2022年高考物理电学实验专题复习 .pdf

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1、高考物理电学实验专题复习策略在考纲中中学电学实验包括：用描迹法画出电场中平面上的等势线；测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） ；描绘小电珠的伏安特性曲线；把电流表改装为电压表；测定电源的电动势和内阻；用多用电表探索黑箱内的电学元件；练习使用示波器；传感器的简单应用八个实验。其中测电阻是电学实验的重中之重， 测电阻的电阻率、由电阻两端时的电压与流过的电流的伏安特性曲线，测电源、 电表的电阻等。而这些内容都围绕控制电流与测量电路的选取进行的，在此基本上向非常规（电路的变迁、原理的变迁）方向拓展变迁，当然高考也加强了基本能力的考查，如正确读数、选取器材、误差分析等。一、熟知仪表构造、能正确调试

2、或准确读数例 （1）用多用电表可测直流电压、电流和电阻。如图1 的、条线分别表示多用电表指针的指示位置将多用电表的选择开关置于“1”挡位时，的示数是_ ， 的示数是 _；将多用电表的选择开关置于直流“50mA ” 挡位时， 的示数是 _mA ，的示数是 _ mA ；将多用电表的选择开关置于直流“250V ” 挡位时，的示数是_V ，的示数是 _ V ；图 1 解析： （ 1） 24 36 ； 25 10 ； 125 100 ；（ 2） 0 0.98m/s 0.48J ；（ 3） 72 1200 2 2 例 某示波器工作时，屏上显示出如图2 所示的波形，且亮度较弱（ 1）要将波形调到中央，应调节

3、示波器的_旋钮和 _旋钮；若要增大显示波形的亮度，应调节_旋钮(填写示波器面板上的相应符号)（2）此时衰减调节旋钮位于“ ” 档，若要使此波形横向展宽，并显示出3 个完整的波形，同时要求波形的波幅适当大些，需要进行的操作是_(用 ABCD 字母表示 ) A将衰减调节旋钮调为“ l0 ”档B调节 Y 增益旋钮图 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页C调节 X 增益旋钮D调节扫描微调旋钮解析：（2）(竖直位移旋钮 )、 (水平位移旋钮 )、 *( 辉度调节旋钮) （2）B、C、D 例 某同学用如图3 所示电路，测绘标有

4、“3.8 V ，0.3 V ” 的小灯泡的灯丝电阻R 随电压 U 变化的图象。除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表： A 1(量程 100 mA ，内阻约2)A2 (量程 0.6 A，内阻约0.3 )电压表： V1(量程 5 V，内阻约5)V2(量程 15 V，内阻约15 ) 电源：E1(电动势为1.5 V，内阻为0.2 )E2(电动势为4 V，内阻约为0.04 )为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_，电压表 _，滑动变阻器_，电源 _。(填器材的符号 ) 根据实验数据，计算并描绘出R-U 的图象如图所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_； 当所加电压为3.00V

5、 时， 灯丝电阻为 _， 灯泡实际消耗的电功率为_W 。根据 R-U 图象，可确定小灯泡耗电功率P 与外加电压U 的关系，符合该关系的示意图是下列图中的_。解析： 对器材的选用应以安全、实用为原则。小灯泡的额定电压和额定电流分别为3.8V 和 0.3A，故电压表应选V1，电流表A2；由于是分压接法，故滑动变阻器应选R1，便于调节，电源应选E2。由图A B C D 图 3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页象可看出： U0 时，小灯泡不工作，对应电阻为1.5 ，当 U3.0V 时，对应的电阻为11.5 。此时，灯泡实际

6、消耗的功率PRU/20.78W。由 RU 图线可看出，随U 的增大，电阻的变化越来越小，而PRU/2，随 U 的变化，功率P 的变化将更加明显，故选A。变式： （2008学年商丘市度第一学期期末考试试题）为测定一节蓄电池的电动势和内阻(内阻约为 0.5 ) ，实验可能采用的电路图如图4 甲、乙所示。为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中连接了一个保护电阻 R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：A电流表 (量程 0.6A，内阻约0.5 )B电压表 (量程 3V，内阻约6k)C电压表 (量程 15V，内阻约30k)D定值电阻 (阻值 1 ，额定功率5W) E.定值电阻 (阻值 10

7、 ，额定功率10W) F滑动变阻器(阻值范围 010 ，额定电流2A) G滑动变阻器(阻值范围0200 ，额定电流lA) 实验应采用电路 (填“ 甲” 或“ 乙”)；电压表应选，定值电阻应选, 滑动变阻器应选。(填相应仪器的序号) 答案： 乙； B ，D ，F 点悟： 正确选取合适的器材和涉及电路是顺利完成电学实验的必经之路，也是每年考查的热点，电路设计的原则为科学性及可行性、可靠性、简易性、精确性等几个方面，具体来说还是围绕测量电路与控制电路进行的。二、理解课本实验，有机引申拓展“ 伏安法测电阻” 要求熟练掌握电流表的两种接法：内接法和外接法；熟练应用部分电路欧姆定律；“ 测定金属的电阻率”

8、 原理是部分电路欧姆定律，电流表用外接法，变阻器用限流式接法；“ 描绘小灯泡的伏安特性曲线” 原理是部分电路欧姆定律，电流表用外接法， 变阻器用分压式接法；“ 测电源的电动势和内阻” 原理是闭合电路欧姆定律，电流表用内接法，变阻器用限流式接法；“ 电表改装（测内阻）” 熟练掌握串并联电路的分配规律，掌握半偏法测内阻；可见，电学实验中考查最为频繁的就是测量电路与控制电路的选取。例 （1）在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在如图5 所示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填图 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师

9、归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页在横线上。应选取的电路是，滑动变阻器应选取。图 5 E总阻值 I5 ，最大允许电流2A 的滑动变阻器F总阻值200 ，最大允许电流2A 的滑动变阻器G总阻值1000 ，最大允许电流1A 的滑动变阻器（2）由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图中b 线，将该小灯泡与一干电池组成闭合电路，该电池两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图中a 线，则小灯泡与电池连接后的实际功率为W；若再将一阻值为0.75的电阻串联在电路中，则小灯泡的实际功率为W。解析： （ 1）描绘小灯泡伏安特性曲线变阻器要分压连接，测量电路用外接法，所以选C、E；（2）在 U-

10、I 图象中面积即功率。解得0. 72 0. 24。例 2007 年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“ 巨磁电阻 ” 效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。若图 6 为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。图 6 （1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图中的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.61.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较

11、小。提供的器材如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页A磁敏电阻，无磁场时阻值0150RB滑动变阻器R，全电阻约20C电流表，量程2.5mA, 内阻约30D电压表，量程3V，内阻约 3kE直流电源E，电动势3V，内阻不计F开关 S，导线若干（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：1 2 3 4 5 6 U（V）0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71 I（mA ）0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80 根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB= ， 结合图中可知待测

12、磁场的磁感应强度BT。（ 3）试结合图1 简要回答，磁感应强度B 在 00.2T 和 0.41.0T 范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？（4） 某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线 （关于纵轴对称） ，由图线可以得到什么结论？（1）如右图所示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页解析：（1）当 B0.6T 时，磁敏电阻阻值约为6150 900，当 B1.0T 时，磁敏电阻阻值约为11150 1650由于滑动变阻器全电阻20 比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接

13、法；由于xVAxRRRR，所以电流表应内接。电路图如图所示。（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：130.4515000.3010R，230.911516.70.60 10R，331.5015001.0010R，431.791491.71.2010R，532.7115051.8010R，故电阻的测量值为1234515035RRRRRR（1500 1503都可）由于0150010150RR，从图 1 中可以读出B0.9T 方法二：作出表中的数据作出UI 图象，图象的斜率即为电阻（略）。（3）在 00.2T 范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）

14、；在 0.41.0T 范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）；（4）从图中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关。点悟： 最近两年的电学实验题较好的突出了以能力立意的命题思想，对中学物理实验教学起到了良好的导向作用。但是不管如何创新，源于课本的思路是不变的，所以课本中的几个实验一定好熟练领会。变式： 某同学对黑箱（见图7 甲）中一个电学元件的伏安特性进行研究。通过正确测量，他发现该元件两端的电压Uab（ Uab=UaUb）与通过它的电流I 之间的变化关系有如下规律：I当 15VUab R2时，可认为

15、合上S2后，整个电路的电阻几乎没有发生改变，即总电流几乎没有发生改变，故可近似认为RA=R2。误差分析： 合上开关 S2后，电路的总电阻减小，干路上的电流增大，流过 R2的电流大于流过电流表A的电流。故电流表内阻的测量值小于真实值。在电流表不超过量程的前提下，电压越高，测量误差越小。如图 9所示，合上S1、S2，调节 R，使电压表指针偏转到满刻度。再断开开关S2，保持 R 的滑动片位置不动，调节R0的阻值，使电压表的指针偏转到满刻度的一半。当R R0时，可认为断开S2后，整个电路的电阻几乎没有发生改变，即从分压器分出的电压几乎没有发生改变，故可近似认为RV=R2。图 8 图 9 精选学习资料

16、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页误差分析： 合上开关S2后，电路的总电阻增大，干路上的电流减小，滑动变阻器右端电阻上的分压减小， 滑动变阻器左端电阻上的电压增大，加在 R2两端的电压大于加在电压表两端的电压。故电压表内阻的测量值大于真实值，在变阻器不超过额定电流的前提下，变阻器的阻值越小，测量误差越小。例 (1)把它改装成量程为3V 的电压表，需测出电流表的内阻Rg。在图所示的方框中画出利用半偏法测量Rg的电路图叙述操作步骤：. 现测得电流表G 的内阻 Rg=10 ，需串联阻值为的电阻，其原理是对改装后的电压表，下列说法正确的是

17、( ) A允许通过的最大电流增大了B刻度盘刻度不均匀了c原电流表G 自身的电阻增大了D使用时，加在原电流表G 两端的电压的最大值不可能增大(2) 把改装的电压表跟标准电压表进行核对，在下图所示的方框中画出核对电路图若改装的电压表在满刻度时，标准电压表的读数为3.2V ，则满刻度时的百分误差为(3) 若 改 装 成 量 程 为O 6A的 电 流 表 ， 要 并 联 一 个 阻 值 为 的 电 阻 ， 其 原 理是(4) 此表与电动势为1 5V，内阻 rg=10的电池及调零电阻R，组成欧姆表调零电阻R。至少为 图中 A、 B、C、D、E、F、G 对应的电阻值分别为、 、( 设 A 处为零电流刻度处

18、，G 为 3mA 刻度处 )。解析： (1)如图所示；合上开关S1，调整R 的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；合上开关精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页S2，调整 R 的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半，读取R 的值即认为是电流表内阻Rg。 990，串联电阻的分压作用 D (2) 如右图所示。6.3(3) 0.05，并联电阻的分流作用(4) 480； 、2500、1000、500、250、100、0 四、新型实验例 被誉为空难 “ 见证人 ” 的黑匣子记录了飞机飞行期间的详细信息资料，出现事故之后，“ 黑匣子 ”

19、 就成为空难调查的主要线索某失事飞机的黑匣子找到后，技术人员首先对黑匣子的电路的导通情况进行了检测。（1）图 8 是黑匣子某部分的电路图，图中R1标有 “5V ，2.5W ”字样，滑动变阻器 R2标有（ 5，1A）字样，电流表量程采用00.6A ，电压表量程采用03V。若该电路各元件完好，为了在检测过程中的任何时候确保电路各部分安全，在a、b间所加电源电压的最大值应为_V 。（2）另一部分电路装在一个小盒子里，盒子内部是由三个电阻连接而成，并且和盒外的三根引出线相连接，如图9 所示当把两根引出线c、d分别接3V 恒压电源两端时，测得其余任意两根引出线之间的电压均为1.5V ，且流过此电源的电流

20、为0.15A；当将 3V 恒压电源分别接ce、 de 时，测得其余任意两根引出线之间的电压仍均为1.5V，流过电源的电流也为0.15A 。 请画出小盒子的电路结构，并标明每个电阻的阻值。解析： R1允许通过的最大电流为110.5AmPIU，小于 R2允许通过的最大电流1A，因此只要满足1R不被烧坏即可，所以a、b间所加电压的最大值为5V，由欧姆定律得：2015.03cdcdcdIUR， 即内部电路如图10、11 所示，有两种情况。d c e 图 9 V A R1 R2 图 8abSPced303030图 10101010图 11dec精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页