2027届新高考物理热点精准复习电学实验基本能力集释

2027届新高考物理热点精准复习电学实验基本能力集释方法指导一、常用仪器的读数1.螺旋测微器的原理和读数(1)原理:测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5mm,而可动刻度上的刻度为50等份,每转动一小格,测微螺杆前进或后退0.01mm,即螺旋测微器的精确度为0.01mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。(2)读数:测量值=固定刻度(注意半毫米刻线是否露出)+可动刻度×0.01mm+估读值(注意要估读到0.001mm)。2.游标卡尺的原理和读数

(1)原理:利用主尺的分度值与游标尺的分度值的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度的长度少1mm。(2)读数:d=主尺读数(cm)+精度×游标尺上对齐刻线数值(mm),不估读。

典例

(1)如图所示的三把游标卡尺,它们的游标卡尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分,它们的读数依次为

mm,

mm,

mm。

甲乙丙17.623.853.18(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图丁所示,则金属丝的直径是

mm。

(3)①图戊使用0~0.6A量程时,对应刻度盘上每一小格代表

A,图中表针示数是

A;当使用0~3A量程时,对应刻度盘上每一小格代表

A,图中表针示数为

A。

②图己使用较小量程时,每小格表示

V,图中表针的示数为

V。若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示

V,图中表针示数为

V。

丁戊己2.1600.020.44

0.12.200.11.700.58.5(4)旋钮式电阻箱如图庚所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为

Ω。若用两个这样的电阻箱,即可得到的电阻值范围为

。

庚1987

0~19998Ω解析

(1)图甲读数:17

mm+6×0.1

mm=17.6

mm。图乙读数:23

mm+17×0.05

mm=23.85

mm。图丙读数:3

mm+9×0.02

mm=3.18

mm。(2)读数为2.0

mm+16.0×0.01

mm=2.160

mm。(3)①使用0~0.6

A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02

A,表针示数为0.44

A;当使用0~3

A量程时,每一小格为0.1

A,表针示数为2.20

A。②电压表使用0~3

V量程时,每小格表示0.1

V,表针示数为1.70

V;使用0~15

V量程时,每小格表示0.5

V,表针示数为8.5

V。(4)电阻为1

987

Ω。每个电阻箱的最大阻值是9

999

Ω,用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9

999

Ω=19

998

Ω。故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为0~19

998

Ω。二、电表改装电表的改装分析项目改装成电压表改装成大量程电流表原理串联电路分压并联电路分流内部电路

项目改装成电压表改装成大量程电流表改装后的量程U=Ig(R+Rg)量程扩大的倍数接入电阻的阻值改装后的总电阻Rx=Rg+R=nRg典例

有两个量程的电压表如图所示,当使用A、B两个端点时,量程为0~3V;当使用A、C两个端点时,量程为0~15V。已知表头的内阻Rg为300Ω,满偏电流Ig为1mA,则(

)A.R1=2700Ω、R2=12000ΩB.R1=3000Ω、R2=15000ΩC.R1=270Ω、R2=1200ΩD.R1=300Ω、R2=1500ΩA解析

依题意,当使用A、B两个端点时,可测量的最大电压值为U1=3

V,有U1=Ig(Rg+R1),当使用A、C两个端点时,可测量的最大电压值为U2=15

V,有U2=Ig(Rg+R1+R2),联立并代入题中相关数据求得R1=2

700

Ω、R2=12

000

Ω,故选A。变式练图甲所示小量程电流表的内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=300μA。(1)若将此电流表改装成0~0.6A的电流表,改装后电流表的内阻为

。

(2)若将此电流表改装成0~3V的电压表,则需要串联的电阻阻值大小为

。

(3)在图乙指定的虚线框内给(2)中改装后的电压表标上刻度值。0.05Ω9900Ω如图所示

解析

(1)设改装后电流表的内阻为R1,改装成电流表是在小量程电流表两端并联电阻,有IgRg=(I-Ig)R1,解得R1=0.05

Ω。(2)设需要串联的电阻阻值为R2,则有Ig(R2+Rg)=U,解得R2=9

900

Ω。(3)见答案图。三、测量电路与控制电路的选择考向1

测量电路的选择1.电流表的内接法和外接法的比较方法内接法外接法电路图

误差原因电流表分压U测=Ux+UA电压表分流I测=Ix+IV电阻测量值方法内接法外接法适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻

(3)实验试探法

按如图所示接好电路,让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则应采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则应采用电流表内接法。典例1

(多选)(2024浙江杭州高三月考)小明用图甲所示电路测量某样品的电阻,得到如图乙所示的伏安特性曲线。关于本次实验,下列说法正确的有(

)A.开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应该处于最右端B.若滑动变阻器的滑片P向左移动,电流表的示数将变小C.该样品阻值大约为2.7×102ΩD.考虑到电表有内阻,该样品电阻的测量值比真实值大甲乙BD

变式练(2024浙江东阳高三二模)某同学在实验室中用伏安法测一电阻R的阻值。(1)该同学用如图所示的电路判定电流表需采用内接法还是外接法。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。将单刀双掷开关K掷到1时,电压表和电流表的示数分别为U1=2.9V、I1=31.2mA;将K掷到2时,电压表和电流表的示数分别为U2=3.0V、I2=29.7mA,由此可知单刀双掷开关K应掷到

(选填“1”或“2”)。

(2)若电阻的测量值R测是通过电压表的读数U和电流表的读数I的比值计算得出,则该电阻测量值R测=

Ω(计算结果保留三位有效数字),且测量值R测

(选填“大于”“等于”或“小于”)电阻R的真实值。

2101大于

考向2

控制电路的选择1.滑动变阻器两种连接方式项目限流接法分压接法对比说明电路图

串、并联关系不同电阻R上电压调节范围(不计电源内阻)0≤U≤E分压电路调节范围大电阻R上电流调节范围(不计电源内阻)分压电路调节范围大闭合S前滑片位置b端a端都是为保护电路元件2.滑动变阻器必须接成分压电路的几种情况(1)要求电压表能从零开始读数。(2)当待测电阻Rx≫R0(滑动变阻器的最大阻值)时。(3)若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。3.滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,优先使用限流式。典例2

在描绘一个标有“6.3V

0.3A”的灯泡的伏安特性曲线的实验中,要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到6.3V,并便于操作。已选用的器材有:学生电源(电动势为9V,内阻约1Ω);电流表(量程为0~0.6A,内阻约0.2Ω;量程为0~3A,内阻约0.04Ω);电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ;量程为0~15V,内阻约15kΩ);开关一个、导线若干。(1)实验中还需要选择一个滑动变阻器,现有以下两个滑动变阻器,则应选其中的

。(选填选项前的字母)

A.滑动变阻器(最大阻值10Ω,最大允许电流1A)B.滑动变阻器(最大阻值1500Ω,最大允许电流0.3A)