高考实验专题

1、一、电学测量仪器的使用与读数一、电学测量仪器的使用与读数1电流表、电压表、欧姆表的比较电流表、电压表、欧姆表的比较2多用电表的使用多用电表的使用“三注意三注意”(1)电流的流向：电流的流向：由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的表的“”插孔插孔(红表笔红表笔)流入，从流入，从“”插孔插孔(黑表笔黑表笔)流出，所以使流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。的是红表笔。(2)要区分开要区分开“机械零点机械零点”与与“欧姆零点欧姆零点”：“机械

2、零点机械零点”在表盘刻度左侧在表盘刻度左侧“0”位置。调整的是表盘下边中位置。调整的是表盘下边中间的定位螺丝；间的定位螺丝；“欧姆零点欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。调整的是欧姆挡的调零旋钮。(2)电表的选择：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；选择的电表的压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏

3、以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度。半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度。二、电流表内外接法的比较与选择二、电流表内外接法的比较与选择比较项目比较项目电流表内接法电流表内接法电流表外接法电流表外接法电路电路误差来源误差来源电流表的分压电流表的分压电压表的分流电压表的分流测量结果测量结果R测测U/IRx，偏大，偏大R测测U/IRx，偏小，偏小适用条件适用条件RxRA(测大电阻测大电阻)RVRx(测小电阻测小电阻)三、控制电路三、控制电路(滑动变阻器的接法滑动变阻器的接法)的比较与选择的比较与选择1控制电路的比较控制电路的比较2控制电路的选择：控制电路的选择：(1)优先选用限流式。优先选

4、用限流式。(2)以下情况考虑分压式：以下情况考虑分压式：要求待测电路的要求待测电路的U、I从从0变化；变化；R滑滑Rx；选用限流式时，选用限流式时，Ux、Ix过大过大(超过电表量程，烧坏电表、超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等电源或用电器等)例例1(2012上海高考上海高考)在练习使用多用表的实验中在练习使用多用表的实验中(1)某同学连接的电路如图某同学连接的电路如图1221所示所示图图1221若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过是通过_的电流；的电流；若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆若断开电路中的电键，旋转

5、选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是挡，此时测得的是_的电阻；的电阻；若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是_两两端的电压。端的电压。(2)(单选单选)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若 ()A双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大B测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量重新调零后再进行测量C选择选择“10

6、”倍率测量时发现指针位于倍率测量时发现指针位于20与与30正中间，正中间，则测量值小于则测量值小于25 D欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大量值将略偏大解析解析(1)若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时多用电表与此时多用电表与R1串联，测量的是通过串联，测量的是通过R1的电流。的电流。断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时时R1和和R2串联接入欧姆表，因而测量的是串联接入欧姆表，因而测量的是R1和和R2串联的电阻。

7、串联的电阻。旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，动变阻器的滑片移至最左端，R10，此时测量的是，此时测量的是R2两端的电压。两端的电压。(2)双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小，选项双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小，选项A错误。测量错误。测量时发现指针偏离中央刻度过大，若在中央刻度左边，需要增大倍率；时发现指针偏离中央刻度过大，若在中央刻度左边，需要增大倍率；若在中央刻度右边，需要减小倍率，重新调零后再进行测量，选项若在中央刻度右边，需要减小倍率，重新调零后再进行测量，选项B错误。选择错误。选择“1

8、0”倍率测量时若指针位于倍率测量时若指针位于20与与30正中间，测量值要正中间，测量值要小于小于250 ，选项，选项C错误。欧姆表内的电池使用时间太长，电池内阻错误。欧姆表内的电池使用时间太长，电池内阻变大，虽然完成调零，但测量值将略偏大，选项变大，虽然完成调零，但测量值将略偏大，选项D正确。正确。答案答案(1)R1R1和和R2串联串联R2(或电源或电源)(2)D多用电表的使用注意事项多用电表的使用注意事项(1)在使用多用电表时，应将欧姆调零旋钮与调整定位螺丝在使用多用电表时，应将欧姆调零旋钮与调整定位螺丝区分开。区分开。(2)读数时，视线要垂直于刻度表面，还要明确刻度盘上每读数时，视线要垂直

9、于刻度表面，还要明确刻度盘上每一大格表示多少，每一小格表示多少，还应注意读到的有效数一大格表示多少，每一小格表示多少，还应注意读到的有效数字的位数。字的位数。(3)使用多用电表测电压和电流时，应尽量使指针超过满量使用多用电表测电压和电流时，应尽量使指针超过满量程的一半；测电阻时，应尽量使指针指向表盘刻度中央，指针程的一半；测电阻时，应尽量使指针指向表盘刻度中央，指针偏转角度太大或太小，都应换挡后调零重测。偏转角度太大或太小，都应换挡后调零重测。(4)测量电压和电流时，特别是在测大电流、高电压时，测量电压和电流时，特别是在测大电流、高电压时，不能在电路接通的情况下转动转换旋钮，以免在触点之间产生

10、不能在电路接通的情况下转动转换旋钮，以免在触点之间产生电弧烧坏触点，或造成短路损坏电表。电弧烧坏触点，或造成短路损坏电表。(5)测电阻时，应使待测电阻与其他电路断开，不能用多测电阻时，应使待测电阻与其他电路断开，不能用多用电表直接测电源的内阻。用电表直接测电源的内阻。(6)多用电表不使用时，选择开关应置于交流电压的最高多用电表不使用时，选择开关应置于交流电压的最高挡或挡或OFF挡，长期不用时应将表内电池取出。挡，长期不用时应将表内电池取出。 例例2某同学用如图某同学用如图1222所示电路，测绘标有所示电路，测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻的小灯泡的灯丝电阻R随电压随电压U变

11、化的图象。变化的图象。图图1222(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表电流表A1(量程量程100 mA，内阻约，内阻约2 )；电流表电流表A2(量程量程0.6 A，内阻约，内阻约0.3 )；电压表电压表V1(量程量程5 V，内阻约，内阻约5 k)；电压表电压表V2(量程量程15 V，内阻约，内阻约15 k)；滑动变阻器滑动变阻器R1(阻值范围阻值范围010 )；滑动变阻器滑动变阻器R2(阻值范围阻值范围02 k)；电源电源E1(电动势为电动势为1.5 V，内阻为，内阻为0.2 )电源电源E2(电动势为电动势为4 V，内阻约为，内阻约为

12、0.04 k)为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表电压表_，滑动变阻器，滑动变阻器_，电源，电源_。(填器材填器材的符号的符号)(2)根据实验数据，计算并描绘出根据实验数据，计算并描绘出RU的图象如图的图象如图1223所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_ ；当所加电压为当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为时，灯丝电阻为_ ，灯泡实际消耗，灯泡实际消耗的电功率为的电功率为_ W。图图1223(3)根据根据RU图象，可确定小灯泡消耗电功率图象，可确定小灯泡消耗电功率P与外加电压与外

13、加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的的关系。符合该关系的示意图是下列图中的_。图图1224答案答案(1)A2V1R1E2(2)1.511.50.78(3)A器材选取问题的策略器材选取问题的策略1.器材选取三原则器材选取三原则(1)安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，各类用电器实际通过的电流不能超过其允许测量仪器的量程，各类用电器实际通过的电流不能超过其允许通过的最大电流等。通过的最大电流等。(2)精确性原则

14、：根据实验的需要，选用精度合适的测量精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。高越好。(3)方便性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑方便性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作是否调节方便的问题。对实验操作是否调节方便的问题。2.器材选取三具

15、体要求器材选取三具体要求(1)根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转量程，然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转(一般取满偏一般取满偏的的1/32/3左右左右)，以减少测量和读数的误差。，以减少测量和读数的误差。(2)根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不能超过它的额定值。对高阻值的变注意流过滑动变阻

16、器的电流不能超过它的额定值。对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜阻器，如果滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。采用。(3)应根据实验的基本要求来选择仪器。对于这种情况，只应根据实验的基本要求来选择仪器。对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能做出恰当的选择。有熟悉实验原理，才能做出恰当的选择。3.器材选取的一般步骤器材选取的一般步骤(1)找出惟一且必须的器材；找出惟一且必须的器材；(2)画出电路图画出电路图(暂不把电表接入暂不把电表接入)；(3)估算最大值估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值)或估算

17、最小值或估算最小值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最大值在限流电路中把滑动变阻器触头推向最大值)；(4)考虑能否使电压表、电流表都达到满偏的考虑能否使电压表、电流表都达到满偏的1/3以上。以上。例例3某研究性学习小组利用如图某研究性学习小组利用如图1225左图所示电左图所示电路测量电池的电动势路测量电池的电动势E和内电阻和内电阻r。由于该电池的内电阻。由于该电池的内电阻r较小，较小，因此在测量电路中接入了一阻值为因此在测量电路中接入了一阻值为2.00 的定值电阻的定值电阻R0。(1)请根据实验原理图，用笔画线表示导线，将图请根据实验原理图，用笔画线表示导线，将图1225中的实物连接成能够完成

18、实验的电路。中的实物连接成能够完成实验的电路。图图1225 (2)实验时，闭合开关实验时，闭合开关K，调整电阻箱，调整电阻箱R的阻值，读出电压表的阻值，读出电压表相应的示数，得到了如下数据相应的示数，得到了如下数据(R和和U分别表示电阻箱读数和电分别表示电阻箱读数和电压表读数压表读数)。R/40.0020.0012.008.006.005.00U/V1.891.781.661.571.431.35 为了比较准确地得出实验结果，该小组的同学准备用图象为了比较准确地得出实验结果，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的，

19、则图象的横坐标表示的物理量应该是横坐标表示的物理量应该是_。计算出与各组数据对应。计算出与各组数据对应的该物理量数值的该物理量数值(结果精确到结果精确到0.01)填在表格中，并在如图填在表格中，并在如图1226所示的坐标系中作图。所示的坐标系中作图。图图1226(3)根据作出的图象求得根据作出的图象求得E_ V，r_ 。1.测电源电动势和内阻的三种方法测电源电动势和内阻的三种方法(1)用电压表、电流表和可变电阻用电压表、电流表和可变电阻(如滑动变阻器如滑动变阻器)测量，如测量，如图图1227所示，测出两组所示，测出两组U、I值，根据值，根据EUIr，通过计算，通过计算或利用图象就能求出电源的电

20、动势和内阻。或利用图象就能求出电源的电动势和内阻。图图1227图图1228图图12292数据处理数据处理本实验在利用图象处理数据时，要明确：本实验在利用图象处理数据时，要明确：(1)图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流I增大时，增大时，路端电压路端电压U将随之减小，将随之减小，U与与I成线性关系，成线性关系，UEIr。(2)电阻的伏安特性曲线中，电阻的伏安特性曲线中，U与与I成正比，前提是成正比，前提是R保持一保持一定，而这里的定，而这里的UI图线中，图线中，E、r不变，外电阻不变，外电阻R改变，正是改变，正是R的的变化，才有变化，才有I和和U的

21、变化。的变化。 例例4(2012重庆高考重庆高考)某中学生课外科技活动小组利用铜某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势池的电动势E和内阻和内阻r，并探究电极间距对，并探究电极间距对E和和r的影响。实验器的影响。实验器材如图材如图12210所示。所示。图图12210(1)测量测量E和和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压电压U和流过电源的电流和流过电源的电流I，依据公式，依据公式_，利用测量数据作出，利用测量数据作出UI图象，得出

22、图象，得出E和和r。(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图的影响，请在图12210中用笔画线代替导线连接电路。中用笔画线代替导线连接电路。(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的的UI图象如图图象如图12211中中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填填“增增大大”、“减小减小”或或“不变不变”)，电源内阻，电源内阻_(填填“增大

23、增大”、“减小减小”或或“不不变变”)。曲线曲线(c)对应的电源电动势对应的电源电动势E_V，内阻，内阻r_。当外电路总电阻为当外电路总电阻为2 500 时，该电源的输出功率时，该电源的输出功率P_mW。(均保留三位有效数字均保留三位有效数字)图图12211 解析解析(1)根据欧姆定律，路端电压等于电动势减去内电根据欧姆定律，路端电压等于电动势减去内电压，即压，即UEIr。 (2)该实验要求路端电压测量准确，故电压表应直接接在电该实验要求路端电压测量准确，故电压表应直接接在电源的两端，滑动变阻器只需能改变路端电压的值即可，故采用源的两端，滑动变阻器只需能改变路端电压的值即可，故采用限流式接法。

24、限流式接法。答案答案(1)UEIr(2)如图所示如图所示(3)不变增大不变增大0.9754780.268(1)解决设计型实验问题的关键是确定实验原理，然后确定应当解决设计型实验问题的关键是确定实验原理，然后确定应当测量哪些物理量，如何安排实验步骤，如何处理数据等。电学设计测量哪些物理量，如何安排实验步骤，如何处理数据等。电学设计型实验常用的方法有转换法、替代法、控制变量法等。型实验常用的方法有转换法、替代法、控制变量法等。转换法：将不易测量的物理量转换成可以转换法：将不易测量的物理量转换成可以(或易于或易于)测量的物测量的物理量进行测量，然后再反求待测物理量的量值，这种方法叫转换测理量进行测量，然后再反求待测物理量的量值，这种方法叫转换测量法量法(简称转换法简称转换法)，如在测量金属电阻率的实验中，虽然无法直接，如在