2022-2023年高考物理二轮复习 电学实验题备考策略课件

1、高中物理电学实验题备考策略测量金属丝的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）描绘小灯泡的伏安曲线测定电源的电动势和内阻练习使用多用电表传感器的简单使用考纲要求的5个基本电学实验：近年高考电学实验题命题特点：一般都是放在力学实验题之后,分值为9分；以考纲为基础,但不拘泥于考纲规定的5个实验,符合高考命题原则“考查基础,变换情景,设问科学,注重创新”,以基础为依托, 重点考查学生分析问题的能力；近年高频考查的实验有： 伏安法测电阻、电表改装(倾向于双量程多用表)、热敏电阻、(小灯泡或二极管的)伏安特性、等效替代法测电阻近年次高频考查的实验有： 多用电表的原理及用法、电阻的其他测量方法(半偏法、惠斯通电桥

2、法、串联分压法、并联分流法)近5年全国卷未考到的实验： 测定电源的电动势和内阻、测量金属的电阻率近年高考电学实验题命题特点：近年的高频考点有： 实物图连线(特别是分压式电路、单刀双掷开关电路)、安全意识(开关闭合前变阻器的滑片位置,保护电阻的选择)、将电路动态分析融入电学实验、电表改装(特别是双量程电表和多用表)中电阻的计算与选用、电表(特别是多用电表、电阻箱)的读数、用直线或平滑曲线拟合数据点、热敏电阻R-t图像中温度与电阻的对应性近年高考较少考查或未考的考点有： 螺旋测微器与游标卡尺的读数、误差结论的直接考查(例如“大内偏大、小外偏小”、“E测E真、r测”“=”或“2.某同学在进行扩大电流

3、表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻.他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示.已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱.该同学顺利完成了这个实验.实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为_A.合上开关S2B.分别将R1和R2的阻值调至最大C.记下R2的最终读数D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为rE.合上开关S1F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数BEFADC仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2

4、内阻的测量值与其真实值相比_（填偏大、偏小或相等）若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式RS=_电阻的其他测量方法电压半偏法相等BCF该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大.后续的实验操作步骤依次是： , , , ,最后记录R1的阻值并整理好器材.（请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母）A.闭合S1 B.闭合S2C.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度D.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半E.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半F.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度BCEA

5、电阻的其他测量方法电流半偏法4.某实验小组要测量一个待测电阻Rx的阻值,实验室内除待测电阻外还有电阻箱R1、R2、R3、R4,滑动变阻器R0,灵敏电流计G,不计内阻的恒定电源E以及开关、导线若干.（1）老师辅导某小组同学首先分析图甲电路,调节四个电阻箱R1、R2、R3、R4的阻值,当a、b之间的灵敏电流计G无示数时,则a、b两点间的电势差_（选填“为零”或“不为零”）,4个电阻之间的关系是_（用R1、R2、R3、R4表示）.为零(2)小组同学受图甲发设计了如图乙所示电路,按照以下步骤测量Rx:按图乙接好电路,调节电阻箱阻值与滑动变阻器的滑片P,当灵电流计G示数为零时,读出_将Rx与电阻箱R互位

6、置,并且控制_不动,再次调节电阻箱阻值,直至灵敏电流计G的示数再次为0,读出_(3)由以上数据可得Rx的阻值,其大小为Rx=_电阻箱示数R1电阻箱示数R2滑片P电阻的其他测量方法惠斯通电桥法5.图示电路可用来测量电阻的阻值,其中E为电源,R为已知电阻,Rx为待测电阻,V可视为为理想电压表,S0为单刀单掷开关,S1 、S2为单刀双掷开关.（1）当S0闭合时,若S1、S2均向左闭合,电压表的读数为U1；若S1、S2均向右闭合,电压表的读数为U2,由此可求出Rx=_;（2）若电源的电动势为E=1.5V,内阻可以忽略；电压表的量程为1V,R=100,此电路可以测量的Rx最大值为_电阻的其他测量方法等效

7、替代法2006.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表 G1内阻 r1的电路如图所示.供选择的仪器如下：待测电流表G1 (05mA ,内阻约300),电流表G2 (010mA ,内阻约100),定值电阻R1 (300),定值电阻R2 (10),滑动变阻器R3 (01000),滑动变阻器R4 (010),干电池(1.5V),电键S及导线若干.(1)定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 .(在空格内填写序号)(2)用连线连接实物图.(3)补全实验步骤：按电路图连接电路, ；闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1 ,G2 的读数I1 ,I2 ； ；以I2为纵坐标, I1为横

8、坐标,作出相应图线,如图所示.(4)根据I2-I1图线的斜率 k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式 .I2I1O将滑动触头移至最左端多次移动滑动触头,记录对应的G1、G2的读数I1、I2电阻的其他测量方法并联分流原理法7.要测量电压表V1的内阻RV,其量程为2V,内阻约为2k.实验室提供的器材有：电流表A,量程0.6A,内阻约0.1；电压表V2,量程5V,内阻约5k；定值电阻R1,阻值30；定值电阻R2,阻值3k；滑动变阻器R3,最大阻值100,额定电流1.5A；电源E,电动势6V,内阻约0.5；开关S一个,导线若干.有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1的

9、电压和电流,再计算出RV.该方案实际上不可行,其最主要的原因是 ；请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路.要求测量尽量准确,实验须在同一电路中,且在不增减元件的条件下完成.试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连好）,并标出所选元件的相应字母代号；由上问写出V1内阻RV的表达式,说明式中各测量量的物理意义.ES电阻的其他测量方法串联分压原理法总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路游标卡尺读数,注意零误差某同学用10分度游标卡尺测量一个圆柱体的直径,由于长期使用,游标卡尺的测量爪磨损严重,当两测量爪直接合并在一起时,游标尺的0刻度线与主尺的0刻度线不重合,出现

10、如图（a）所示的情况,测量圆柱体的直径时游标卡尺的示数如图（b）所示,则图（b）所示的示数为 mm,所测圆柱体的直径为 mm.总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路内阻已知的电表在实验设计上的创新应用规避系统误差 我们通常都在讲由于电表存在内阻造成了系统误差,为了减小误差,我们怎样设计电路.但是,如果电表的内阻是已知的,这就要注意审题,题目对电表内阻的描述有没有“约”这个字,若没有约这个字,或者直接用了“=”,又或者电表是改装后的电表,内阻是可以计算出来的,这些情况下,由于电表内阻是已知的,电压表的分流（IV=U/RV）或电流表的分压（UA=IRA）是可以计算出来的,那么电表的内阻就不会带来误差

11、了,在设计电路时就要考虑到这一点,即： 内阻已知的电压表应当与被测部分并联（不惧其分流）； 内阻已知的电流表应当与被测部分串联（不惧其分压）.某实验小组成员要测量一节干电池的电动势和内阻,已知该干电池的电动势的为1.5V,内阻约为0.50;实验室提供了电压表V(量程为3V,内阻约3k)、电流表A(量程为0.6A,内阻为0.70)、滑动变阻器R(10,2A)、电键和导线若干.(1)为了尽可能减小实验误差,请在图1方框中画出实验电路图.(2)在图2中按原理图完善实物图的连接.(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图3中画出了U-I图线,由图线可以得出此干电池的电动

12、势E=_V(保留3位有效数字),内阻r=_(保留2位有效数字)1.450.60总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路内阻已知的电表在实验设计上的创新应用规避系统误差总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路内阻已知的电表在实验设计上的创新应用电表易容术 内阻已知的电流表可以测得电流表自身两端的电压UA=IRA,若把它与待测电阻并联,就可以测出待测电阻两端的电压（若此电压太小,还以给电流表串联一个定值电阻）.这样原本的电流表被“易容” 成了电压表！ 内阻已知的电压表可以测得通过电压表自身的电流IV=U/RV,若把它与待测电阻串联,就可以测出待测电阻中的电流.这样原本的电压表被“易容” 成了电流表！LED

13、绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,已知 该灯正常工作时电阻大约500,电学符号与小灯泡电学符号相同.实验室提供的器材有：A.电流表A1(量程为0至50 mA,内阻RA1约为3)B.电流表A2(量程为0至3 mA,内阻RA215) C.定值电阻R1697D.定值电阻R21985E.滑动变阻器R(0至20)一只F.电压表V(量程为0至12 V,内阻RV1k)G.蓄电池E(电动势为12 V,内阻很小)F.开关S一只(1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为_,电表2为_,定值电阻为_.（填写器材前的字母编号）(2)将采用的电路图补充完整(

14、3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx_(填字母),当表达式中的_(填字母)达到_,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为LED灯正常工作时电阻（所填符号角标要与题中仪器名称符号角标一致,如A1的示数为I1 ,A2的示数数为I2）FBDI21.5mAA2R2V总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路内阻已知的电表在实验设计上的创新应用电表易容术某物理兴趣小组设计了如图（a）所示的欧姆表电路,通过控制开关S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“1 ”和“10”两种倍率.所用器材如下：A.干电池：电动势E=1.5V,内阻r=1 B.电流表G：满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=150C.定值电阻R1=12

15、00D.电阻箱R2和R3：最大阻值均为999.99E.电阻箱R4：最大阻值9999F.开关一个,红黑表笔各1个,导线若干.（1）该实验小组按图（a）正确连接好电路.当开关S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=_,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内,则R内=_,欧姆表的倍率是“_”.（选填“1”或“10 ”）（2）为了得到“1”倍率,先闭合开关S,再进行以下操作.第一步：调节电阻箱R2和R3,当R2=_且R3=_时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;第二步：保持R2和R3阻值不变,断开开关S.在红、黑表笔间接入电阻箱R4,再闭合开关S,调节R4,当电流表指针指向图（

16、b）所示的位置时,R4接入电路的阻值为_14915001014150100总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路欧姆表的创新设计 某研究小组在学习了欧姆表原理后设计了一种新型欧姆表,该表1挡简易电路图如图所示.图中方框为干电池其电动势为E,内阻为r,表头G的内阻为rg,R0是滑动变阻器,A端和B端分别与两表笔相连.测量前将两表笔断开,开关S接通,调节R0让表头G满偏；测量时将开关闭合,同时把待测电阻接在两表笔间.测量完毕,立即断开开关,回答以下问题：（1）若A端接红表笔,则电池的_(选填左或右)端是正极,表头G的_（选填“左”或“右”）端是正接线柱;（2）下列有关该欧姆表的说法正确的是_（填选项

17、前的字母）A.该欧姆表的零刻度在表头G的满偏刻度处B.该欧姆表刻度盘是非均匀的,越往左越稀疏C.该欧姆表的测量原理是闭合电路欧姆定律D.电池使用一段时间后,若认为电池的电动势不变,其内阻明显变大,正确操作测量一未知电阻,则测量值偏大（3）此欧姆表该挡位的中值电阻为_（用R0、r、rg表示）右右BC总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路欧姆表的创新设计 GABSR0Er思路解析：本题是新型的欧姆表,新在“电流表与电源和变阻器不是串联而是并联的”,这与常规欧姆表是不同的.所以这是一个打破常规的题目,不能生搬硬套常规欧姆表的结论.细看如下：常规欧姆表新型欧姆表1.欧姆调零（满偏电流）2.电流表中电流为

18、零时3.表盘特征表笔短接,待测电阻为零表笔断开,待测电阻为无穷大电流表满偏,电流最大为Ig电流表满偏,电流最大为Ig表笔断开,待测电阻为无穷大表笔短接,待测电阻为零电流表中电流为零电流表中电流为零0与满偏电流对应,在右侧；阻值与零电流对应,在左侧；刻线左侧密集右侧稀疏.0与零电流对应,在左侧；阻值与满偏电流对应,在右侧；刻线右侧密集左侧稀疏.常规欧姆表新型欧姆表4.调零满足方程5.测量满足的方程6.中值电阻（I=Ig/2）误差分析： 常规欧姆表在电池用旧了的误差分析：新电池,电流为I时旧电池,电流也为I时1.调零满足方程2.测量满足的方程3.结论误差分析： 新型欧姆表在电池用旧了的误差分析：1

19、.调零满足方程2.测量满足的方程I是R0+r的减函数当电动势减小时,R0+r减小,接入相同的Rx,电流会增大,即指针向右的偏角增大,由于新型欧姆表的刻度值是越靠右侧,阻值越大,因此,示数会增大,即测量值大于真实值某实验小组已通过实验分别获得锗二极管和硅二极管（简称锗管和硅管）的伏安特性曲线如图（a）所示.现有以上类型的锗管和硅管但标记不清晰,无法判断哪一个是硅管、哪一个是锗管,记其中一只为甲管,另一只为乙管.（1）其中一同学取图（b）所示的甲管做实验,他选用多用电表的电阻挡,并用表笔K接图（b）中的M端,另一表笔接N端,发现多用电表指针偏角较小,则表笔K是_（“红”或“黑”）表笔.（2）该同学

20、继续用图（c）所示电路研究甲管的特性.闭合S2,他将滑动变阻器的滑片_(“从A到B”或“从B到A”)慢慢滑动,当电压表示数超过0.1V时,电流表示数开始明显增加,则甲管的材料是_.总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路以函数视角突破电学实验中的图像问题红从A到B锗（3）非线性元件接入电路时,为确定其两端电压U和流过非线性元件的电流I,可以利用电路中除非线性元件外的线性元件的参数值写出该非线性元件两端电压U和流过非线性元件的电流I的函数关系,然后再在该非线性元件的伏安特性曲线的坐标系中画出此函数关系的图像,图像与伏安特性曲线的交点对应的坐标值即为该元件在此电路中的U0与I0的值,称此点为此非线性元

21、件在此电路中的工作点.另一同学用乙管利用图（d）所示电路进行实验,其中定值电阻R1=30,R2=10,电源（内阻不计）输出电压E=1V保持不变,为确定乙管在此电路中的工作点,则应在（a）图中画出函数关系式为_的图像.UI总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路以函数视角突破电学实验中的图像问题1.490.45小于kS没有xIU总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路以函数视角突破电学实验中的图像问题总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路以函数视角突破电学实验中的图像问题（4）不同小组的同学用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）,按照（1）中操作完成了上述实验后,发现不同组的电池组的电动势基本

22、相同,只是内电阻差异较大,同学们选择了内电阻差异较大的I、两个电池组做进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了下列的P-R和P-U图像.若已知I电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是_（填正确选项标号）BC总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路以函数视角突破电学实验中的图像问题采用伏安法测量电源电动势E和内阻r时,由于电表因素带来了实验的系统误差某研究性学习小组对此进行探究实验,设计出如图所示的测量电源电动势E和内电阻r的电路,E是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G（1）请你补充实验步骤：闭合开关S1、S

23、2,调节R和R使得灵敏电流计G的示数为零,这时A、B两点的电势A、B的关系是A_B（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）,读出电流表和电压表的示数I1和U1,其中I1_（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）通过电源E的电流改变滑动变阻器R、R的阻值,重新使得_ ,读出_等于等于灵敏电流计G的示数为零电流表和电压表的示数I2和U2（2）由上述步骤中测出的物理量,可以得出电动势E表达式为_、内电阻r的表达式_（3）该实验中E测_ E真（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）,r测_r真（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）等于等于总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路补偿法消除测电源电动势和内

24、阻实验的系统误差鱼与熊掌可兼得总结归纳电学实验创新点,开拓解题思路定值电阻在创新设计中的用法总结（1）定值电阻用于电表改装,扩大电表量程某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有：电压表V1(量程03 V,内阻等于3 k)电压表V2(量程015 V,内阻等于15 k)电流表A1(量程0200 mA,内阻等于10 )电流表A2(量程03 A,内阻等于0.1 )滑动变阻器R1(010 ,额定电流2 A)滑动变阻器R2(01 k,额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻值等于1 )定值电阻R4(阻值等

25、于10 )定值电阻R5(阻值等于1 k)电源E(E6 V,内阻不计)(1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁(2)该同学描绘出的IU图象应是下图中的_B（3）定值电阻做保护电阻使用,防止电表或其他电器被烧毁用如图所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有：a电流表(量程0.6 A、3 A)；b电压表(量程3 V、15 V)；c定值电阻(阻值1 、额定功率5 W)；d定值电阻(阻值10 、额定功率10 W)；e滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2

26、A)；f滑动变阻器(阻值范围0100 、额定电流1 A)那么(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择_ V,电流表的量程应选择_A；R0应选择_ 的定值电阻,R应选择阻值范围是_ 的滑动变阻器(2)引起该实验系统误差的主要原因是_30.6110电压表的分流（4）定值电阻做限流电阻用,控制电流或电压以达到实验目的为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为“3.0V,1.8W”,电源为12V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10 .（1）准备使用的实物电路如1图所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置.（用笔画线代替导线）

27、（2）现有10 、20 和50 的定值电阻,电路中的电阻R1应选_ 的定值电阻.（3）测量结束后,应先断开开关,拆除_两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材. （4）小明处理数据后将 、 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如2图所示. 请指出图象中不恰当的地方:_.10电源图线不应画为直线；横坐标的标度不恰当（4）定值电阻做限流电阻用,控制电流或电压以达到实验目的图(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. (1)已知毫安表表头的内阻为100,满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻.若使用a和b两个接线柱,电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱,电表量

28、程为10mA.由题给条件和数据,可求出 R1=_ ,R2=_.(2) 现用量程为3mA、内阻为150的标准电流表 对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA.电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格, 阻值分别为300和1000；滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750和3000.则R0应选用阻值为_的电阻,R应选用最大阻值为 _ 的滑动变阻器.(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图（b) )的电路可以判断出损坏的电阻.图（b)中的R 为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a) 虚线框内的

29、电路.则图中的d点应和接线柱_ (填”b”或”c”)相连.判断依据是：_.接c时,闭合开关,若电表无示数则是R2断路,有示数就是R1断路现要测量某一电压表 的内阻.给定的器材有：待测电压表 （量程2V,内阻约4k）; 电流表 (量程1.2mA,内阻约500)；直流电源E(电动势约2.4V,内阻不计) ；固定电阻三个：R1=4000,R2=10000,R3=15000;电键S及导线若干.要求测量时两电表的指针偏转均超过其量程的一半.试从三个固定电阻中选用一个,与其他器材组成测量电路,并在虚线框内画出测量电路的原理图（要求电路中各器材用题中给定的符号标出）.电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表的内阻Rv=_.VVmA（4）定值电阻做限流电阻用,控制电流或电压以达到实验目的实验方案对实验测量的精度有直