2027届新高考物理热点精准复习+电学实验基础

2027届新高考物理热点精准复习电学实验基础学习目标:1.会分析电学实验的误差,会通过改进电路减少系统误差。2.掌握常用仪器的读数方法。3.会根据电路原理图连接实验器材。考点一基本仪器的使用与读数1.两种常见长度测量类仪器的使用及读数方法(1)游标卡尺d=主尺读数(mm)+精度×游标尺上对齐刻线数值(mm),不估读。10分度游标,精度0.1mm;20分度游标,精度0.05mm;50分度游标,精度0.02mm。(2)螺旋测微器测量值=固定刻度+可动刻度×0.01mm+估读值。注意要估读到0.001mm。2.电流表、电压表、欧姆表的比较

仪器量程选择读数电流表电压表欧姆表使指针尽量指在表盘的中间位置表盘读数乘以相应挡位的倍率典例1

(1)如图所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为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。

17.723.853.18(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,则金属丝的直径是

mm。2.150(3)①图丁使用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图戊使用较小量程时,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。

0.020.440.12.200.11.700.58.5(4)旋钮式电阻箱如图所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为

Ω。今欲将接入电路的电阻改为2087Ω,最简单的操作方法是

。若用两个这样的电阻箱,即可得到的电阻值范围为

。

1987将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到00~19998Ω考点二测量电路与控制电路的选择1.电流表内、外接法的比较

项目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电阻测量值适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大电阻小电阻口诀大内偏大(大电阻用内接法测量,测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量,测量值偏小)

(3)试触法:按如图所示的电路图接好电路,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,则可采用电流表外接法;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,则可采用电流表内接法。3.滑动变阻器两种接法的比较

项目限流接法分压接法两种接法电路图

负载R上电压调节范围0≤U≤E负载R上电流调节范围闭合S前触头位置b端a端4.滑动变阻器两种接法的选择滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,优先使用限流式。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,要求电压(电流)测量范围尽可能大;(2)当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用);(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。典例2

甲实验小组要探究一个规格为“5.0V

0.20W”的小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用:A.电压表V1(量程0~6V,内阻值约1.5kΩ)B.电压表V2(量程0~20V,内阻20kΩ)C.电流表A1(量程0~3A,内阻0.2Ω)D.电流表A2(量程0~50mA,内阻2.0Ω)E.滑动变阻器R1(最大电阻约20Ω)F.滑动变阻器R2(最大电阻约1kΩ)G.电源(电动势6V,内阻不计),开关一个,导线若干(1)要求小灯泡电压从零开始调节,为了调节方便,测量尽可能准确,电压表应选用

,电流表应选用

,滑动变阻器应选用

(填器材前的字母)。

(2)根据所选器材和要求在虚线框中画出实验电路图。

ADE(3)乙实验小组正按正确操作得到另外一个元件伏安特性曲线(I-U图像如图),如果将这个元件直接接到电动势为3.0V、内阻值为7.5Ω的电源两端,则该元件电阻值是

Ω。(结果保留两位有效数字)

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考点三实验器材的选取与实物的连接

2.实物图连接的注意事项(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图依次到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来,再将要并联的元件并联到电路中去。(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉。(3)要注意电表的量程选择和正、负接线柱连接,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出。(4)滑动变阻器的接法:限流法,导线分别连接到上、下接线柱上(两个接线柱);分压法,导线分别连接到上边一个接线柱和下边两个接线柱上(一上两下三个接线柱)。典例3

要测量某电阻Rx(阻值约为100Ω)的阻值,某同学根据实验室提供的器材,设计了如图所示的电路图。实验室提供的器材有:A.电压表V:量程3V,内阻约为3000ΩB.电流表A1:量程0.6A,内阻约为3ΩC.电流表A2:量程10mA,内阻约为100ΩD.定值电阻R0:阻值200ΩE.滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω,允许通过的最大电流为1AF.滑动变阻器R2:阻值范围0~100Ω,允许通过的最大电流为2AG.电源E:电动势为3V,内阻不计H.开关两个,导线若干(1)根据电路图可知,电流表应选用

(选填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选用

(选填“R1”或“R2”)。

(2)请根据电路图将如图所示的实物图连接完整。A2R1(3)下图中,闭合开关S1前,应先将滑动变阻器滑片移到最

(选填“左”或“右”)端,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器,使电压表的指针偏转较大,记录这时电压表和电流表的示数U1、I1,断开开关S2,记录这时电压表和电流表的示数U2、I2,则被测电阻的阻值为Rx=

。

(4)若考虑电流表内阻的影响,从系统误差角度分析Rx的测量值Rx测与真实值Rx真之间的关系:Rx测

(选填“>”“<”或“=”)Rx真。

右

=

典例4

(2023江苏卷)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材:干电池(电动势约1.5V,内阻不计)2节;两量程电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ;量程0~15V,内阻约15kΩ)1个;滑动变阻器(最大阻值50Ω)1个;定值电阻(阻值50Ω)21个;开关1个及导线若干。实验电路如图甲所示。甲(1)电压表量程应选用

(选填“0~3V”或“0~15V”)。

(2)图乙为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置,然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱

(选填“B”“C”或“D”)连接,再闭合开关,开始实验。

0~3VD乙(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变,依次测量电路中O与1,2,…,21之间的电压。某次测量时,电压表指针位置如图丙所示,其示数为

V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线,如图丁中实线所示。

丙丁1.50(4)在图甲所示的电路中,若电源电动势为E,电压表视为理想电压表,滑动变阻器接入的阻值为R1,定值电阻的总阻值为R2,当被测电阻为R时,其两端的电压U=

(用E、R1、R2、R表示),据此作出U-R理论图线如图丁中虚线所