2022年高考物理精讲专题电学实验 3.pdf

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1、学习好资料欢迎下载高考定位电学实验是高考实验考查的重点，考查的实验有测定金属丝的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用等高考对电学实验的考查侧重于考查电路设计、实物图连接、数据处理和误差分析，并且高考对电学实验的考查向着拓展实验、创新实验的方向发展要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力考题 1 电表读数和多用电表的使用例 1 在练习使用多用电表时：(1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是_A测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在

2、负、正插孔，则不会影响测量结果B双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大C测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开D欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比不变(2)用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a 端，红表笔接b 端时，指针向右偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明_(填“ a”或“ b”)端是二极管正极(3)某同学想通过多用电表A 中的欧姆档，直接去测量相同规格的多用电表B 中量程为2.5V的电压档的内阻，如图1 甲连线，选择倍率为1k 欧姆挡，测量前应对多用电表A 进行_，按正确的操作步骤测量，两表指针位置相同，如图乙所

3、示，从A 表读出 B表内阻约为 _k ，从 B 表读出电压约为_V. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页学习好资料欢迎下载图 1 计算出多用电表A 的电源电动势约为_V( 已知表盘正中电阻刻度值为15，计算结果保留两位有效数字)解析(2)当用多用电表的红表笔接触二极管a 端、黑表笔接触二极管b 端时， b 端电势高、 a端电势低，此时发现多用电表的指针偏转量非常小，说明此时电阻很大，说明此时二极管反向偏压，则a 端是二极管的正极(3)选挡后要先进行欧姆调零，欧姆表读数表盘读数倍率 131k 13k ；电压表读数为

4、1.32V；欧姆表内电阻等于中值电阻，为r15k；根据闭合电路欧姆定律，有：EIrU2.8V. 答案(1)AC(2)a(3)欧姆调零131.322.8 1(2014 重庆 6(1) 某照明电路出现故障，其电路如图2 所示，该电路用标称值12V 的蓄电池为电源，导线及其接触完好维修人员使用已调好的多用表直流50V 挡检测故障他将黑表笔接在c 点，用红表笔分别探测电路的a、 b点图 2 断开开关，红表笔接a 点时多用表指示如图3 所示，读数为_V ，说明 _正常(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)图 3 红表笔接b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图3相同，可

5、判断发生故障的器件是_(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”) 答案 11.5(11.211.8 的值均可 )蓄电池小灯解析 因用直流50V 挡检测，故满偏时电压为50V ，刻度均匀，在图示位置时，读数为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页学习好资料欢迎下载11.5(11.211.8 之间均可 )V ，说明蓄电池正常红表笔接b 点，断开开关， 指针不偏转， 闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯1欧姆表的原理(1)欧姆表内有电源，红表笔与内部电源负极相连，黑表笔与内

6、部电源的正极相连，故其电流方向为“红表笔流进，黑表笔流出”(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，IgERgR0r，此时中值电阻R中RgR0r，当两表笔接入电阻Rx时 IERgR0rRx，电阻 Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀2欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡重新调零；(3)待测电阻与电路、电源要断开；(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；(5)读数之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压的最高挡考题 2 测量电阻的实验例 2(2014 四川 8(2)图

7、 4 是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10)， R1是电阻箱 (099.9 )， R 是滑动变阻器， A1和 A2是电流表， E 是电源 (电动势 10V，内阻很小 )图 4 在保证安全和满足需求的情况下，使测量范围尽可能大实验具体步骤如下：( )连接好电路，将滑动变阻器R 调到最大；( )闭合 S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使 A1示数 I1 0.15A，记下此时电阻箱的阻值R1和 A2的示数 I2；( )重复步骤 ()，再测量6 组 R1和 I2的值；( )将实验测得的7 组数据在如图5 所示坐标纸上描点精选学习资料 -

8、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页学习好资料欢迎下载图 5 根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表A电流表 (03mA ，内阻为2.0 ) B电流表 (0 3mA，内阻未知 ) C电流表 (0 0.3A，内阻为5.0 ) D电流表 (00.3A，内阻未知 ) A1应选用 _，A2应选用 _测得一组R1和 I2值后， 调整电阻箱R1，使其阻值变小， 要使 A1示数 I1 0.15A，应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值_(选填“不变”、“变大”或“变小”)在坐标纸上画出R1与 I2的关系图根据以上实验得出Rx_.答案 DC变大关

9、系图线如图所示31 解析 该实验测 Rx电阻的原理为并联电路两支路电压相等，即(Rxr2)I2(R0 R1r1)I1，其中 r1、r2分别为 A1、A2两表的内阻又因为Rx的阻值约几十欧，与R0 R1在同一数量级，A1示数为 I10.15A，表示电流表A1只能从 C、D 中选择， A2电流值的数量级与A1相同由测量原理可知：(Rxr2)I2(R0R1 r1)I1，因 Rx未知，故r2阻值应已知，故A1选 D，A2选C. 因 A1示数 I10.15A 不变， R1变小， (R0R1r1)I1变小，滑动变阻器所分电压变大，R 应变大该图线为一条直线，离线较远的一组数据为错误数据，应舍去，其他点应对

10、称分布在直线两侧由实验原理得：(R0 R1r1)I1(Rx r2)I2其中 R010，r25.0 ，I10.15A，从图线上选择两组R1、I2代入不同数值可解得Rx约为31.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页学习好资料欢迎下载2(2014 新课标 22)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200，电压表的内阻约为 2k，电流表的内阻约为10，测量电路中电流表的连接方式如图6(a)或(b)所示，结果由公式RxUI计算得出，式中U 与 I 分别为电压表和电流表的示数若将图(a)和图 (b)中电路测得的电阻值分别记为

11、Rx1和 Rx2， 则_(填“ Rx1”或“ Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1_(填“大于”、 “等于”或“小于”)真实值， 测量值 Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值图 6 答案 Rx1大于小于解析 根据题意知RxRARVRx，电压表的分流作用较显著，故 Rx1更接近待测电阻的真实值题图 (a)的测量值是Rx与 RA串联的电阻阻值，故Rx1Rx真；题图 (b)的测量值是Rx与 RV并联的电阻阻值，故Rx2RVRx，则应把电流表内接；若RxRA”或“ 小解析(1)欧姆表的中值电阻即为其内阻值由欧姆挡中央刻度值为“15”可知欧姆表内阻为1.5 103，根据电阻分压

12、原理可知，电压表的示数U ERVR内 RV1.531031.51033103V1.0V. (2) 明确半偏法测电阻的实验原理由半偏法测电阻和滑动变阻器的分压接法可知，滑动变阻器的阻值应远小于电表内阻，故滑动变阻器选c.电阻箱的最大阻值应与电压表内阻相近或大于电压表内阻，故电阻箱选d. 接入电阻箱后， 电路总电阻阻值变大，干路电流变小， 变阻箱 R0和电压表分担的电压变大，则 UR0URV，故 R测R真RV越大， R测越接近真实值，故|R测R真|R真越小3为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如下测量：(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“ 10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小

13、，因此需选择 _(填“ 1”或“ 100”)倍率的电阻挡，并_，再进行测量，若多用表中的电池旧了，用它测得的电阻值将_(填“偏大”“偏小”或“不变”)(2)若用多用表测得该元件的电阻大约为1500 ， 现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材：A待测元件R(阻值约为1500 ) B电流表 (量程 5mA ，内阻约5 ) C电阻箱 (9999.9 ，0.02A) D直流电源 (电动势约为20V，内阻约0.5 ) E单刀双掷开关一个，导线若干实验小组有同学设计了如图4 所示电路进行测量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 17 页

14、学习好资料欢迎下载图 4 在闭合 S前， 先把 R调至 _(填“最大值”或“最小值”)， 然后把 K 打到 1， _ _ ，再把 K 打到 2, _，则 Rx _(用实验中获得的物理量来表示)(3)两只完全相同的表头G，分别改装成一只电流表和一只电压表，一位同学不小心做实验时误将两只表串起来连接在一闭合电路中，接通电路后两只表的指针可能出现下列哪种现象() A电流表的指针偏转，电压表的指针不偏转B两表指针偏转角度相同C两表指针都偏转，电压表的指针偏转角度比电流表大得多D两表指针都偏转，电流表的指针偏转角度比电压表大得多答案(1)100 让红黑表笔短接，重新欧姆调零偏大(2)最大值调节R，当其阻

15、值为R1时，电流表示数为I0调节 R，当其阻值为R2时，电流表示数为 I0R2 R1(3)C 解析(1)用欧姆表测量电阻，若指针偏转较小， 则电阻较大， 应换大倍率的电阻挡，即100.换挡后需重新进行欧姆调零，即让红黑表笔短接，重新欧姆调零若电池用旧了，则电动势变小，内阻增大，测量相同电阻时，闭合电路中电流变小，指针偏转角度变小，则欧姆表中电阻读数增大(2)电阻箱串联接入电路，闭合开关前，应使电阻箱的阻值达到最大两次电流相同，则RxR1R2， RxR2R1. (3)电流表为表头G 和小电阻并联，电压表为表头G 和大电阻并联，当两者串联时，流过电压表表头的电流约等于流过电流表表头的电流与流过并联

16、电阻的电流之和，因此电压表表头指针偏转角度大，C 正确题组 3描绘小灯泡 (或者其他元件 )的伏安特性曲线4某探究小组要描绘一个标有“4V,1W”的小灯泡的RU 曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A电压表V( 量程 5V，内阻约为5k ) B直流电源E(电动势 4.5V，内阻不计 ) C电流表 A1(量程 150mA，内阻约为2 ) D电流表A2(量程 300mA，内阻约为1 ) E滑动变阻器R1(阻值 010 ) F滑动变阻器R2(阻值 0200 ) (1)实验中要求小灯泡电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小且方便调节，电流表精选学习资料 - - - -

17、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页学习好资料欢迎下载应选用 _，滑动变阻器应选用_(填写仪器符号 )请在虚线框中画出该实验的电路图(2)根据实验数据， 计算并描绘出了RU 图象，如图 5 所示由图象可知， 当所加电压为3.0V时，小灯泡实际消耗的电功率为_W( 计算结果保留两位有效数字)图 5 (3)小灯泡的PU 图象及 I U 图象如图 6 甲、乙所示则小灯泡的电功率P 随电压 U 变化的曲线是 _；小灯泡的伏安特性曲线是_(填“ a”、“ b”、“ c”、“ d”) 图 6 答案(1)A2R1见解析图(2)0.75(3)bc解析(1)待

18、测小灯泡为 “4V,1W”，故其额定电流IPU0.25A250mA ，故电流表只能选择 A2；要描绘小灯泡RL的 RU 曲线，电压要从0 开始连续可调，故滑动变阻器采用分压式接法， 为方便实验操作滑动变阻器应选R1.灯泡正常发光时的电阻RUI40.25 16 ，电压表内阻约为5k ， 电流表内阻约为1， 电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法；描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示(2)当电压为3V 时，由题图可知小灯泡的电阻为12 ， 故此时小灯泡消耗的实际功率PU2R精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

19、 - - - - - - -第 15 页，共 17 页学习好资料欢迎下载3212W0.75W. (3)灯泡电功率PU2R，由于灯泡电阻随温度的升高而增大，由小灯泡的RU 图象可知， U变大， I 变大，而 PIU，因此 PU 图象的斜率应随电压的增大而增大，故b 正确；由小灯泡的 RU 图象可知随电压的增大灯泡的电阻增大，故1R逐渐减小，故IU 图象的斜率随电压的增大而减小，故c 正确5要描绘一个标有“3V， 0.8W”小灯泡的伏安特性曲线，已选用的器材有：电源 (电动势为4.5V，内阻约1 ) 电流表 (量程为 0300mA ，内阻约5 ) 电压表 (量程为 03V ，内阻约3k) 滑动变阻

20、器 (最大阻值10，额定电流1A) 开关一个和导线若干(1)为便于实验操作，并确保实验有尽可能高的精度，则实验的电路图应选用下图中的_(填字母代号 )(2)图 7 是实验器材实物图，图中已连接了部分导线请根据在 (1)问中所选的电路图补充完成图中实物间的连线(用笔画线代替导线)图 7 (3)测量结束后， 先把滑动变阻器滑片移到_(填“左端”或“右端”)，然后断开开关，接着拆除导线，整理好器材(4)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图8 所示 由图象可知小灯泡的电阻值随工作电压的增大而 _ (填“不变”、“增大”或“减小”)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页学习好资料欢迎下载图 8 答案 (1)C (2)如图所示(3)左端(4)增大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页