恩施高中2012届物理电学实验专题总结(精)

1、恩施高中 2012 届物理电学实验专题总结课题一:设计型电学实验的思维流程设计型电学实验题考查考生对实验原理的认识及理解、获取信息的能力、实验器材的选 取、步骤的合理安排、实验操作、数据的分析处理及结论的得出等一 系列知识和能力。试题具有考查方式新、考查内容广和能力要求高的特点，倍受 命题者的青睐，设计型实验已将电 学实验的考查推向更新的高度。近年来高考物理实验试题发生了明显的变换，已跳出课本中 分组和演示实验的内容，逐渐向综合 性、标准化和高层次方向发展。 这些实验试题设计新颖，立意深刻，要求学生能灵 活运用已学的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，体现了从“知识型”向 能力型”的转变，

2、强化了人才选拔的功能。解决设计性实验问题的关键是确定实验原理，它是进行实验设计的根本依据和 起点,它决定实验中应当测量哪些物理量、如何合理地安排实验步骤及如何科学地 处理实验数据等。而实验原理的确定，要根据问题的要求和给出的条件并通过回顾 分组实验和演示实验来寻找能够迁移应用的实验原理；或者通过回顾物理原理，寻 找有关的物理规律，设法创设相关的 物理情景,并根据已有的基本仪器测出必须测 定的物理量，从而寻找能够迁移应用的实验原理。所以设计性实验是既有物理规律 可依,也有思维方法可循。笔者以两道电学实验题为例供大家体会电学设计性实验 解题的思维流程。、设计型实验的设计原则1、 科学性原则：科学的

3、方案应有科学的依据及正确的方式。2、 安全性原则:设计的方案实施时，应安全可靠，不会对仪器、器材有危害3、精确性原则：实验误差应控制在允许的范围内，尽可能选择误差较小的方4、 可操作性（方便性原则：设计方案应便于操作、 读数，便于进行数据处理和观 察。二、解决电学设计性实验题的基本思路：1、 明确实验目的：实验陈述的情景，知道题目给定的已知量和未知量，给你设定 的任务是什么,需要做哪些工作，需要测量哪些数据。2、明确实验条件：从所给器材中获取信息，如有哪些电表,量程，内阻是大约值还是精确值等。3、确定实验原理：根据题目设定的任务，要用怎样的原理,要用怎样的实验步 骤。如伏安法，替代法，半偏法等

4、。4、确定实验器材：根据实验原理，选出器材。有时，要进行尝试性的运算。如通 过估算待测电路的最大电流、最大电压，可以确定电表量程。5、确定实验电路：一般程序是先确定测量电路，再确定控制电路Z确定实验原理2确疑实验庫理王确走璽验原珂去确定实验原理2.确眾实验原理N 确疑实验匪理2确定实验原理2确迅实验底理三、思维流程图Z确定实验原理、典例解析:例 1 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件现用伏安法研究热敏电阻在不同 温度下的伏 安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整已知常温下待测热敏电阻的阻值 约 45Q热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的 仪表和器材有：A .电流表 A

5、1,量程 0.6A ,内阻约 1QB 电流表 A2,量程 3A ,内阻约 2QC 电压表 V1,量程 15V ,内阻约 15kQD 电压表 V2,量程 3V ,内阻约 5kQE 滑动 变阻器 R1(0100QF滑动变阻器 R2(020Q提取积累素材 电路的分析、计算安全性原则方便性原则考虑全局3.从所给器材中获取信息G .电源 E(3V、内阻可忽略 H .盛有热水的热水杯(图中未画出 I .开关、导线若 干(1 实验中应选用的电流表为 _ (填“A1”或“A2”应选用的电压表为_ 填“V1”或 “V2”应选用的滑动变阻器为 _(填 “R1或“R2(2 在图(a 的方框中画出实验电路原理图，要求

6、测量误差尽可能小.(3 根据电路原理图，在图(b的实物图上连线.的刻度盘只标注了表示量程 I=100 讥的刻度线，尚未标注其他分刻度线，如图所示。请用下列 全部器材i Rg 约为 2kQii、1:量程 250mV，最小分度 5mV ,内阻约为 1kQiii、1 个滑动变阻器 R 1:050Qiv 1 个滑动变阻器 R 2:03kQv、1 个直流电源 E:电动势 E =1.5V,内阻 r 约为 1Qvi、1 个单刀单掷开关 S , 导线若干Rg 的实验电路原理图（原理图中的元件要用相应的 英文字母标注下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方：第一步:断开 S，按电路原理图连接器材，将

7、两个滑动变阻器 R 1、R 2 的触头分别置于合理的位置；第二步：闭合 S，分别调节 R 1 和 R 2 至适当位置,图（a图（b例 2 解析:如图说明:电路设计合理，两个变阻器分别当作粗调、微311-堡程10mA,内阳可特测（约4Dfi）电流农（血）:t稅500UA.内祁厂乃皿电压表（V）呈禅内阻分1叹口电阻（尽）阻值约100Q,作保护电阻用滑动变阻器 禺）总阻值约丸口电池（E）电键（K）导线若于电动势L5V.内阻很小（1 画出电路图，标明所用器材的代号（2若选测量数据中的一组测内阻,则所用的表达式为=_ 式中各符号的意义是:_ 例.实验室有如下器材电流表 A1（满偏电流约 500 卩 A,

8、有刻度无刻度值,内阻 rg 约 500Q；电流表A2 （量程0300卩A内阻rA2=1000Q;电流表A3 （量程01mA ,内阻 rA3=100Q定值电阻 R0（阻值 1kQ；滑动变阻器 R（05Q额定电流 2A ;电池（电动势 2V ,内阻不计；开关、导线若 干.要求较精确地测出 A1 表的内阻和满偏电流.（1 在方框内画出测量电路；（2 应读取的物理量是_ ;（3 用这些量表示的 A1 表的满偏电流 Ig =_ , A1 表的内阻 rg:_ . 3起增压增流作用。例.用伏安法测量一个阻值约为 20Q的未知电阻 Rx 的阻值，有下列器材：电源 E（电动势 3V ,内阻可忽略不计；电流表 A

9、1（量程 050mA，内阻约12Q;电流表 A2(量程 03A，内阻约 0.12Q电压表 V1(量程 03V，内阻约 3kQ电压 表V2(量程 015V，内阻约 15kQ；滑动变阻器 R1(010Q允许最大电流 2.0A ;滑动变阻器 R2(01000Q允许最大 电流0.5A ;定值电阻 R(30Q允许最大电流 1.0A ;开关、导线若干(1 在以上备选器材中，电流表应选用_ 电压表应选用_ 滑动变阻器应选用_(填写器材的字母代号；(2 请在虚线框中画出测量电阻 Rx 的实验电路图(要求所测量的值的变化范围 尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出(3 某次测量中，电压表读数为 U 时,电流表读

10、数为 I，则计算待测电阻阻值的表达 式Rx =_.4.定值电阻与测量对象串联。例:(2005 全国测量电源的电动势 E 及内阻 r(E 约为 4.5V , r 约为 1.53器材:量 程 3伏的理想电压表,量程 0.5A 的电流表(具有一定的内阻,固定电阻 R=43,滑动 变阻器 R电键 K ,导线若干。画出实验原理图。三、等效与替代作用。1、充当电流表:定值电阻与电压表并联，可作为电流表使用。2、已知内阻的电压表相当于一个电流表3、电压表与定值电阻组合使用可以测量电流。4、 充当电压表：定值电阻若与一个电流表串联，可作为电压表使用，与电压表 的改装类似。5、已知内阻的电流表相当于一个电压表。

11、6 电流表与定值电阻组合使用可以测量电压。7、等效于多用电表的欧姆档。半偏法中电阻箱的作用。替代法中电阻箱的作用。所有电路设计的基本框架一致，只是根据电流表或电压表的特点而有所不同。总之，测量并非无迹可循。只要抓住实质，根据串并联电路的特点，灵活使用直接或 间接的测量方法，把握规律性的东西，以不变应万变，还是可以成功解决问题的。经典设计赏析现要求测量一个阻值较大的电阻 Rx 的阻值.从实验能够找到的实验器材如下：电动势与内电阻均未知的直流电源 E滑动变阻 R1（全电路为 300Q标准电阻 R0（阻值已知电压表 2 只,VI、V2（量程均能满足实验要求开关（单刀开关、单刀双掷开关各一个导线若干某

12、同学通过实验研究发现 Rx 的阻值数值级与 R0及电压表内电阻相当，于是他设计了一种电路，其控制电路出图所示.(1 请你在图中补全测量电路.(要求标出实验器材符号(2简要写出实验的测量 原理及电阻 Rx 的计算表达式.(表达式中的物理量需要加以说 明.(08 全国卷 1n. (12 分一直流电压表OV 连成为 1V ,内阻为 1000Qo现将一阻值在 50007000Q之间的固定电阻 R1与此电压表串联，以扩大电压表 的连成。为求得扩大后量程的 准确值，再给定一直 流电源(电动势 E 为 67V ,内阻可忽略不计，一阻值 R 2=2000Q的固定电阻，两个单刀开关 S 1、S 2 及若干导线。

13、(1 为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.(2 连线完成以后，当 S 1 与 S 2 均闭合时，电压表的示数为 0.90 V;当 S 1 闭合,S 2断开时，电压表的示数为 0.70 V,由此可以计算出改装后电压表的量程为V，电源电动势为 V .02 年广东、河南 7 . (8 分现有器材：量程为 10.0mA、内阻约 30Q40Q的电流 表一个，定值电阻 R 1=150Q定值电阻 R 2=100Q单刀单掷开关 K ,导线若干。要求 利用这 些器材测量一干电池(电动势约 1.5V 的电动势。(1 按要求在实物图上连线。(2 用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为

14、& =式中各直接测得量的意义是:.图 2(1 在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其 (2在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上 连成测量电路。内阻？(3 你要读出的物理量是 _。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是。干电池电流表R 1R 2K 干电池电流表R 1R 2K04(北京卷 17 (18 分为了测定电流表 A 1 的内阻，采用如图 1 所示的电路其中:A 1 是待测电流表，量程为 300 A 内阻约为 100Q;A 2 是标准电流表，量程是 200 卩 A ; R 是电阻箱，阻值范围 0999.9Q; R 是滑 动变阻器；R 3 是保护电阻 E 是电池组，

15、电动势为 4V ,内阻不计；S 1 是单刀单掷开关, S 2是单刀双掷开关。(1 根据电路图 1,请在图 2 中画出连线将器材 连接成实验电 路(2 连接好电路，将开关 S 2 扳到接点 a 处,接通开关 S 1,调整滑动变阻器 R 2 使电流表 A 2 的读数是 150 卩 A 然后将开关 S 2 扳 到接点 b 处，保持R 2 不变，调节电阻箱 R 1,使 A 2 的读数仍为 150 卩若此时电阻箱各旋钮的位 置哪图 3 所示,电阻箱 R 1 的阻值是Q则待测电流表 A 1 的内阻 R 3=(3 上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器 R 2 的滑动端位置，都要保证两块电流 表的安全。在下面提

16、供的四个电阻中，保护电阻 R 3 应选用：(填写阻值相应的 字母。A . 200KQB . 20KQC.15KQD . 20Q(4 下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。即要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器(填写阻值相应的字母。A . 1kQB . 5kQC.10kQD.25kQ04 伏津卷 29 . (15 分现有一块 59C2 型的小量程电流表 G 俵头,满偏电流为A 卩 50 内阻约为800850Q把它改装成 mA 1、mA 10 的两量程电流表。可供选择的器材有UA I *皿皿|! JW.JHi, -FJM H ji.5.- H1RI I|址HIWi I躊常躊常MM女女

17、4k的內由的內由.4ltA4|ltlMF站用站用$黑站录带黑站录带力力t 14用詡用詡电如 ,: - 4WM9电电啊EIJVJ楼内楼内Rlr 2( ( l.Fi电电池池At*為為I 軽軽LSKUh由由lUliSMO *44V* RtM VKttQ ipL I.UAL址曲町址曲町 tqwikhAriXjIUIQ) 4.A .VFtft I(1(2 06 然后再按图电路进行测量。(1 测量电流表 A 2 的内阻按图电路测量 A 2 的内阻，以下给出了实验中必要的操作A .断开 S 1 B .闭合 S 1、S 2C 按图连接线路，将滑动变阻器 R 的滑片调至最左端,R 2 调至最大 D .调节R 2

18、,使 A 1 的示数为 I 1,记录 R 2 的值ffi JE .断开 S 2 闭合 S 3F 调节滑动变阻器 R，使 A 1、A 2 的指针偏转适中，记录 A 1 的示数 I 1 请按合 理顺序排列实验步骤（填序号：_。（2 将电流表 A2（较小量程改装成电流表 A （较大量程如果（1 中测出 A 2 的内阻为 468.0Q现用 R 2 将 A 2 改装成量程为 20mA 的电流表 A ,应把 R 2 调为 _ 与 A 2 并联,改装后电流表 A 的内阻 R A 为（3 利用电流表 A、电阻箱 R 3 测电池的电动势和内阻 用电流表 A、电阻箱 R 3 及开关 S 按图所示电路测电池的电动势

19、和内阻。实验时，改变 R 3 的值,记录下 电流表 A的示数 I ,得到若干组 R 3、I 的数据撚后通过作出有关物理 量的线性图 象，求得电池电动势 E 和内阻 r。a .请写出与你所作线性图象对应的函数关系式。b .请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示c .图中_表示 E.23.（16 分（请在答题卡上作答三只灯泡 L 1、L 2 和 L 3 的额定电压分别为 1.5 V、1.5 V 和 2.5 V,它们的额定电流都为 0.3 A.若将它们连接成题 23 图 1、题 23 图 2 所示电路,且灯泡都正常发光,（1 试求题 23 图 1 电路的总电流和

20、电阻 R 2 消耗的电功率；（2 分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能07 江苏 60(9 分要描绘某电学元件(最大电流不超过 6 mA,最大电压不超过 7 V 的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻 R 为 1 kQ用于限流；电流表量程为 10 mA,内阻约为 5Q电压表(未画出)量程为 10V,内阻约为 10 k;电源电动势 E 为 12V,内阻不计。实验时有两个滑动变阻器可供选择：a、阻值 0 到 200,额定电流 0.3A b、阻值0到 20,额定电流 0.5 A 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 1 U (V) I (mA)0

21、.00 0.00 2 3.00 0.00 3 6.00 0.004 6.16 0.06 5 6.28 0.50 6 6.32 1.00 7 6.36 2.00 8 6.38 3.00 9 6.39 4.00 10 6.40 5.50 a 根据以上数据，电压表是并联在 M 与之间的（填“O 或“P” b）根据以上数据， 画出该元件的伏安特性。曲线为画出待测元件两端电压 UMO 随 MN 间电压 UMN 变化的示意图为（无需数值） UMO UMN A 07 全国理综 U 64 有一电流表,量程为 1 mA，内阻 r1约为 100。要求测量其内阻。A 可选用器材有：电阻器 R0,最大阻值为 9999

22、9.9 ;滑动变阻器甲，最大阻值为 10 k ;滑动变阻器乙，最 大阻值为 2 k ;电源 E1，电动势约为 2 V，内阻不计；电源 E2,电动势约为 6 V，内阻不计；开关 2 个，导线若干。R 采用的测量电路图如图所示，实验步骤如 下：断开 S1 和 A A S2，将 R 调到最大；合上 S1 调节 R使 A 满偏； 合上 A R1 A S2,调节 R1 使 A 半偏， 此时可以认为 A 的内阻 rg= R1， A A S2试问： 在上述可供选择的器材中，可变电阻 R1 应该选择；S1 为了使测量尽量精确，可 变电阻 R 应该选择；电源 E 应该选择。认为内阻 rg= R1，此结果与 rg

23、 的真实 值相比。（填偏大”偏小”或相等”、）07 上海 67 （5 分）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源 E 电动势、内电阻恒定，R1 为滑 动变阻器，R2、R3 为定值电阻，A、V 为理想电表。若滑动片 P 由 a 滑至 b 时 A 示数一直变小，则 R1 和 R2 必须满足的关系是 _。若 R1= 6，2=12，R 电源内电阻 r= 6，当滑动片 P 由 a 滑至 b 时，电源 E 的输出功率 P 随外电路总电阻 R 的变化关系如图（b）所示，贝 U R3 的阻值应该选择 E R3 A V K（a） 6 （b） R/ R2 R1 aP b P/WA.2 C.

24、6 B. 4 D . 8 R1 R 07 四川理综 72甲同学设计了如图所示的电路测 电源电动势 E，待及电阻 R1 和 R2 阻值。实验器材有：待测电源 E （不计内阻） a S2 测电阻 R1,待测电阻 R2，电压表 V （量程为 1.5V，内阻很大），V 电阻箱 R （0-99.99 ），单刀单掷开关 S1,单刀双掷开关 S2,导 b R2 线若干。E S1 先测电阻 R1 的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合 S1,调节电阻箱，读出其示数 r 和对应的电压表 将 S2 切换到 a,示数 Ul，保持电阻箱示数不变，读 出电压表的示数 U2。则电 阻 R1 的表达式为 R1=_ 。甲同学

25、已经测得电阻 Rl = 4.8，继续测电源电动势 E 和电阻 R2 的阻值。该同学的做法是：闭合 S1,将 S2切换到 a, 1 / V 1 多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R 和对应的 电压表 U 1 1 示数 U，由测得的数据，绘出了如图所示的-图线，U R 则电源电动势 E=_V,电阻 R2 =_。利用甲同学设计的电路和测得的电阻 RI,乙同学测电源电动势 E 和电阻 R2 的阻值的做法是： 闭合 S1, S2 切换到 b,将多 次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表 2.8 0.7 O 0.5 1 / ? - 1 R 1 1 示数 U,由测得的数据，绘出于相应的 一图

26、线，根据图线得到电源电动势 EU R + RI 和电阻 R2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围 _ （选填 较大”较小”或相同”，所以_ 同学的做法更恰当 些。 、（撰写人：吴建平） 专题五：专题五：滑动变阻器的作用之粗调与微调 滑动变阻器在电路中有多种不同的连接方式，但无论怎样连接，其基本作用就是： 通过滑动滑片来改变连入电路部分的阻值，从而起到限制或调节电压、电流的作 用。下面简要介 绍一下滑动变阻器的基本结构及常见作用之粗调与微调。_ 一外形及结构滑动变阻器的实物如图 1 所示，在电路图中用图 2 表示。滑动变阻器是 通过改变接入电路中电阻丝长度来改变接入电路的电阻，不同规格的变阻器的电阻丝粗细不同，所以不同规格的 滑动变阻器的阻值可以相差很大，但外形却相差 不大，这将导 致不同滑动变阻器的