2025高考物理二轮专题复习-第16讲 电学实验【课件】

第16讲

电学实验题型1

电学基本器材的使用与读数题型2

以测电阻为核心的电学实验题型3

以测电源电动势为核心的电学实验题型4

电学创新实验和交流电实验网络构建备用习题【关键能力】掌握基础电学实验,电学实验大都是以闭合或部分电路欧姆定律等基本电学理论为核心,主要掌握电表改装、多用电表、各种方式测电阻值、伏安法测电动势和内阻等基于教材的实验.高考对电学基本实验的考查侧重于电路设计、数据处理、误差分析等,并且向着拓展实验、创新实验的方向发展.新高考下的电学实验可能会涉及磁场、电磁感应等方面的知识,也会和传感器等知识相结合,考查形式灵活多变.题型1

电学基本器材的使用与读数

【题组演练】1.仪器的读数

1.206.01.仪器的读数

0.502.50

EDBCA

3.某同学在“用多用电表测电阻”的实验中:

欧姆调零

(2)

某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图所示，请你读数:

0.80

(2)

某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图所示，请你读数:

(2)

某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图所示，请你读数:

3.2

题型2

以测电阻为核心的电学实验1.测定电阻的常用方法:名称电路测量原理伏安法_____________________________________________________________________名称电路测量原理伏安法消除系统误差________________________________________________________________________________________________________续表名称电路测量原理活用电表法伏伏法_______________________________________________安安法_____________________________________________________续表名称电路测量原理等效替代法__________________________________________________________________________________________________________________续表名称电路测量原理半偏法_____________________________________________________________________________________________________________续表名称电路测量原理欧姆表法电路略,注意：①要在指针靠近中央时读数；②换挡要进行欧姆调零；③欧姆表刻度左密右疏续表2.选择实验器材的三大原则(1)安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的器材,使实验切实可行,能达到预期目标.另外还要注意测量器材的量程,电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等.(2)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,精确程度达到要求即可,并不是精度越高越好.(3)方便性原则:在不违反前两个原则的前提下,尽量使测量电路简单易接,测量中的调节控制操作方便.3.实物图连线的基本原则对限流式电路,一般是从电源的正极开始，把电源、开关、滑动变阻器以及测量电路顺次连接起来即可.对分压式电路,应先将电源、开关和滑动变阻器的全部电阻用导线连接起来,然后在滑动变阻器上金属杆两端的接线柱中任选一个,依据电路中电流的流向将测量电路部分连接起来即可.4.器材的选择方法(1)电流表和电压表的选择①根据电路中的最大电流(或最大电压)进行选择.②根据用电器的额定电流(或额定电压)进行选择.③根据电源的参数进行选择.(2)滑动变阻器的选择①当采用分压式接法时,一般应选用最大阻值较小而额定电流较大的滑动变阻器.②当采用限流式接法时,一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器.【题组演练】

(1)

该学习小组同学首先采用伏安法测量待测电阻的阻值，根据上述实验器材，小组讨论后设计了一个最佳测量电路，下列电路方案____(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)更合理.丁

(2)

为了更准确地测量待测电阻的阻值，该小组决定换一种测量电路，增加电阻箱来完成实验，实验电路图如图戊.

1.8能

2.某实验小组要测量一段金属丝的电阻率.

欧姆调零11.00.900

[答案]

如图所示[解析]

由于电压表的内阻远大于金属丝的电阻，所以采用电流表外接法，为了尽可能多测几组数据，滑动变阻器采用分压式接法，实物图如图所示.

题型3

以测电源电动势为核心的电学实验测量电源电动势和内阻的三个常用方案方案伏安法伏阻法安阻法原理电路图_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________关系式续表图像续表误差分析续表【题组演练】

电压表的分流

Ⅱ

20000.2060.5004.85430000.2750.3333.63640000.3350.2502.98550000.3800.2002.63260000.4250.1672.353

(1)

步骤②中立即断开开关的原因是___________________________________________________；

防止长时间通电，导致水果电池内阻和电动势发生变化[解析]

步骤②中立即断开开关的原因是防止长时间通电，导致水果电池内阻和电动势发生变化.

0.916.9

[解析]

若用普通的电压表代替多用电表进行实验，由于电压表内阻不是无穷大，会导致测量结果存在误差，由闭合电路欧姆定律有

题型4

电学创新实验和交流电实验1.创新性实验的基本思路2.解决电学创新性实验常用的方法(1)转换法:将不易测量的物理量转换成易于测量的物理量进行测量，然后再求待测物理量的值，这种方法叫转换测量法(简称转换法).如在测量金属丝电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但可通过测量金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻，然后再计算出它的电阻率.(2)替代法:用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量.(3)控制变量法:研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中的一个或几个物理量不变，分别研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结，如探究电阻的决定因素实验.【题组演练】1.某同学在“研究电磁感应现象”实验中，实物电路连接如图.(1)

实物图中有一个元件的位置接错了回路，请指出该元件的名称:______.开关

C[解析]

依据楞次定律的内容，为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况及感应电流的磁场方向三者的关系，故选C.(4)

实验中发现滑动变阻器滑片向左与向右移动时，电流表指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与___有关.B

(5)

实验中发现滑动变阻器滑片向左与向右移动快慢不同时，电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与___有关.D

2.小理同学利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，图乙是毫安表表头.(1)

小理先将单刀双掷开关打到1位置，发现毫安表指针向左偏转，电容器开始充电，充电电流逐渐变____，此时电容器的上极板带____电；再将开关打到2位置，发现毫安表指针向____偏转，电容器开始放电，放电电流逐渐变小.以上三空，判断正确的是___.A.大、正、左

B.小、正、右

C.大、负、左

D.小、负、右[解析]

小理先将单刀双掷开关打到1位置，发现毫安表指针向左偏转，电容器开始充电，充电电流逐渐变小，此时电容器的上极板与电源正极相连，带正电；再将开关打到2位置，电容器放电，通过电容器的电流方向相反，毫安表指针向右偏转，放电电流逐渐变小.故选B.√

面积

(3)

在“观察电容器的充、放电现象”实验中，以下观点错误的是___.

√

1.

(1)探究滑动变阻器的分压特性,采用图甲所示的电路,探究滑片P从A移到B的过程中,负载电阻R两端的电压变化.甲①图乙为实验器材部分连线图,还需要

(选填af、bf、fd、fc、ce或cg中的若干)连线.

乙af、fd、ce[解析]由电路图可知,应将电压表并联在电阻箱两端,又由图丁可知电压表的最大示数为3.0V,因此电压表的量程选择0~3V,即连接a、f;由于滑动变阻器用分压接法,因此滑动变阻器的接线柱c与开关的e接线柱相连,即连接c、e;另电阻箱的f接线柱应连接在滑动变阻器上侧的一个接线柱上,即连接d、f.甲乙②图丙所示电压表的示数为

V.

丙1.50±0.02[解析]由图丙可知电压表的读数为1.50V.

丁ⅡR0<R[解析]假定AP部分的电阻为R',R'分别与10Ω和100Ω并联再与BP部分的电阻串联;由于相同的R'与100Ω并联后的电阻较与10Ω并联后的电阻大,则根据闭合电路的欧姆定律可知,滑片在相同位置下,负载电阻越大,其两端电压越大;即在相同横坐标下,当负载为100Ω时,电压表的示数应该较图丁中的曲线Ⅰ大,故为曲线Ⅱ.由上述分析可知,对于不同的负载电阻,调节滑片时负载两端的电压变化规律不同,当负载电阻小于滑动变阻器最大阻值时,负载电阻两端电压随滑片的变化更迅速变化;当负载电阻大于滑动变阻器最大阻值时,负载电阻两端电压随滑片的变化更加平稳变化,从而获得更多的实验数据.所以,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器最大阻值的选择依据是相比负载电阻越小越好,即R0<R.(2)两个相同的电流表G1和G2如图戊所示连接,晃动G1表,当指针向左偏转时,静止的G2表的指针也向左偏转,原因是

(填选项前的字母).

A.两表都是“发电机”B.G1表是“发电机”,G2表是“电动机”C.G1表和G2表之间存在互感现象D.G1表产生的电流流入G2表,产生的安培力使G2表指针偏转BD戊[解析]据题意可知,电流表主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈,G1和G2用导线连接起来.当晃动G1时,相当于G1中的线圈做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流;由于两个电表构成了闭合电路,则电流会通过G2表中的线圈,而该线圈处于磁场中,由于通电导线在磁场中受力的作用,G2的指针也会偏转;则G1表相当于“发电机”,G2表相当于“电动机”,故A、C错误,B、D正确.戊2.小管同学想要测量“苹果电池”的电动势和内阻.实验室提供的器材如下:A.利用铜片、锌片与苹果制成的一个苹果电池B.电流表A(0~0.6mA,内阻为250Ω)C.电压表V(0~3V,内阻约3kΩ)D.电阻箱R1(0~9999.9Ω)E.滑动变阻器R2(最大阻值100Ω)F.开关一个,导线若干

0.80小于[解析]电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,根据读数规则可得,电压表的读数为0.80V.由于电池有内阻,第一次测出的电压小于电池电动势,使得U偏小,进而使得测量的内阻值小于真实值.(2)利用电流表和电压表更准确地测量“苹果电池”的电动势和内阻,应该选择的实验电路是图中的

(选填“甲”或“乙”);

乙[解析]电流表外接(相对电源)会忽略通过电压表的电流,而且电流表内阻已知,故应采用电流表内接(相对电源)的方法.(3)该小组由实验数据作出的U-I图像如图丙所示,由图像可求得“苹果电池”电动势为

V,内阻为

Ω.(结果均保留三位有效数字)

1.00750

3.某实验小组用如图甲所示的实验装置探究“变压器的电压与匝数的关系”.某次实验中,用匝数na=200匝和nb=400匝的线圈进行实验,测得数据如图乙所示,则原线圈的匝数为

(选填“na”或“nb”),电压比和匝数比不严格相等,原因可能是

(