负接线柱(黑表笔)；使用多用电表时，电流都要从电表的正接线柱(红表笔)流入多用电表，从负接线柱(黑表笔)流出(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”： “机械零点”在刻度盘左侧“0”位置，需要调节时通过表盘下方中间的指针定位螺丝进行调节；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，需要时通过欧姆挡的调零旋钮进行调节(3)测电阻时需选用适当的挡位(倍率)，每改变一次挡位，都要重新进行欧姆调零(4)测电阻时要将电阻与其他元件和电源

2、断开，使用完毕应将选择开关旋至OFF挡或交流电压最大挡 二、电学实验备考要点三、电学仪器的选择1电源的选择：一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源2电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏左右四、控制电路控制电路中滑动变阻器的连接1.分压接法的选用：要求被控制电路的电流(或电压)从零开始可连续调节，如测定导体的伏安特性曲线等电路；被控制电路的电阻R远大于滑动变阻器的最大值R0；实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)；若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的

3、最小值仍超过电表或电器的额定值2限流接法的选用：测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电阻R与滑动变阻器的最大值R0接近或R略小于R0；测量电源电动势和内阻第第1111讲讲电学实验电学实验高高考考真真题题聚聚焦焦12015全国卷 图111(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路(a)(b)图111高高考考真真题题聚聚焦焦第第1111讲讲电学实验电学实验高高考考真真题题聚聚焦焦第第1111讲讲电学实验电学实验第第1111讲讲电学实验电学实验高高考考真真题题聚聚焦焦高高考考真真题题聚聚焦焦第第1111讲讲电学实验电学实验【考题定位

4、】 难度等级：中等 出题角度：通过电流表和电压表的改装及校准，考查考生对串并联电路的规律、电表改装原理、电路元件的选择及电路故障分析的理解和应用高高考考真真题题聚聚焦焦第第1111讲讲电学实验电学实验图112高高考考真真题题聚聚焦焦第第1111讲讲电学实验电学实验高高考考真真题题聚聚焦焦第第1111讲讲电学实验电学实验答案(1)实验电路图如图所示高高考考真真题题聚聚焦焦第第1111讲讲电学实验电学实验高高考考真真题题聚聚焦焦第第1111讲讲电学实验电学实验【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：考查“测量电压表内阻”的实验，考查学生对实验原理、电路设计、实验步骤的理解及进行误差分析的能力第第1

5、111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究考点一考点一 测量与验证性实验测量与验证性实验例例1 2015四川卷 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧可选用的实验器材有：电流表A1(量程030 mA)；电流表A2(量程0100 mA)；电压表V(量程06 V)；滑动变阻器R1(阻值05 )；滑动变阻器R2(阻值0300 )；开关S一个，导线若干条第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究某同学的实验过程如下：.设计如图113所示的电路图，正确连接电路图113第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探

6、探究究 .将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录以U为纵轴，I为横轴，得到如图114所示的图线图114第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变重复的步骤，得到另一条UI图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0，0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)回答下列问题：(1)电流表应选用_，滑动变阻器应选用_；(2)由图114的图线，得电源内阻r _ ；(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx_，代入数值可得Rx ；(4)若电表为理想电表， Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动

7、变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_，电压表示数变化范围_(均选填“相同”或“不同”)第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究导思 通过电路的最大电流约为多少？采用滑动变阻器限流接法的电路中，滑动变阻器的最大电阻与待测电阻的阻值应满足怎样的关系？根据UI图像，如何求电源电动势和内阻？高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究归纳电学测量性实验的核心是电阻的测量，如定值电阻的测量、电流表和电压表内阻的测量、电源电动势和内阻的测量，基本原理是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定

8、律解决测量性实验问题的关键是明确实验仪器的使用、实验原理、实验方法，掌握实验的注意事项及处理实验数据的方法，会分析误差来源第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究归纳电学测量性实验的核心是电阻的测量，如定值电阻的测量、电流表和电压表内阻的测量、电源电动势和内阻的测量，基本原理是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律解决测量性实验问题的关键是明确实验仪器的使用、实验原理、实验方法，掌握实验的注意事项及处理实验数据的方法，会分析误差来源高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验变式变式 2015安徽卷 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电

9、流为100 A、内阻为2500 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9 )和若干导线(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱_(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_.高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图115所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表：图115高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验根据表中数据，图116中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图116中，并画出IRI图线；根据图

10、线可得电池的电动势E是_V，内阻r是_.图116高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验答案 (1)并联5.0(2)如图所示1.532.0高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验解析(1)将小量程表头改装成更大量程的电流表，需给表头“并联”一个合适阻值的分流电阻；已知表头的满偏电流Ig100 A，表头内阻Rg2500 ，改装后电流表量程IA50 mA，设分流电阻为Rx，由IgRg(IAIg)Rx解得Rx5.0 .(2)将表中第5、6两组数据描入坐标纸，分析电路并由闭合电路的欧姆定律可得EI(RRAr)，变形得IR(RAr)IE，可知IRI图像为一条直线，故应用一

11、条直线拟合各数据点，如图；由上述分析知，IRI图像的纵轴截距为电池电动势，由图知E1.53 V(1.521.54 V) ；图中直线斜率的绝对值为RAr，则RAr7.0 ，所以，电池内阻r7.0 RA2.0 .高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验考点二探究性实验考点二探究性实验例例2 2015海南卷 某同学利用图117(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化实验中使用的器材为：电池E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100 F)、电阻R1(约200 k)、电阻R2(1 k)、电压表V(量程6 V)、秒表、导线若干图(a)图(b)图(c)图117高高频频

12、考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线(2)先闭合开关S2，再断开开关S2；闭合开关S1，同时按下秒表开始计时若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为_V(保留2位小数)(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示在下面的坐标纸上绘出Ut图线已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是_s.高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是_图118第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究导思 电压表的最小分度是多少？读数

13、时如何估读？根据描点绘制Ut图像时，应绘成折线还是平滑曲线？如何确定误差较大的数据点？“先闭合开关S2，再断开开关S2”与第(4)问有什么关系？高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验答案 (1)如图所示(2)3.60(3)图线略40.0 (4)实验前使电容器充分放电高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验解析(2)电压表量程为6 V，分度值为0.1 V，所以读数为3.60 V(估读到下一位)(3)用平滑的曲线把大部分点拟合在一起，发现电压表示数变化越来越慢，40.0 s对应的数据偏离曲线较大(30.0 s到40.0 s的电压值变化过快，与整条曲线的变化趋势不符

14、)(4)实验前电容器不能带电，这个回路使电容器充分放电，不影响后续实验高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验变式变式 2015广东卷 某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 k)、电流表(内阻约为1 )、定值电阻等(a)(b)(c)图119高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验(1)使用多用电表粗测元件X的电阻选择“1”欧姆挡测量，示数如图119(a)所示，读数为_，据此应选择图中的_(填“b”或“c”)电路进行实验(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐_(填“增大”或“减小”)；依

15、次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验(3)图1110(a)是根据实验数据作出的UI图线，由图可判断元件_(填“X”或“Y”)是非线性元件高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R21 的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如图(b)所示闭合S1和S2 ，电压表读数为3.00 V；断开S2 ，读数为1.00 V利用图1110(a)可算得E_V，r_(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)(a) (b)图1110高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲

16、电学实验电学实验考点三创新性实验考点三创新性实验例例3 2015山东卷 如图1111甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的UI关系图线甲乙图1111高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验回答下列问题：(1)滑动触头向下移动时，电压表示数_(填“增大”或“减小”)(2) I0 _A.(3) RL消耗的最大功率为_W(保留一位有效数字)第第1111讲讲电学实验电学实验高高频频考考点点探探究究导思 电路中电阻变化时，总电流是否

17、变化？路端电压是否变化？电压表示数与电流表示数之间的函数关系是什么？ RL消耗的功率与通过电流表的电流之间的函数关系是什么？高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验答案 (1)减小(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正确)(3)5解析(1)滑动触头向下移动，滑动变阻器连入电路的电阻减小，电路总电阻减小，因为总电流不变，所以总电压减小，电压表示数减小(2)电压表示数与电流表示数之间的关系为U(I0I)RI0RIR，由图像横轴截距得I01.00 A.(3)由UI图线可得R20 ，RL消耗的功率PUII0RII2R，由二次函数的规律得RL最大功率为5 W.高高频频考考点点探

18、探究究第第1111讲讲电学实验电学实验变式变式 某研究性学习小组设计了如图1112甲所示的电路，同时测电阻R0的阻值、电源的电动势E及内阻r. 图1112高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电学实验(1)闭合开关S，移动滑动触头P，用V1、V2和A测得并记录多组数据根据数据描出如图乙所示的、两条UI图线，则图线是根据电压表_(填“V1”或“V2”)和电流表A的数据画得的(2)根据图像求得电源电动势E的测量值为_V，内阻r的测量值为_.(保留两位有效数字)(3)图线、的交点对应滑动变阻器接入闭合电路的阻值为_，此时电源的总功率为_W.高高频频考考点点探探究究第第1111讲讲电学实验电

19、学实验热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验示例示例 某科技小组要测量一未知电阻Rx的阻值，实验室提供了下列器材：A待测电阻RxB电池组(电动势3 V，内阻约5 )C电压表(量程3 V，内阻约3000 )D电流表(量程5 mA，内阻约10 )E滑动变阻器(最大阻值50 ，额定电流1.0 A)F开关、导线若干该小组使用完全相同的器材用不同的测量电路(电流表内接或外接)进行测量，并将其测量数据绘成UI图像，如图11

20、14甲和乙所示热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验(1)由测量结果判定_图测量结果较为准确，其测量值Rx_(结果保留三位有效数字)， Rx的测量值_真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)(2)请把正确的测量电路图画在方框内图1114第第1111讲讲电学实验电学实验答案 (1)甲1.08103大于(2)如图所示热热点点模模型型解解读读热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验拓展拓展1 为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池(1.5 V)、毫安表(1 mA)、电阻箱(09999 )、开关、导线

21、等器材(1)该同学设计的实验电路如图1115(a)所示，实验时，将电阻箱阻值调至最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I11 mA，记录电流值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I20.8 mA，记录电流值由此可得被测电阻的阻值为_.图1115热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验(2)经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图(b)所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K

22、1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值大小R0.由此可测出Rx_第第1111讲讲电学实验电学实验答案 (1)375(2)IR0解析(1)设电流表内阻为RmA，电流为I1时电阻箱的值为R，K2断开、K1闭合时，根据闭合电路欧姆定律有EI1(RRmAr)，K1断开、K2闭合时，EI2(RxRRmAr)，联立解得Rx375 .(2)依据图(b)所示电路测电阻，电流表作指示用，用以监测电阻箱代替待测电阻后的电路等效性，根据等效替代法的测量原理，电流表示数仍为I，所以RxR0.热热点点模模型型解解读读第第1111讲讲电学实验电学实验例例1 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，他

23、根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图A电压表V(15 V，10 k)B电流表G(量程3.0 mA，内阻Rg为10 )C电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.5 )D滑动变阻器R1(020 ，10 A)E滑动变阻器R2(0100 ，1 A)F定值电阻R3990 G开关S和导线若干第第1111讲讲电学实验电学实验(1)该同学没有选用电压表是因为_；(2)该同学将电流表G与定值电阻R3串联，实际上是进行了电表的改装，则他改装的电压表对应的量程是_V；(3)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_(填写器材前的字母编号)；(4)该同学利用上述实验原理图测得以下数据(

24、数据不完整)，并根据这些数据绘出了如图所示的图线，根据图线可求出干电池的电动势E_V(保留3位有效数字)，内阻r_(保留2位有效数字)第第1111讲讲电学实验电学实验第第1111讲讲电学实验电学实验第第1111讲讲电学实验电学实验例例2 用如图甲所示电路测电源的电动势和内阻，选好器材后，用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路，其中R0是保护电阻(1)闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除了导线外，其他器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是_(请用接线柱处的字母去表述)第第1111讲讲电学实验电学实验(2)排除故障后，测量记录了6组数据，并根据这些数据画出了UI图线如

25、图所示根据图线求出电池的电动势E_V，内阻r_. (3)若保护电阻R0的阻值未知，该电源的电动势E、内阻r已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R0的阻值该条线是_，需改接为_改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数U、电流表示数I，电源的电动势用E表示，内阻用r表示，则R0_第第1111讲讲电学实验电学实验第第1111讲讲电学实验电学实验例例3 研究性学习小组围绕一个量程为30 mA的电流计展开探究：(1)为测量该电流计的内阻，同学甲设计了如图(a)所示电路图中电源电动势未知，内阻不计闭合开关，将电阻箱阻值调到20 时，电流计恰好满偏；将电阻箱阻值调到95 时，电流计指针指在如图(b)所示位置，则电流计的读数为_mA.由以上数据可得电流计的内阻Rg_. (a) (b) (c)第第1111讲讲电学实验电学实验(2)同学乙将甲设计的电路稍作改变，在电流计两端接上两个表笔，如图(c)所示，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“30 mA”处，此处刻度应标阻值为_(填“0”或“”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找